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Scheibenförmiges Objekt, insbesondere Werkzeug bzw.
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Werkzeug-Stammblatt sowie Verfahren und Bekleidung zu seiner Anfertigung
Die Erfindung bezieht sich auf ein scheibenförmiges Objekt gemäß dem Oberbegriff
des Anspruchs 1 sowie auf Verfahren und Bekleidungen zu dessen Anfertigung.
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Es ist bekannt, ein Kreissägeblatt mit einer eine viskoelastische
Schicht enthaltenden Bekleidung zu versehen, die eine schwingungsdämpfende Wirkung
hat. Die Dämpfung kommt dabei durch eine Schubbeanspruchung der viskoelastischen
Schicht zustande.
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Weil der Grundkörper bei einem solchen Werkzeug durch die seitliche
Bekleidung gekapselt ist, somit eine Luftschallabstrahlung nur von den Außenflächen
erfolgen kann, müssen
Körperschallschwingungen des Grundkörpers
den von der viskoelastischen Schicht gebildeten Dämpfungsbereich passieren, um in
die äußere Abdeckung dieser Schicht zu gelangen. Weil die viskoelastische Schicht
im Vergleich zum Grundkörper und zur äußeren Abdeckung einen niedrigeren Elastizitätsmodul
hat, findet auch eine wirksame Körperschalldämmung statt.
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Für den Einsatz von mit Bekleidungen versehenen Werkzeugen oder anderen
Objekten ist es wichtig, daß die Bekleidungen ihre Lage auf dem Grundkörper behalten
und sich bei den auftretenden Beanspruchungen nicht lösen. Andererseits soll aber
eine möglichst hohe Dämpfung erzielt werden. Hierbei kann es sich um einander zuwiderlaufende
Forderungen handeln.
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Aufgabe der Erfindung ist es, ein Objekt der eingangs genannten Art
in vorteilhafter Weise auszubilden. Dazu gehört es, einen sicheren Zusammenhalt
des Grundkörpers und seiner Bekleidung zu gewährleisten. Insbesondere soll es möglich
gemacht werden, den Erfordernissen für die Erzielung einer guten Dämpfungswirkung
auch in unterschiedlichen Fällen gerecht zu werden und zugleich die Gefahr eIner
Trennung oder eines Ablösens der Bekleidung vom Grundkörper auszuschließen, insbesondere
am äußeren Rand. Mit alledem zusammenhängende weitere Probleme, mit denen sich die
Erfindung befaßt, ergeben sich aus der jeweiligen Erläuterung der aufgezeigten Lösung.
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Bei einem wenigstens auf einer Seite, vorzugsweise jedoch auf beiden
Seiten, mit einer Bekleidung aus wenigstens einer viskoelastischen Schicht und einer
darauf angeordneten Abdeckung versehenen Objekt sieht die Erfindung vor, daß die
Bekleidung Ausnehmungen aufweist und daß ein einen Rand der Bekleidung überdeckendes
Schutzelement sowohl an seinem sich über diesen Rand der Bekleidung hinaus erstreckenden
Bereich als auch an den Stellen der Ausnehmungen in der Bekleidung am Grundkörper
befestigt ist.
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Bei einem solchen Objekt wird durch das Schutzelement, das im einzelnen
in verschiedener Weise ausgeführt sein kann, die Bekleidung in ihrer Lage auf dem
Grundkörper besonders gesichert, so daß sie sich auch unter größeren Beanspruchungen
nicht lösen kann, während andererseits Schubbewegungen zwischen den über die viskoelastische
Schicht miteinander zusammenhängenden Teilen durch das Schutzelement nicht gehindert
werden, so daß sich die für die Dämpfung maßgebenden Schubspannungen in der viskoelastischen
Schicht voll auswirken können. Hierbei liegt ein ganz besonderer Vorteil noch darin,
daß bei der Wahl des viskoelastischen Materials das Schwergewicht nicht so sehr
auf eine Klebefunktion desselben gelegt zu werden braucht, sondern daß für die Dämpfungswirkung
im jeweiligen Bedarfsfall wichtige Kriterien im Vordergrund stehen können, sowohl
hinsichtlich der Art und Einstellung des Werkstoffes, namentlich mit Bezug auf den
Elastizitätsmodul
bzw. den Schubmodul, als auch hinsichtlich der
geometrischen Verhältnisse, etwa der Dicke der viskoelastischen Schicht bzw. Schichten
und der Auflagen, Abdeckungen od.dgl.
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Die Ausnehmungen in der Bekleidung ermöglichen eine besonders günstige
und sichere Festlegung des Schutzelements am Grundkörper. Außerdem bestehen weitere
wesentliche Vorteile in fertigungstechnischer Hinsicht. Die Ausnehmungen in der
Bekleidung lassen sich vor deren Aufbringen auf den Grundkörper einfach herstellen,
insbesondere durch einen Schnitt-oder Stanzvorgang. Dabei können die Ausnehmungen
einer Bekleidung einzeln, in Gruppen oder alle zugleich erzeugt werden. In ihrer
Form lassen sich die Ausnehmungen den jeweiligen Erfordernissen leicht anpassen.
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Hinsichtlich der Art und Ausbildung des Schutzelements bestehen verschiedene
Möglichkeiten. Als Material kommt insbesondere ein metallischer Werkstoff in Betracht,
namentlich Stahl, ggfs. aber auch ein Nichteisen-Metall, etwa Kupfer.
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Weiterhin ist auch ein Kunststoff mit verschließfesten Eigenschaften
nicht ausgeschlossen.
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Besonders vorteilhaft ist das Schutzelement eine verhältnismäßig dünne
Folie von ausreichender Festigkeit. Die Dicke des Schutzelements kann im Bereich
einiger Zehntel Millimeter oder auch darüber liegen.
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Die Form des Schutzelements läßt sich entsprechend dem jeweiligen
Bedarfsfall wählen und auch der Form der Bekleidung bzw. der Randkontur derselben
anpassen. Normalerweise hat das Schutzelement eine kreisringförmige Grundgestalt.
Seine Begrenzung kann aber auch von der kreisform abweichen, so daß es beispielsweise
einen kurvenförmigen oder mehreckigen Randverlauf hat.
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Die Befestigung des Schutzelements am Grundkörper kann u.a.
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durch Nieten oder durch stoffschlüssige Verbindungen geschehen. Hierunter
sollen Verbindungen verstanden werden, die durch Schmelzen oder Erweichen des Werkstoffes
der aneinander festzulegenden Teile selbst oder eines Zusatzwerkstoffes und durch
Erstarren des Werkstoffes zustande gekommen sind.
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Dabei ist namentlich an Kleben und an Löten bzw. Schweißen gedacht,
sowohl an Preßschweißen wie z.B. Punktschweißen, als auch an Schmelz schweißen.
Besonders günstig im Hinblick auf die thermischen Verhältnisse ist eine Elektronenstrahl-oder
Laserstrahl-Schweißung.
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Die Befestigungsstellen lassen sich je nach den Gegebenheiten und
Erfordernissen linienförmig (z.B. als Schweißnähte) oder punktförmig (z.B. als Punktschweißungen)
oder auch flächig (z.B. als Verklebungen) ausbilden.
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Weitere Einzelheiten, Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben
sich aus der nachstehenden Erläuterung von Ausführungsbeispielen,
aus
der zugehörigen Zeichnung sowie aus den Ansprüchen. Es zeigen: Fig. 1 ein Objekt
in Form eines Werkzeuges in Seitenansicht, Fig. 2 einen Teil eines als Bekleidung
auf ein Objekt aufzubringendes Element in Form einer Ronde od.dgl. in größerem Maßstab,
Fig. 3 einen Teil des Werkzeuges nach Fig. 1 in größerem Maßstab, Fig. 4 einen Schnitt
nach der Linie IV - IV in Fig. 3 und Fig. 5 einen Schnitt nach der Linie V - V in
Fig. 3, wobei jeweils die einzelnen Schichten der Deutlichkeit halber übertrieben
dick gezeichnet sind.
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Das in Fig. 1 dargestellte Objekt ist ein Kreissäge-Werkzeug, das
als Grundkörper ein aus Stahl bestehendes scheibenförmigen Stammblatt G enthält,
welches an seinem Umfang mit Zähnen Z versehen ist. Es ist jeweils nur ein Teil
dieser mit regelmäßigen oder auch unregelmäßigen Abständen voneinander über den
ganzen Umfang verteilt angeordneten Zähne eingezeichnet,
wobei
mit der strichpunktierten Linie K der Flugkreis der Zahnspitzen angedeutet ist.
Die Zähne Z können mit aufgelöteten Schneidplättchen P aus Hartmetall oder einem
anderen Werkstoff versehen sein oder eine sonstige Ausbildung haben, so auch unmittelbar
die Schneiden der Werkzeuges bilden. Eine Mittelbohrung ist mit dem Buchstaben M
bezeichnet.
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Der Grundkörper G des Werkzeuges ist auf beiden Seiten mit einer schwingungsmindernden
Bekleidung B versehen, von denen in Fig. 1 nur eine sichtbar ist. Jede dieser Bekleidungen
enthält zumindest eine Schicht V (Fig. 2) aus viskoelastischem Material, namentlich
einem Kunstharz mit Klebeigenschaften sowie eine Abdeckung A auf der letzteren.
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Die Bekleidung B ist in der Nähe ihres äußeren Randes 1 mit einer
Anzahl von über den Umfang verteilt angeordneten Ausnehmungen 2 versehen, die durch
ihre sämtlichen Schichten hindurchgehen. Die Ausnehmungen 2 haben bei dem dargestellten
Ausführungsbeispiel die Form langgestreckter Fenster mit etwa parallel zum Rand
1 der Bekleidung B verlaufenden Längsbegrenzungen. Die Ausnehmungen können aber
auch eine andere Gestalt haben, z.B. kreisförmig sein, wie in Fig. 2 mit strichpunktierten
Linien 2' eingezeichnet ist.
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Die Ausnehmungen 2 der Bekleidung B werden zweckmäßig vor dem Aufbringen
der letzteren auf den Grundkörper G hergestellt.
Dies geschieht
vorteilhaft durch Stanzen. Dabei können aus einer als Bekleidung für einen Grundkörper
bestimmten Ronde od.dgl. (Fig. 2), d.h. eines wenigstens eine viskoelastische Schicht
V und eine Abdeckung A enthaltenden vorgefertigten Elements, wie Ausnehmungen 2
bzw. 2' einzeln nacheinander oder auch zu mehreren bzw. sämtlich gleichzeitig ausgestanzt
werden. Es ist auch nicht ausgeschlossen, die Ausnehmungen erst nach dem Aufbringen
der Bekleidung auf den Grundkörper herzustellen, z.B. durch Ausstanzen oder Ausschneiden,
wobei die Schnittlinien bis auf die Oberfläche des Grundkörpers durchgehend geführt
werden.
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In Fig. 2 ist mit der Ziffer 4 ein dünner blattförmiger überzug aus
Papier oder Kunststoff bezeichnet, der auf der der Abdeckung A abgewandten Seite
der viskoelastischen Schicht aufliegt, so daß er diese bis zur Verwendung schützt.
Vor dem Gebrauch, d.h. vor dem Auflegen der Bekleidung auf ein damit auszustattendes
Objekt, wird der Überzug entfernt. Die Ausnehmungen 2 können bei einem solchen vorgefertigten
Element auch durch den Überzug 4 hindurchgehen. Dies ist aber nicht erforderlich,
weil dieser vor der Benutzung abgezogen wird.
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Es kann sogar vorteilhaft sein, den schützenden Überzug 4 ohne Ausnehmungen
zu lassen.
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Bei der Ausführung nach Fig. 1 ist der gesamte äußere Randbereich
einer auf den Grundkörper G aufgebrachten Bekleidung B von einem etwa kreisringförmigen
Schutzelement 3 in Gestalt
einer dünnen Stahlfolie übergriffen.
Wie im einzelnen aus Fig. 3 bis 5 hervorgeht, ist dieses Schutzelement 3 an seinem
über den Rand 1 der Bekleidung B hinausragenden äußeren Rand 5 durch einzelne Löt-
oder Schweißstellen 6 am Grundkörper G befestigt und außerdem an den von den Ausnehmungen
2 frei gelassenen Bereichen des Grundkörpers G mit diesem durch Löt- bzw. Schweißstellen
7 verbunden. Damit ergibt sich eine besonders wirksame Halterung für die Bekleidung
B an ihrem äußeren Randbereich, zusätzlich zu der ohnehin durch die infolge der
Klebeeigenschaften der viskoelastischen Schicht V gegebenen Festlegung der Bekleidung
B am Grundkörper. Das folienartige Schutzelement 3 verhindert auch bei größeren
Beanspruchungen mit Sicherheit ein Lösen der Bekleidung B, ohne jedoch das Dämpfungsverhalten
der Bekleidung zu beeinträchtigen. Statt punktförmiger Schweißstellen 6, 7 können
auch durchgehende bzw. an einzelnen Stellen unterbrochene Schweißnähte, Klebestellen
oder andere Befestigungen wie Nieten u.dgl. vorgesehen sein. In Fig. 1 sind lediglich
an einer Stelle Schweißnähte 6' und 7' angedeutet. In Fig. 3 ist bei der strichpunktierten
Linie 8 eine flächige Befestigung, etwa eine Klebestelle, veranschaulicht, die statt
einer Befestigung durch einzelne Löt- oder Schweißpunkte vorhanden sein kann.
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Ein Schutzelement der erläuterten oder einer ähnlichen Art kann ohne
Schwierigkeiten bei Bekleidungen unterschiedlicher
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vorgesehen sein. So besteht bei dem dargestellten Beispiel, wie aus Fig. 4 und 5
ersichtlich, die Bekleidung B auf einer Seite des Werkzeuges aus einer auf dem Grundkörper
G haftenden viskoelastischen Schicht V, insbesondere einem Kunstharz und einer Dicke
von beispielsweise 0,05 mm, und einer auf dieser Schicht haftenden äußeren Abdeckung
A aus einer z.B. 0,2 mm dicken Stahlfolie. Auf der anderen Seite ist eine am Randbereich
ebenfalls von einem Schutzelement 3 übergriffene Bekleidung B' angebracht, die zwei
viskoelastische Schichten V1, V2 mit einer von diesen eingeschlossenen Auflage oder
Zwischenlage A1 und eine äußere Abdeckung A2 enthält, wobei die Zwischenlage Al
und die Abdeckung A2 wie die Abdeckung A auf der anderen Seite aus Stahl oder auch
aus einem anderen Werkstoff bestehen und auch untereinander verschieden sein können.
Letzteres gilt auch für die viskoelastischen Schichten V1 und V2. Durch verschiedene
Bekleidungen auf beiden Seiten, die sich im Aufbau bzw. in der Anzahl der Lagen
und/oder im Material und/oder in der Dicke undloder in der geometrischen Form unterscheiden
können, lassen sich die für den jeweiligen Bedarfsfall erwünschten Dämpfungs-, Dämm-
und thermischen Eigenschaften erzielen.
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Ein Schutzelement der erläuterten Art und Befestigung kann auch am
radial inneren Randbereich der Bekleidung B vorgesehen sein, wobei dann die Bekleidung
in diesem Bereich mit entsprechenden Ausnehmungen versehen ist. Die Erfindung
schließt
weiterhin auch Ausführungen ein, bei denen die Bekleidung vollständig oder zu einem
überwiegenden Teil von einem Schutzelement bedeckt ist, wobei Ausnehmungen zur Befestigung
des letzteren am Grundkörper so über die Fläche der Bekleidung verteilt angeordnet
sein können, wie es die Gegebenheiten erfordern.
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Die Erfindung wurde vorstehend an einem Objekt in Form eines Werkzeuges
näher erläutert. Sie kann darüber hinaus mit Vorteil auch bei anderen Abiekten,
wie beispielsweise Zahnrädern, Radkörpern, sich drehenden plattenförmigen Teilen
usw.
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angewendet werden.
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Alle in der vorstehenden Beschreibung erwähnten bzw. in der Zeichnung
dargestellten Merkmale sollen, sofern der bekannte Stand der Technik es zuläßt,
für sich allein oder auch in Kombinationen als unter die Erfindung fallend angesehen
werden.
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