DE3108954C2

DE3108954C2 - Messer und Verfahren zu seiner Herstellung

Info

Publication number: DE3108954C2
Application number: DE19813108954
Authority: DE
Inventors: Michael Dr.-Ing. 3100 Celle Kaiser
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1981-03-10
Filing date: 1981-03-10
Publication date: 1986-07-24
Also published as: DE3108954A1

Abstract

An einem Messer mit einer Schneide aus polykristallinem Diamantmaterial, das auf einer Hartmetallaufnahme befestigt ist, soll die Aufgabe gelöst werden, ein Messer mit einer Schneide aus einer Vielzahl von polykristallinen Diamanten zu schaffen, das leicht herstellbar ist und bei dem eine Reparatur der Schneide schnell und mit geringem Aufwand durchführbar ist. Die Erfindung löst diese Ausgabe dadurch, daß die Schneide aus einer Vielzahl von Diamantsegmenten besteht, die auf gleichgeformten Trägern befestigt sind, die ihrerseits an einem Halter von der Länge des Messers angebracht sind. Die Schneide dieses Messers ist aus einer Vielzahl von Segmenten aus polykristallinem Diamantmaterial hergestellt. Jedes Segment ist auf einem Träger befestigt. Alle Träger sind gleichgeformt. Die Träger werden auf einem Halter von der Länge des Messers, vorzugsweise durch Klemmen, angebracht.

Description

Die Erfindung betrifft ein Messer mit einer Schneide aus polykristallinem Diamantmaterial, das auf einer Hartmetallaufnahme befestigt ist, sowie ein Verfahren zu seiner Herstellung.

Schneiden aus polykristallinem Diamantmaterial sind die Kanten von polykristallinen Diamantplättchen, die z. B. eine Stärke von 1 mm, eine zwei- bis dreimal so große Breite und eine Länge von etwas mehr als 10 mm aufweisen. Ein solches polykristallines Diamantplättchen wird auf einer Hartmetallaufnahme befestigt, sodann wird die Hartmetallaufnahme zusammen mit dem polykristallinen Diamanten als Spitze eines Werkzeuges auf diesem befestigt. Solche Werkzeuge mit Schneiden aus polykristallinem Diamanten werden dann durch Schleifen geschärft und zeichnen sich durch eine hohe Standfestigkeit aus. Polykristalline Diamanten haben gegenüber anderen Diamantwerkzeugen mit monokristallinen Diamanten auch den Vorzug, daß sie nicht ganz so empfindlich gegen Schlagbeanspruchungen sind. Durch ihre geringe Länge sind polykristalline Diamanten jedoch immer nur für Messer und sonstige Werk

zeuge sehr geringer Länge eingesetzt worden.

Für viele Zwecke in der Industrie ist es jedoch erforderlich, daß Messer eine größere Länge aufweisen. Zum Schneiden von in Bewegung befindlichen bahnenförmigern Material müssen die Messer eine Länge haben, die größer als die Breite der Materialbahn ist Aber auch bei der Herstellung von strangförmigem Material sind erhebliche Messerbreiten erforderlich, weil industriell selbst dann, wenn die Stränge nur einen geringen

ίο Durchmesser haben, meist mehrere Stränge gleichzeitig nebeneinander herstellt werden und dann auch gleichzeitig geschnitten werden sollen. Die Herstellung solcher Messer erfolgt im allgemeinen aus Hartmetall oder Metall mit gehärteten Schneiden. Derartige Messer weisen jedoch keinesfalls eine so hohe Standfestigkeit auf, wie Schneiden aus polykristallinem Diamantmaterial. Dabei sind derartige Messer keineswegs billig in der Herstellung. Ein erheblicher Nachteil dieser Messer ist es auch, daß ein einziger kleiner Gegenstand von erheblicher Härte, der unerwünschtermaßen in eine Produktionsstraße ⁰CIaH^t is* zu einem .Ausbrechen eines Stükkes aus der Messerschneide führen kann und somit das ganze Messer entwerten kann. Ein solches Messer ist aus der Maschine auszubauen und gegen ein einwandfreies Messer auszuwechseln, was zu unerwünschten Maschinenstillstandszeiten führt.

Um dem Mangel geringer Standzeiten abzuhelfen, ist versucht worden, längere Messerschneiden aus polykristallinem Diamantmaterial dadurch herzustellen, daß auf einen Träger eine Vielzahl von auf Hartmetallaufnahmen befestigten polykristallinen Diamanten aufgebracht wurde. Dieses Aufbringen erfolgt durch Löten. Das Auflöten der polykristallinen Diamanten auf den Träger führt zu einer Schneide von unregelmäßiger Gestalt, weil die Stärke der Lötschicht zwischen der Hartmetallaufnahme und dem Träger sich nicht für jeden polykristallinen Diamanten gleich stark herstellen läßt. Bei längeren Messern treten darüber hinaus beim Löten auch noch Verzugserscheinungen ^:/. Nach dem Löten ist die Schneide zu schleifen, um die Kanten der angelöteten polykristallinen Diamanten in eine Flucht zu bringen und um einen evtl. Verzug des Trägers auszugleichen. Dieses Schleifen der Schneide aus polykristallinem Diamanten ist außerordentlich teuer, weil es ein langwieriger Arbeitsvorgang ist. Eine derartig teuer hergestellte Messerschneide kann dann aber im Betrieb manchmal sehr schnell entwertet werden, wenn nur unerwünschterweise ein harter Gegenstand in die Produktionsstraße geraten ist. Dann bricht nämlich an irgendeiner Stelle der Schneide ein Stück aus einem polykristallinem Diamanten aus und schon ist das ganze Messer vertlos geworden. Die Auswechslung eines einzelnen polykristallinen Diamanten an einer solchen Schneide ist ein Arbeitsvorgang, der sehr hohe Geschicklichkeit erfordert und der letztlich dazu führt, daß die gesamte Schneide durch Schleifen wieder gerichtet werden muß. Diese Gründe haben dazu geführt, daß in der Industrie Messer, deren Schneidkante mit polykristallinen Diamanten besetzt ist, trotz ihrer hohen Standzeiten nicht zum Einsatz kommen.

Verwendet werden vielmehr Schneidvorrichtungen mit einem Schneidstahl. Um diesen zum Schärfen leichter ausbauen zu können, ist es durch die DE-PS 6 73 483 bekanntgeworden, den Schneidstahl in einen Träger einzubauen, der mit Schrauben am Messerhalter befestigt wird. Der Schneidstahl ist hier zwischen zwei Bakken eingeklemmt. Die der Schneide abgewandtc Seite des Schneidstahles stützt sich gegen ein Paar von

Schrauben ab, die der Justierung des Schneidstahles im Träger dienen.

Durch das DE-GM 19 91 401 ist es bekanntgeworden, für die Herstellung eines Sägezahn-Rundmessers die Schneide aus einer Vielzahl von Segmenten herzustellen, die aus Stahl in gekröpfter Form hergestellt sind und in eine Umfangsnut des Messerhalters eingesetzt sind.

Durch die DE-OS 21 52 615 ist es bekanntgeworden, ein Schneidmesser mit Hilfe magnetischer Kräfte an einem Träger zu halten, in den Magnetstücke eingesetzt sind und der seinerseits am Messerhalter mit Schrauben befestigt ist.

Es ist die Aufgabe der Erfindung, ein Messer mit einer Schneide aus einer Vielzahl von polykristallinen Diamanten zu schaffen, das leicht herstellbar ist und bei dem eine Reparatur der Schneide schnell und mit geringem Aufwand durchführbar ist.

Die Erfindung besteht darin, daß die Schneide aus einer Vielzahl von polykristallinen Diamantsegmenten besteht, die auf gleichgeformten Trägern befestigt sind, die ihrerseits an einem Halter von der Länge des Messers angebracht sind.

Die Schneide dieses Messers ist aus einer Vielzahl von Segmenten aus polykristallinem Diamantmaterial hergestellt. Jedes Segment ist auf einem Träger befestigt. Alle Träger sind gleichgeformt. Die Träger werden auf einem Halter von der Länge des Messers, vorzugsweise durch Klemmen, angebracht. Der Klemmdruck wird am einfachsten durch eine Schraube erzeugt. Ein derartiges Messer ist leicht herstellbar, weil die Schneide dieses Messers nicht mehr geschliffen zu werden braucht, um eine einwandfreie Geometrie der Schneide zu erzielen, um also alle Diamantplättchen in der Schneidkante miteinander fluchten zu lassen. Zum Schärfen hingegen werden die Schneiden einzelner Schneidblöcke vor dem Zusammenbau jeweils scharfgeschliffen. Auch nach dem Zusammenbau kann es sinnvoll sein, nochmals leicht überzuschleifen. Die Schneide wird vielmehr erfindungsgemäß aus einer Vielzahl von Diamantsegmenten zusammengesetzt, weiche man zuvor auf gleichgeformten Trägern befestigt hat. Jeder Träger weist Justierflächen auf. Die Justierflächen können beispielsweise die Kanten des Trägers sein, es können aber auch speziell hierfür vorgesehene Flächen sein. Nach der Befestigung des Diamani;egmentes an dem Träger, weiche im allgemeinen durch Löten erfolgt, werden die Justierflächen am Träger entsprechend der Lage des Diamantsegmentes bearbeitet, was am zweckmäßigsten durch Schleifen erfolgt. Somit wird hier nicht am Diamantsegment geschliffen, um dieses in eine Flucht mit den übrigen Diamantsegmenten der Schneide zu bringen, sondern es wird an dem aus erheblich leichter zu bearbeitenden Material hergestellten Träger geschliffen. Da der Halter von der Länge des Messers nicht Löttemperaturen ausgesetzt ist, tritt an ihm auch kein Verzug auf. Wird durch einen harten Gegenstand eine Kante eines Diamantsegmentes verletzt, so ist dieses Diamantsegment leicht auswechselbar, weil nur sein Träger auszuwechseln ist. Auf diese Weise ist es gelungen, mit geringem Aufwand ein langes Messer mit einer Schneide aus polykristallinem Diamanten herzustellen, welches sich durch eine hohe Exaktheit und eine hohe Standfestigkeit der schneidenden Kante auszeichnet und welches nach dem Ausbrechen eines Kantenstückes leicht zu reparieren ist.

Vorteilhaft ist es, wenn jeder Träger mindestens eine Aufnahmebohrung für eine in den Halter einzuschraubende Schraube aufweist. Mit dieser Schraube läßt sich der Träger in einfachster Weise an dem Halter befestigen.

Vorteilhaft ist es, wenn die dem Diamantsegment abgewandten Seiten des Trägers als Justierflächen ausgebildet sind. Dieses ist die einfachste Ausführungsform für die Justierflächen. Es ist aber ebenso gut möglich, daß eine dem Diamantsegment abgewandte Seite mindestens eine Ausnehmung mit justierflächen aufweist ίο Je nach dem gewünschten Anwendungszweck wird man die Justierflächen in der einen oder anderen Weise herstellen.

Vorteilhaft ist es, wenn der polykristalline Diamant mit seiner Hartmetallaufnahme über die Vorderfläche des Trägers hinaussteht. Dann läßt sich der polykristalline Diamant am einfachsten schärfen, ohne daß Gefahr besteht, daß der Träger während des Schärfens in seiner Form geändert wird.

Das Herstellungsverfahren zur Herstellung eines Messers mit einer Schneide aus polykristallinem Diamantmaterial, das auf einer HartnuÄallaufnahme befestigt ist, wird zweckmäßigerweise so du.chgeführt, daß man die Schneide aus einer Vielzahl von Diamantsegmenten zusammensetzt, welche man zuvor auf gleichgeformten Trägern befestigt hat, die man ihrerseits auf einem "alter befestigt, und daß man die Träger auf die erforderlichen Maße schneidet, nachdem man die Diamantsegmente an ihnen befestigt hat und bevor man sie auf dem Halter befestigt, wonach man die Diamantsegmente schärft

Das Wesen der Erfindung ist nachstehend anhand eines in der Zeichnung schematisch dargestellten Ausführungsbeispieles näher erläutert. Es zeigt

F i g. 1 die Ansicht eines Messers,
F i g. 2 eine-Ansicht des Halters,

Fig.3 eine stark vergrößerte Ansicht eines Trägers mit einem Diamantsegment,

F i g. 4 einen Querschnitt durch die F i g. 3,
Fig.5 einen Schnitt durch einen Support und das Messer,

Fig.6 einen stark vergrößerten Querschnitt durch einen anderen Träger mit einem polykristallinen Diamanten.

Das Messer besteht aus einem in F i g. 2 dargestellten Messerhalter 1, welcher zwei sehr genau bearbeitete Flächen 2 und 3 aufweist, an die die einzelnen Träger 4 gesetzt werden. Jeder Träger 4 trägt eine polykristalline Diamantschicht in Form eines Plättchens, das auf einer Hartmetallaufnahme 6 befestigt ist. Auf dem Halter 1 sind eine Vielzahl von Trägern 4 mittels Schrauben 7 befestigt, die in Sch/aublöcher 8 hineingeschraubt sind. Diese Träger 4 sitzen auf dem Halter 1 dicht neben dicht. Dadurch ist die Kante des Messers aus einer Vielzahl von polykristallinen Diamantplättchen 5 gebildet, die mit ihrer Hartmetallaufnahme auf die Träger 4, der auch aus Hartmetall hergestellt sein kann, aufgelötet sind.

Bei der Herstellung ist nach dem Auflöten des polykristallinen Diamr .iten 5 mit seiner Hartmetallaufnahme 6 auf den Träger 4 der Träger 4 an seinen den polykristallinen Diamanten abgewandten Seiten 9 und 10 durch Schleifen bearbeitet. Hierdurch sind die Flächen 9 und 10 als Justierflächen hergerichtet worden. Da diese Flächen mit einer hohen Genauigkeit bearbeitet worden sind, wobei als Bezugslinie die schneidende Kante des polykristallinen Diamanten benutzt wurde, sind alle Träger so hergerichtet, daß sämtliche polykristallinen Diamanten mit ihrer Schneidkante exakt in ei-

ner Linie liegen, wenn die Träger an dem Halter 1 befestigt sind. Für das Durchstecken der Schraube weist jeder Träger 4 eine Bohrung 11 auf. Die Bohrung 11 liegt genau mittig, um Austauschbarkeit zu gewährleisten. Der Halter 1 weist weitere Bohrungen 12 für 5 Schrauben 13 auf, mit denen der Halter 1 z. B. an einem Support 14 befestigt ist. Der Support 14 weist seinerseits genau bearbeitete Flächen 15,16 auf, die zur Aufnahme des Halters 1 und damit des Messers dienen.

in F i g. 6 ist ein anderer Träger 17 dargestellt. Dieser 10 weist an seiner Rückseite schräg liegende lustierflächen 18 auf. Hier wird der Träger somit nicht über seine Rückfläche und seine Unterkante justiert, sondern über die beiden schrägliegenden Justierflächen 18. Entsprechende Auflageflächen sind dann an einem für diese Art 15 von Trägern hergestellten Halter vorgesehen.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

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Claims

Patentansprüche:

1. Messer mit einer Schneide aus polykristallinem Diamantmaterial, das auf einer Hartmetallaufnahme befestigt ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Schneide aus einer Vielzahl von Diamantsegmenten (5) besteht, die auf gleichgeformten Trägern

(4) befestigt sind, die ihrerseits an einem Halter (1) von der Länge des Messers angebracht sind.

2. Messernach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß jeder Träger (4) mindestens eine Aufnahmebohrung (11) für eine in den Halter (1) einzuschraubende Schraube (7) aufweist

3. Messer nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die dem Diamantsegment (5) abgewandten Seiten des Trägers (4) als Justierflächen (9,10) ausgebildet sind.

4. Messer nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,

daß eine dem Diamar!tsegment(5) abgewandte Seite mindestens eine Ausnehmung mit Justierflächen (18) aufweist

und daß Arbeitsmittel vorgesehen sind, die den Träger (17) auf diese entsprechenden Flächen am Halter (1) drücken.

5. Messer nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der polykristalline Diamant (5) mitsamt seiner Hartmetallaufnahme (6) über die Vorderfläche des Trägers (4) hinaussteht.

6. Verfahren zum Herstellen eines Messers mit einer Schneide aus polykristallinem Diamantmaterial, das auf einer Hartmetallaufnahme befestigt ist, dadurch gekennzeichnet,

daß man die Schneide aus einer Vielzahl von Diamantsegmenten (5) zusammensetzt, welche man zuvor auf gleich geformten Trägern (4) befestigt hat, die man ihrerseits auf einem Halter (1) befestigt
und daß man die Träger (4) auf die erforderlichen Maße schleift, nachdem man die Diamantsegmente

(5) an ihnen befestigt hat und bevor man sie auf dem Halter (1) befestigt, wonach man die Diamantsepmente (5) schärft.