DE6939718U - Arbeitselemente fuer eine seilsaege zum saegen von granit, marmor od. dgl. - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Werkzeug zum Sägen, Schneiden, Trennen od.dgl., vornehmlich zum Schneiden oder Trennen von Stein, Marmor, Granit oder ähnlichem Material, wie auch feuerfesten Werkstoffen, Kunststoffen, Fiberglas, Metallen, Keramik od.dgl., mit einem langgestreckten Tragorgan, insbesondere einem über RoI-. len geführten, namentlich endlosen Seil oder Kabel, und auf diesem aufgereihten Arbeitselementen in Form von harten oder mit Schneidstoff besetzten bzw. imprägnierten Körpern.

Marmor wird z.B. im Steinbruch oder in einem Marmorwerk mittels eines endlosen Drahtes geschnitten, wobei als abtragendes Medium ein abrasiver Schlamm verwendet wird. Dies ist ein sehr langsamer und langwieriger Prozeß.

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Es sind ferner Vorrichtungen bekannt, bei denen ein Über Rollen laufendes Seil eine Anzahl von Abstand voneinander aufweisenden Arbeitselementen trägt. Die letzteren sind mit scharfen Kanten und Ecken versehen bzw. konisch ausgebildet. Wie sich gezeigt hat, treten bei Vorrichtungen mit sobhen Arbeitselementen häufig unerwünschte Schwingungen auf, die den Arbeitsvorgang beeinträchtigen und sogar zur Zerstörung des ganzen Trennwerkzeuges fühlen kvnnen* Besonders uügünSxig werden die Verhältnisse, V@nn sich zwischen den Arbeitselemeaten Federn befinden, wie dies ein bekannter Vorschlag vorsieht. Die Federn begünstigen als elastische Glieder das Auftreten schädlicher Schwingungen. Außerdem sind sie nicht geeignet, die Arbeitselenente in der richtigen Weise in Längsrichtung des Tragorgans zu positionieren. Arbeltselemente von konischer oder ähnlicher Fora sind überdies zum Schneiden von festem Gestein oder ähnlichem Material ungeeignet.

Ziel der Erfindung ist es, bestehende Nachteile und Unzulänglichkeiten zu überwinden und ein Werkzeug der eingangs genannxen Art so auszubilden, daß die für die Praxis wichtigen Anforderungen hinsichtlich Arbeitsleistung, Verhinderung von Schwingungen, Verschleißverhalten und Lebensdauer in günstiger Weise erfüllt sind.

Zu dieses Zweck sieht die Erfindung bei einem Werkzeug zum Sägen, Schneiden, Trennen od.dgl. mit «inem langge-

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streckten Tragorgan und auf diesem angeordneten Arbeitselementen vor, daß die auf dem Tragorgan aufgereihten Arbeitselemente einen abtragenden äußeren Flächenbereich von konvex gewölbter Form aufweisen, daß sie in an sich bekannter Weise auf dem Tragorgan frei drehbar sind und daß sich wenigstens zwischen einigen der Arbeitselemente nichtabtragende Elemente befinden, die in an sich bekannter Weise am Tragorgan undrehbar festgelegt sind.

Dies stellt eine glückliche Kombination von zusammenwirkenden Merkmalen dar, die zu einem überraschenden Erfolg beim praktischen Einsatz geführt hat. Insbesondere konnten dadurch auch schwerwiegende Nachteile bekannter Ausführungen ausgeschaltet werden, die sich nach den gewonnenen Erkenntnissen als Folge der jeweils beim Eintreten eines Arbextselementes mit scharfkantiger oder eokiger Form in einen Block des zu schneidenden Materials auftretenden Stöße und Schwingungen ergaben. Die zwischen drehbaren Arbeitselementen vorgesehenen, undrehbar am Tragorgan festgelegten, nichtabtragenden Elemente gewährleisten eine einwandfreie Positionierung der Arbeitselemente in Längsrichtung des Tragorgans, ohne dieselben in ihren Bewegungen und Einstellungen während des Arbeitsvorganges zu behindern.

Die Arbeitselemente können eine kugelförmige> tonnenförmige, ellipsoidförmige oder ähnliche Gestalt haben. Sie lassen sich ferner mit Endteilen versehen» die frei von abtragen-

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den Mitteln sind. Das Aufbringen eines abtragenden Stoffes oder Schleifmaterials oder das überziehen mit einem solchen kann durch ein elektrisches Verfahren, durch Anwendung der Galvanotechnik oder auf sonstige V/eise erfolgen. Als abtragendes Mittel kann Borkarbid oder ein anderes Karbid, ein Karborundmaterial od.dgl. verwendet werden. Vorzugsweise wird jedoch das abtragende Büttel gan^ o4er teilweise durch natürliche oder synthetische Diamantpartikel gebildet. Die Größe und die Menge der abtragenden Partikel in den Arbeitselementen richtet sich zweckmäßig nach dem jeweiligen Anwendungsfall, also der durchzuführenden Schneidoperationen.

Die Erfindung sieht weiterhin vor, daß die Arbeitselemente mit abtragenden Mitteln imprägniert oder von solchen durchsetzt sind, wobei dieselben von gleicher oder ähnlicher Natur sein können, wie sie im elektrischen oder galvanischen Aufbringmagsprozeß verwendet werden. Auch können die Arbeitselemente auf ihrer Oberfläche mit großen abtragenden Partikeln oder Teilen besetzt sein, falls die Art c*>s zu schneidenden Materials die Anwendting größerer vorstehender Partikel erfordert.

Die Methode der Herstellung der Arbeitselemente kann je nach dem zu schneidenden Material unterschiedlich sein. Wird ein elektrisches oder galvanisches Aufbringungsverfahren für den abrasiven Stoff gewählt, so ist es zweckmäßig,

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eine Lange von profiliertes Material herzustellen ₃ z.B. aus Messing, Stahl oder einer Kombination bzw. Legierung von Metallen₃ und dann nach des überziehen nit dem abtragenden !»litte! die einzelnen Körper von einer so behandelten Längeneinheit abzuschneiden. Ein solches ¥erfahren kann auch für imprägnierte Elemente verwendet werden, wobei also eine mit abrasivem Stoff zusammengesinterfce oder ■son solches Stoff durebsststs gsforsts Längs von isprag— niertem Metall anschließend in einzelne Körper zerteilt wird. Als wirtschaftlicheres Fertigungsverfahren für gesinterte oder mit abtragendem Stoff durchsetzte Körper kann jedoch die Verwendung einer automatischen Form- oder Gießmaschine bestehen, die einzelne Körper mit gewölbt geformten äußeren Flächen herstellt.

Wenn ein Oberflächenbesatz mit abrasiven Mitteln einschließlich Diamant verv/endet werden soll, so wird dieser abtragende Stoff in eine Form bzw. in Formen gegeben oder eingesetzt, deren Gestalt der gewünschten Kontur des herzustellenden Elements entspricht. Nachdem das abtragende Mittel an seine Stelle gebracht ist, wird die Form mit Metallpulver gefüllt (dessen Teilchengröße und Beschaffenheit je nach den gewünschten Eigenschaften hinsichtlich des Verschleißwiderstandes variiert), worauf ein Pressen mit Aufheizung auf eine Temperatur erfolgt, die auf das zu'sinternde oder einzubringende Material abgestimmt ist, und zwar in einer ebenfalls für dieses Material geeigneten Atmosphäre.

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Das Tragorgan, auf das die Arbeitselemente oder perlenartigen Körner aufgefädelt werden» 3cann aus einfachem oder ■nehr litziges Draht, Nylon oder einem anderen Werkstoff hergestellt sein, der eine statische Zugspannung und den Schnittdruck aushalten kann. Ein niedriger Dehnungsfaktor ist von Vorteil, jedoch nicht wesentlich. Der Durchmesser des die Arbeitselemente tragenden Materials kanr je nach dem zu schneidenden Werkstoff» der gewünschten Zugkraft» dem Schnittdruck und dem Grad der Flexibilität entsprechend ge* wählt werden.

Das erfindungsgenaße Säge- oder Schneidwerkzeug wird in erster Linie in Fora eines endlosen Gebildes zur Verwendung kommen. Jedoch gibt es außerdem Anwendungsfälle für Ausführungsforaen» bei denen ein Draht, ein Seil oder auch eine Stange aus geeignetes Material mit abtragenden und mit nichtabtragenden Elementen versehen wird und in einer hin- und hergehenden Bewegung für die Durchführung von Schneidoperationen zum Einsatz kommt.

Die auf dsm Iragorgan festgelegten niehtabtr-agenden Körper verhindern einen Verlust von Körpern, falls das Tragorgan brechen oder reißen sollte, und sie hindern das Tragorgan daran, sich in den Körpern längs zu verschieben. Bei einem vollständigen Säge- oder Schneidwerkzeug sollen Körper in ausreichender Zahl vorgesehen sein, so daß der Zwischenraum zwischen benachbarten Körpern einerseits eine Drehung der

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Arbeitselemente zuläßt, während andererseits eine Bewegung in Längsrichtung des Tragorgans im wesentlichen verhindert wird.

Bei einem endlosen Tragorgan müssen zur Bildung desselben die Enden eines Drahtes oder sonstigen Elements in geeigneter Weise miteinander verbunden werden« Dies hängt weitgehend von dem verwendeten Material ab und kann x.B* gut durch Verrödeln, Verpressen, Verspleißen, Schweißent Löten bzw* durch Kombination dieser Methoden erfolgen. Auch läßt sich ein Kleber od.dgl. verwenden, namentlich} wenn das Tragorgan aus Nylon oder einem anderen Kunststoff besteht«

Besonders bei einem endlosen Tragorgan erhalten die nichtabtragenden Elemente zweckmäßig eine solche Form, daß sie einer das Tragorgan aufnehmenden Rolle oder Seilscheibe und auch dem zu schneidenden Material eine gewölbte Fläche zukehren, um schlagartige Bewegungen, Stöße und Schwingungen zu vermeiden.

Die Zahl der nichtabtragenden Elemente kann im Verhältnis zu derjenigen der mit abtragendem Material versehenen Elemente je nach dem zu schneidenden Werkstoff

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variiert werden. Dies gilt: ebenso für die Umfangs- oder Oberflächengeschwindigkeit des Tragorgans im Verhältnis ZTi dem gewünschten Vorschubbetrag. Weiterhin kann je nach den Erfordernissen auch die Länge der einzelnen nichtabtragenden Elemente oder Körper unterschiedlich gewählt werden.

Je nach der durchzuführenden Schneidoperation können auf dem Tragorgan einzelne Arbeitselemente mit einzelnen nichtabtragenden Elementen abwechseln oder- ^s können Gruppen von Elementen der einen Gattung mit Gruppen oder einseinen Elementen der anderen Gattung im Wechsel vorgesehen sein.

Beim Schneiden irgendeines Materials wird durch die gewölbte äußere Form der Bearbeitungseleinente und durch deren Drehbarkeit die Schlagwirkung an den Kanten des Materials sehr gering gehalten. Außerdem wird infolge der Drehung die gesamte abtragen<?-e Oberfläche ausgenutzt. Das Säge- und Schneidwerkzeug ist mit einem nichtabrasiven Gleit- oder Schmiermittel zu verwendan.

Weitere Einzelheiten und Merkmale der Erfindung ergeben sich aus der nachstehenden Erläuterung von vier verschiede*

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nen Ausführungsbeispielen, wie sie in den Figuren 1 bis ^ der Zeichnung jeweils im Schnitt dargestellt sind.

Bei der Ausführung nach Fig. 1 sind tonnenförmige, mit einem abtragenden Stoff versehene Arbeitselemente 1 auf einem Draht 2 aufgefädelt. Diese Arbeitselemente 1 können sich auf dem Draht frei drehen. Zwischen ihnen sind undrehbare, von abrasivem Stoff freie Elemente 3 vorgesehen, die an dem Draht durch Aufklemmen, Aufpressen oder in sonstiger Weise festgelegt sind. So kann z.B. ein nichtabtragendes, mit einer Längsbohrung versehenes Element radial geschlitzt sein, so daß es zwischen zwei Arbeitselementen in seine Lage auf dem Draht gebracht werden kann und dann durch Klemmung an diesem festliegt.

In Fig. 1 erstrecken sich die Partikel des abtragenden Materials im wesentlichen über die gesamte Außenfläche des Arbeitselements 1. Bei einer Drehung dieser Elemente kann es daher vorkommen, daß die Partikel des abtragenden Materials Verschleiß an den festgelegten, nichtabt"agenden Elementen 3 hervorrufen. Dies läßt sich u.a. auf zweierlei Weise verhindern, wie nachstehend erläutert wird.

Bei der Ausführung nach Fig. 2 wird eine Berührung zwischen den abtragenden Partikeln der Arbeitselemente la und den nichtabtragenden Elementen 3a dadurch vermieden, daß der an den Arbeitselementen befindliche Besatz oder überzug aus abtragenden Partikeln vor dem Ende des Arbeitselements

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aufhört, wodurch sich ein glatter, von abtragenden Mitteln freier Bereich k ergibt.

tfen eine freie Bewegung des Arbeitselements weiterhin zu itnterstüfcäen, läßt »ich ääs nicn^äbträgende Element in drei Glieder 3b, 3c und 3d unterteilen, wie dies in Pig#3 wiedergegeben ist. Dabei können sich die beiden äußeren Glieder 3b und 3d frei drehen, während das mittlere nichtabtragende Glied 3c fest mit dem Trägorgan 2, z.B. einem Draht, einem Seil, einer Schnur od.dgl., verbunden ist.

Bei der Ausführung nach Fig. k werden die Partikel des abtragenden Materials auf den Arbeitselementen ie an einer Berührung mit den nichtabtragenden Elementen 3e dadurch gehindert, daß der Besatz oder die Umkleidung mit (Jen abtragenden Partikeln auf einen die Enden des Arbeitsel&äients ausnehmenden Bereich beschränkt ist, wodurch sich jeweils eine glatte, von abtragendem Material freie Anschlag-, Anlage- oder Lagerf lache 5 ergibt. Uia die freie Lauf bewegung des Arbeitselements zu begrenzen, weist jedes Ende dieser Elemente eine vorstehende Kuppe, einen Kegel od.dgl. auf, der in eine entsprechend geformte Vertiefung an dem festen, nichtabtragenden Element paßt. Während der Einwirkung des Schnittdruckes werden die Arbeitselemente durch einen solchen, einer Konuskupplung ähnlichen Eingriff an einer Drehung gehindert und der Verschleiß durch Reibung wird herabgesetzt.

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Falls es erforderlich ist, die Anzahl der Arbeitselemente im Verhältnis zu den nichtabtragenden Elementen zu verringern, können zusätzliche nichtabtragende Elemente nach Art von Arbeitselementen mit einer in den Figuren 2 bis 4 gezeigten Ausbildung oder einer Kombination solcher Ausbildungen angebracht werden.

Bei dem Säge- oder Schneidwerkzeug gemäß der Erfindung bestehen beliebige Variationsmöglichkeiten bezüglich der Länge, des Durchmessers der Elemente und des Durchmessers des Tragorgans. Es läßt sich sagen, daß für die Säge- oder Schneidwerkzeuge drei Hauptanwendungen bestehen, nämlich:

1) das Schneiden von geologischen Materialien an Ort und Stelle, wie beispielsweise im Bergbau, beim Stollen- und Tunnelbau, im Steinbruch usw. Das Tragorgan mit den Elementen kann in solchen Fällen insbesondere über zwei Rollen oder Seilscheiben laufen, von denen die eine eine Schneidfläche hat oder bildet, während die andere durch einen Motor angetrieben -wird. Dabei kann z.B. ein elektrischer Antrieb, ein Druckluft- oder sonstiger Druckmittelantrieb oder eine Verbrennungskraftmaschine vorgesehen sein. Die Schneidrolle oder -scheibe mit dem Tragorgan läßt sich dann beispielsweise durch einen Schraubbzw. Spindeltrieb oder durch hydraulische Mittel in das Material hineinbewegen und erhält anschließend eine Bewegung in der gewünschten Richtung durch ent-

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2) Das Schileiden von Blöcken odidgl» aus Stein, Marmor, Granit, feuerfestem Material, Graphit usw. Dabei kann das Tragorgan mit den Elementen über zwei oder mehr Rollen, Seilscheiben od.dgl. laufen, die durch einen Spindeltrieb oder eine hydraulische Vorschubeinheit od.dgl. abwärts bewegbar sind. Das dabei zwischen den Rollen oder Seilscheiben ύπίέ? dem Tragorgan befindliche Material wird demzufolge bei einer Abwärtsbewegung des Tragorgasis frei geschnitten. Die Vorrichtung läßt sich hierbei insbesondere auch so ausbilden, daß sie mehrere Rollenoder Seilscheibenanordnungen aufweist, um dadurch bei einem Abwärtsgang der Maschine gleichzeitig eine Mehrzahl von Schnitten auszuführen.

3) Das Schneiden von Kunststoffen, Fiberglas, harten Metallen u.dgl. Dazu läßt sich u.a. zweckmäßig eine kleine Maschine verwenden, die von Hand gehalten werden kann oder die als Teil einer bestehenden Schneidmaschine einsetzbar ist. Das Tragorgan nit den Arbeitselementen kann dabei eine rotierende Bewegung, einen umlauf über zwei Rollen bzw. Seilscheiben oder eine hin- und hergehende Bewegung ausführen.

Alle vorstehend genannten Verfahren lassen sich mit Luft, Wasser oder öl als Kühlmittel durchführen.

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Das Tragorgan, sei es ein endloses Element, sei es ein hin- und hergehendes Organ, unterliegt weit weniger einem eigenen Verschleiß als bei allen bisher angewendeten Verfahren. Ein weiterer großer Vorteil besteht darin, daß die gesarate, mit dem abtragenden Material besetzte Fläche ausgenutzt werden kann.

Schutzansprüche

Claims (3)

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1. Werkzeug zum Sägen, Schneiden, Trennen od.dgl., vornehmlich zum Schneiden oder Trennen von Marmor, Gestein oder ähnlichem Material, mit einem langgestreckten Tragorgan, insbesondere einem Über Hollen geführten» namentlich end* losen Seil oder Kabel, und auf diesem aufgereihten Arbeitselementen in Torrn von harten oder mit Schneidstoff besetzten bzw. imprägnierten Körpern, gekennzeichnet durch die Kombination folgender Merkmalet

a) die auf dem Tragorgan C2) aufgereihten Arbeitselemente Cl) weisen einen abtragenden äußeren Tlächenbereich von konvex gewölbter .Form auf;

b) die Arbeitselemente Cl) sind in an sich bekannter Weise auf dem Tragorgan C2) frei drehbar;

c) wenigstens zwischen einigen der Arbeitselemente Cl) sind nichtabtragende Elemente C3) vorgesehen, die in an sich bekannter Weise am Tragorgan C2) undrehbar festgelegt sind.

2. Werkzeug nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Arbeitselemente CIa, Ie) in an sich .bekannter Weise nichtabtragende Endteile CH, 5) aufweisen.

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3. Werkzeug nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß jeweils der konvex gewölbte Flächenbereich der Arbeitselemente CIa, le) tonnenförmig ausgebildet ist und die Endteile CH, 5) nichttonnenformige Ansätze oder Verlängerungen des gewölbten Bereiches bilden.

f· Werkzeug nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch ge kennzeichnet, daß die niehtabtragenden Elemente C3) in an sich bekannter Weise auf das Tragorgan C2) aufge* preßt oder aufgeklemmt sind.

S* Werkzeug nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die nichtabtragenden Elemente C3) konvex gewölbte Außenflächen aufweisen»

6« Werkzeug nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die nichtabtragenden Elemente (3e) hohle oder konkave Endteile aufweisen, die den. Endteilen ί5) benachbarter Arbeitselemente CIe) ergänzend entsprechen.

β Werkzeug nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die nichtabtxvigenden Elemente <3c) auf den Tragorgan C2) drehbare Endteile (3b, 3d) aufweisen.

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