DE69110326T2

DE69110326T2 - Säge.

Info

Publication number: DE69110326T2
Application number: DE69110326T
Authority: DE
Inventors: Aulette Stewart; Peter Noel Tomlinson
Original assignee: De Beers Industrial Diamond Division Pty Ltd
Current assignee: De Beers Industrial Diamond Division Pty Ltd
Priority date: 1990-03-19
Filing date: 1991-03-18
Publication date: 1995-11-09
Anticipated expiration: 2011-03-19
Also published as: EP0448314A2; ATE123683T1; JP2837972B2; EP0448314B1; DE69110326D1; EP0448314A3; KR910016422A; JPH0584667A

Description

Mit Diamant imprägnierte Sägen sind in einer Vielzahl von Formen erhältlich. Die Säge kann ein Blatt umfassen, an dessen Rand eine mit Diamant imprägnierte Schicht oder eine Mehrzahl an den Rand gebundener, mit Diamant imprägnierter Segmente vorhanden ist. Die mit Diamant imprägnierte Schicht oder die mit Diamant imprägnierten Segmente bestehen aus einer Masse von Diamantteilchen, die in einer Metallmatrix gehalten werden.
EP-A-0 355 436 offenbart ein Schneidsegment zur Verwendung in einem Sägeblatt, umfassend superschleifende Schneidelemente und einen Anteil von abriebfesten Teilchen, die zum Verursachen einer ungleichmäßigen Abnutzung des in einer herkömmlichen Legierungs- oder metallbindenden Matrix, zum Beispiel Bronze, Kobalt, Sinterkarbid oder dergleichen dispergierten Schneidsegmentes wirksam sind. In Abhängigkeit vom Endgebrauch kann die Matrix ein Material wie eine Keramik oder ein formgepreßter Kunststoff sein.
Ein anderer Sägentyp ist eine Drahtsäge, die aus einem Drahtseil besteht, das eine Vielzahl von daran gebundenen Hülsen trägt, wobei jede Hülse aus einer Metallmatrix besteht, in der eine Masse von Diamantteilchen dispergiert ist. US-A-4 856 490 beschreibt eine Drahtsäge, bestehend aus einem Drahtseil, das mit einer elastischen Schicht wie Kautschuk mit einer Vielzahl von Hülsen, die räumlich getrennt entlang des Seiles montiert sind, umhüllt ist. Die Hülsen weisen an ihrem Außenrand eine Schleifschicht auf und sind an dem Seil befestigt. Die Schleifschicht besteht aus einer Masse von Schleifteilchen, die in einer Metallmatrix gehalten werden.
FR-A-2 385 494 offenbart ein gebundenes Schleifprodukt, umfassend Schleifteilchen und ein wärmehärtbares organisches polymeres Bindemittel für die Teilchen, wobei das Bindemittel das Reaktionsprodukt aus einem Epoxy-Prepolymer und einem Phenolharz-Prepolymer ist.

KURZBESCHREIBUNG DER ERFINDUNG

Gemäß der vorliegenden Erfindung umfaßt eine Säge einen Träger und ein Arbeitsteil, wobei das Arbeitsteil eine Masse aus Schleifteilchen umfaßt, die in einer polymeren Matrix gehalten sind und das eine bindende Oberfläche, durch die es an den Träger gebunden ist, und eine Arbeitsoberfläche aufweist, wobei die bindende Oberfläche durch eine bindende Metallschicht an den Träger gebunden ist.

BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN

Die Figuren 1 bis 3 veranschaulichen schematisch seitliche Schnittansichten von Teilen von drei Sägeblatt-Ausführungsformen der Erfindung.

BESCHREIBUNG VON AUSFÜHRUNGSFORMEN

Die Schleifteilchen sind im allgemeinen ultraharte Schleifteilchen wie Diamant oder kubisches Bornitrid. Die Schleifteilchen können ebenfalls von polykristalliner Beschaffenheit sein wie diejenigen, die durch das Zerbrechen eines Schleifmittel-Compacts erhalten werden. Die Teilchengröße variiert in einem großen Bereich, im allgemeinen von 150 bis 900 Mikrometer. Normalerweise weisen die Teilchen eine Größe im Bereich von ungefähr 300 Mikrometer auf. Die Teilchen können eine Metall- oder eine andere Beschichtung aufweisen, um ihre Bindung an die polymere Matrix zu unterstützen.
Die polymere Matrix kann zum Beispiel Kautschuk, Polyurethan, Nylon oder ein ähnliches Material sein. Die polymere Matrix weist eine ausreichende Härte auf, um sie zu befähigen, in den Arbeitsteil geformt zu werden, und eine Festigkeit, um die Schleifteilchen zu halten und ihnen zu ermöglichen, während des Sägens ihre Schneidfunktion durchzuführen. Die polymere Matrix muß bei den Temperaturen, die während des Sägens auftreten, eine ausreichende Festigkeit beibehalten, um die Schleifteilchen darin zu halten. Im allgemeinen wird während des Schneidens ein Kühlmedium reichlich aufgegeben, um sicherzustellen, daß die Sägetemperatur so niedrig wie möglich gehalten wird.
Die Schleifteilchen können gleichmäßig in der polymeren Matrix verteilt sein. Alternativ und bevorzugt kann das Arbeitsteil zwei Zonen umfassen, eine erste, an Schleifteilchen reiche Zone, die der Arbeitsoberfläche benachbart ist, und eine zweite, an Schleifteilchen arme Zone, die der bindenden Oberfläche benachbart ist. Bevorzugt enthält die arme Zone gar keine Schleifteilchen.
Die Konzentration an Schleifteilchen im Arbeitsteil liegt im allgemeinen im Bereich von 5 bis 20 Vol.-%.
In einer Form der Erfindung umfaßt der Träger ein metallisches scheibenförmiges Formteil und der Arbeitsteil umfaßt eine Vielzahl von Segmenten, von denen jedes an den Rand des Formteils gebunden ist.
In einer anderen Form der Erfindung umfaßt der Träger ein metallisches scheibenförmiges Formteil und das Arbeitsteil umfaßt einen fortlaufenden Streifen oder eine fortlaufende Schicht, der/die an den Rand des Formteils gebunden ist.
In den obigen beiden Formen der Erfindung ist das Formteil normalerweise ein Stahl-Formteil. Zur Verbesserung der Bindung der polymeren Matrix am Stahl oder einem anderen metallischen Formteil ist zwischen der bindenden Oberfläche des Arbeitsteils und dem Formteil eine geeignete bindende metallische Schicht vorhanden. Ein Beispiel für eine geeignete metallische bindende Schicht ist eine bindende Schicht aus Messing.
In einer weiteren Form der Erfindung ist der Träger ein Draht, und das Arbeitsteil umfaßt eine Vielzahl von Hülsen, von denen jede durch eine metallische tragende Hülse am Draht befestigt ist.
Es werden jetzt Ausführungsformen der Erfindung mit Bezug auf die beigefügten Zeichnungen beschrieben. Zunächst mit Bezug auf Figur 1 umfaßt ein Sägeblatt ein Stahl-Formteil 10 mit einem Rand 12. Im Rand 12 sind eine Reihe von Vertiefungen 14 ausgebildet. Die Vertiefungen 14 ergeben während des Sägens Durchlässe für das kühlende Medium.
Am Rand 12 des Formteils sind eine Mehrzahl von Segmenten 16 in einer räumlich getrennten Anordnung befestigt. Jedes Segment weist eine bindende Oberfläche 18 und eine gegenüberliegende Arbeitsoberfläche 20 auf. Jedes Segment umfaßt weiterhin eine polymere Matrix, die eine Masse von getrennten Schleifteilchen enthält. Die Schleifteilchen sind in einer ersten Zone 22, die an die Arbeitsoberfläche 20 angrenzt, gleichmäßig verteilt. Jedes Segment umfaßt weiterhin eine zweite Zone 24, die keine Schleifteilchen umfaßt. Diese zweite Zone grenzt an die bindende Oberfläche 18 an. Beim Gebrauch führt die Arbeitsoberfläche den Schneidvorgang durch. Die polymere Matrix verschleißt während des Sägens auf eine Weise, die der einer herkömmlichen Metallmatrix vergleichbar ist. Es gibt keinen wirklichen Zweck dafür, in der zweiten Zone Schleifteilchen zu haben, die teuer sind, da sie in dieser Zone keinen Schneidvorgang durchführen.
Das Binden wird durch eine metallische Bindeschicht 26 erreicht. Diese metallische Schicht ist normalerweise dünn, d.h. weniger als 500 Mikrometer dick.
Figur 2 veranschaulicht eine andere Ausführungsform für ein Sägeblatt. Mit Bezug auf diese Figur umfaßt ein Sägeblatt ein metallisches Formteil 30 mit einem Rand 32. Gebunden an den Rand 32 ist ein fortlaufender Streifen oder eine fortlaufende Schicht 34. Die Schicht 34 ist durch eine bindende Oberfläche 36 an den Rand 32 gebunden. Die Randzone weist ebenfalls eine Arbeitsoberfläche 38 auf. Die Randzone umfaßt eine Masse von Schleifteilchen, die gleichmäßig in einer polymeren Matrix verteilt sind. In dieser Ausführungsform sind die Teilchen gleichmäßig in der gesamten Matrix verteilt. Es bestehen jedoch, wie oben erwähnt, ökonomische Vorteile darin, die Randzone in zwei Zonen auszuführen, vergleichbar zur Figur von Ausführungsform 1.
Das Sägen mit einem Sägeblatt des oben beschriebenen Typs führt den Vorteil mit sich, daß sein Arbeitsteil flexibel ist, was es ermöglicht, daß es bei Formationen veränderlicher Härte abgelenkt oder umgeleitet wird. Dies erleichtert das kontinuierliche Sägen, trägt zu einer wirksameren Arbeitsweise bei und verhindert die Beschädigung, die durch starre Blätter beim Auftreffen auf solche nicht homogenen Formationen auftreten könnte.
Eine dritte Ausführungsform der Erfindung ist in Figur 3 dargestellt. Mit Bezug auf diese Figur umfaßt eine Kabelsäge ein Kabel oder Seil 40, das eine Vielzahl von Schleifelementen 42 trägt. Jedes Schleifelement umfaßt eine metallische Hülse 44, die am Seil 40 gesenkgeschmiedet oder anders befestigt ist. Auf jeder Hülse geführt und daran befestigt ist ein Arbeitsteil 46 in Form einer Hülse. Der Arbeitsteil in Form einer Hülse umfaßt eine bindende Oberfläche 48 und eine Arbeitsoberfläche 50. Der Arbeitsteil umfaßt eine Masse aus Schleifteilchen, die gleichmäßig über die Matrix verteilt sind. Wie bei den anderen Ausführungsformen kann der Arbeitsteil zwei Zonen umfassen.
Der Draht kann aus einem Metall oder einem leichten, flexiblen und starken fasrigen Material wie dem, das unter dem Handelsnamen Kevlar verkauft wird, hergestellt sein. Kevlar hat den Vorteil, daß seine große Festigkeit die Verwendung als ein dünnes Seil ermöglicht, was zu einer Verminderung der Verschwendung des geschnittenen Steins führt. Weiterhin ermöglicht es die Flexibilität des Materials, daß die radiale Krümmung des Seils die Krümmung eines herkömmlichen metallischen Kabels übertrifft. Zwischen dem Kabel und den Schleifelementen kann ein kontinuierlicher Kautschuk oder eine derartige elastische Schicht vorhanden sein.
In einer anderen Form der Erfindung kann eine Kabelsäge ein Kabel wie in Figur 3 dargestellt mit einer daran gebundenen kontinuierlichen Hülse umfassen, wobei die Hülse eine Masse aus Schleifteilchen umfaßt, die in einer polymeren Matrix gehalten werden.
Die verschiedenen Arbeitsteile der oben beschriebenen Sägen, d.h. der Sägensegmente 16, der Randzone 34 und der Schleifhülsen 46, können durch Extrudieren oder durch das Pressen unter Druck in ein Metallwerkzeug hergestellt werden. Wo zwei Zonen vorhanden sind, ist das Pressen in ein Metallwerkzeug unter Druck das bevorzugte Verfahren, wobei die beiden Zonen in der Preßform angeordnet werden können, zum Beispiel in einem Rohzustand, und anschließend in die gewünschte Form gepreßt werden. Zwischen den beiden Zonen ist keine klar identifizierbare Grenzfläche erkennbar.

Claims

1. Säge, umfassend einen Träger und ein Arbeitsteil, wobei das Arbeitsteil eine Masse aus Schleifteilchen umfaßt, die in einer polymeren Matrix gehalten sind und das eine bindende Oberfläche aufweist, durch die es an den Träger gebunden ist und eine Arbeitsoberfläche, wobei die bindende Oberfläche durch eine bindende Metallschicht an den Träger gebunden ist.

2. Säge nach Anspruch 1, wobei die polymere Matrix aus Kautschuk, Polyurethan und Nylon ausgewählt ist.

3. Säge nach Anspruch 1 oder Anspruch 2, wobei die Schleifteilchen gleichmäßig in der polymeren Matrix verteilt sind.

4. Säge nach Anspruch 1 oder Anspruch 2, wobei das Arbeitsteil zwei Zonen umfaßt, eine erste, an die Arbeitsoberfläche angrenzende Zone, die reich an Schleifteilchen ist, und eine zweite, an die bindende Oberfläche angrenzende Zone, die arm an Schleifteilchen ist.

5. Säge nach Anspruch 4, wobei die zweite Zone keine Schleifteilchen enthält.

6. Säge nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Konzentration von Schleifteilchen im Arbeitsteil im Bereich von 5 bis 20 Vol.-% ist.

7. Säge nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Teilchen eine Größe im Bereich von 150 bis 900 Mikrometer aufweisen.

8. Säge nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Schleifteilchen aus Diamant und kubischem Bornitrid ausgewählt sind.

9. Säge nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei der Träger ein metallisches scheibenförmiges Formteil umfaßt und das Arbeitsteil eine Vielzahl von Segmenten umfaßt, von denen jedes an den Rand des Formteils gebunden ist.

10. Säge nach einem der Ansprüche 1 bis 8, wobei der Träger ein metallisches scheibenförmiges Formteil umfaßt und das Arbeitsteil einen fortlaufenden Streifen umfaßt, der an den Rand des Formteils gebunden ist.

11. Säge nach einem der Ansprüche 1 bis 8, wobei der Träger ein Draht ist und das Arbeitsteil eine Vielzahl von Hülsen umfaßt, von denen jede durch eine metallische tragende Hülse am Draht befestigt ist.