DE69922231T2

DE69922231T2 - Diamantiertes blatt mit schneidsegmenten zur verwendung in schneid-, schleif- oder bohrvorrichtungen

Info

Publication number: DE69922231T2
Application number: DE69922231T
Authority: DE
Inventors: Sookwang Kim; Soyoung Yongsan-Gu YOON; Changhyun Pyongtaek-Si LEE
Original assignee: Ehwa Diamond Industrial Co Ltd; General Tool Inc
Current assignee: Ehwa Diamond Industrial Co Ltd; General Tool Inc
Priority date: 1998-09-03
Filing date: 1999-09-03
Publication date: 2005-11-10
Anticipated expiration: 2019-09-04
Also published as: KR100285415B1; KR20000018649A; ATE283157T1; US6638152B1; EP1117515B1; JP4001716B2; EP1117515A1; ES2233069T3; CN1323252A; CN1181957C; JP2002524288A; AU5532999A; WO2000013869A1; DE69922231D1

Description

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein Diamantwerkzeug gemäß dem Oberbegriff von Anspruch 1 (siehe US 4 291 667 ) zur Verwendung in einer Vorrichtung wie einer Schnittsägemaschine, Schleifmaschine und Kernbohrmaschine zum Schneiden, Schleifen bzw. Bohren von zerkleinerbaren Materialien wie Ziegelsteinen, Beton, Granit, Marmor etc.
Ein wie in den 1 bis 3 gezeigtes herkömmliches Diamantwerkzeug oder -blatt 1 zur Verwendung in einer Vorrichtung zum Schneiden von zerkleinerbaren Materialien, wie z.B. einer Schnittsägemaschine, umfasst einen Radkörper 2 aus Stahl, der mit einer Welle eines Elektromotors verbunden ist und mehrere Austragnuten 3 zum Aufnehmen und Abführen von winzigen Spänen aufweist, die während des Schneidvorgangs entstehen, sowie mehrere Schneidsegmente 4, die umfangsmäßig am aus Stahl bestehenden Radkörper 2 zwischen den Austragnuten 3 angeordnet sind.
Die Schneidsegmente 4 werden hergestellt, indem Diamantpartikel und Schleifstoffe, Metallpartikel, die aus Kobalt, Nickel, Bronze, Kupfer etc. bestehen, und Harz- oder Keramikpartikel gemischt werden, und man dann den gemischten Partikeln durch Massivumformung einschließlich einer Pressformung eine bestimmte Gestalt gibt.
Somit besteht eine Zufallsverteilung der Diamantpartikel 8 im Inneren und an den Oberflächen des Schneidsegments 4, wie in 3A gezeigt ist.
An diesem Blatt 1 berührt die Oberfläche jedes Schneidsegment 4 einen entsprechenden Oberflächenabschnitt von zu schneidenden, zerkleinerbaren Materialien 5 und schleift diese so ab, dass sich beim Schneidvorgang in den zerkleinerbaren Materialien 5 ein Schneidschlitz 6 bildet, wie in 3B gezeigt ist.
Winzige, durch den Schneidvorgang des Schneidsegments 4 erzeugte Späne sammeln sich im Schneidschlitz 6 und in den Austragnuten 3 des stählernen Radkörpers 2 an und werden von dort nach außen abgeführt, wenn sich die Austragnuten 3 des stählernen Rad körpers 2 durch dessen Drehung von innerhalb des Schneidschlitzes 6 nach außen bewegen.
Durch das oben angegebene, herkömmliche Blatt 1 hat sich die Schneidfähigkeit einer Vorrichtung zum Schneiden, Schleifen oder Bohren von zerkleinerbaren Materialien durch den Einsatz von Schneidsegmenten 4 und Austragnuten 3 zur Erleichterung des Austrags von winzigen Spänen stark verbessert, wobei letztere eine verstärkte Abnutzung der Schneidsegmente 4 verursachen.
Da aber Form und Materialzusammensetzung der Oberfläche jedes Schneidsegments 4 insgesamt gleichförmig sind, nutzen sich beim Schneidvorgang beide Kanten der Oberfläche, die die Seitenwand und den Grund des Schneidschlitzes 6 berührt, der in den zerkleinerbaren Materialien 5 gebildet wird, schneller ab als deren Mitte, die nur den Grund des Schneidschlitzes 6 der zerkleinerbaren Materialien 5 berührt.
Dementsprechend vergrößert sich die Kontaktfläche zwischen der Oberfläche des Schneidsegments 4 und den zu schneidenden zerkleinerbaren Materialien 5, womit sich der Widerstand der zerkleinerbaren Materialien 5 erhöht, was zu einem mangelhaften Schnitt führt und wodurch Schneidfähigkeit sowie Lebensdauer des Blatts herabgesetzt werden. Da die Größe der beim Schneidvorgang erzeugten Späne sehr klein ist, verbleiben diese Späne darüber hinaus leicht im Schneidschlitz 6 der zerkleinerbaren Materialien 5 und verhindern dabei, dass die Oberfläche des Schneidsegments 4 den Grund des Schneidschlitzes 6 abschleift, wodurch die Schneidfähigkeit herabgesetzt wird.
Wenn sich diese aus dem Schneidschlitz 6 ausgetragenen, winzigen Späne in der Luft verteilen, führt dies außerdem zu schädlichen Auswirkungen auf die Gesundheit des Benutzers und zu einer Verschmutzung der Umgebung.
ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
Es ist eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Diamantwerkzeug zur Verwendung in einer Vorrichtung wie einer Schnittsägemaschine, Schleifmaschine und Kernbohrmaschine zum Schneiden, Schleifen bzw. Bohren von zerkleinerbaren Materialen wie Ziegelsteinen, Beton, Granit, Marmor etc., bereitzustellen, das segmentartige Schneidplätt chen mit mehreren Diamantschichtsegmenten aufweist, wovon jedes wenigstens zwei Diamantschichten aufweist, die in Längsrichtung entlang der Drehrichtung des Werkzeugs angeordnet sind, um beim Schneidvorgang wenigstens zwei mikroskopische Schneidrillen in den zerkleinerbaren Materialien zu bilden, und um dadurch über die diamantfreien Abschnitte der Diamantschichtsegmente eine leichte Zerkleinerung von zwischen den Schneidrillen liegenden Abschnitten der zerkleinerbaren Materialien hervorzurufen, um so das Schneidvermögen des Werkzeugs zu erhöhen.
Es ist eine weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Diamantwerkzeug zur Verwendung in einer Vorrichtung wie einer Schnittsägemaschine, Schleifmaschine und Kernbohrmaschine bereitzustellen, das einen Aufbau hat, bei dem das segmentartige Schneidplättchen dazu in der Lage ist, während des Schneidvorgangs Schneidspäne von verhältnismäßig großer Größe zu erzeugen, so dass dann diese Späne unter Verringerung der Reibung mit dem segmentartigen Schneidplättchen des Werkzeugs leicht nach außen abgeführt werden, wodurch sich das Schneidvermögen erhöht und verhindert wird, dass sich die Späne in der Luft verteilen und schädliche Auswirkungen auf die Gesundheit eines Benutzers sowie die Verschmutzung der Umgebung verursachen.
Es ist eine weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Diamantwerkzeug zur Verwendung in einer Vorrichtung wie einer Schnittsägemaschine, Schleifmaschine und Kernbohrmaschine bereitzustellen, das segmentartige Schneidplättchen hat, die mehrere Diamantschichtsegmente umfassen, wobei an jedem Segment Diamantpartikel in dessen Diamantschicht in einer bestimmten Struktur verteilt sind, um die Menge an eingesetzten Diamantpartikeln zu verringern und dadurch die Herstellungskosten für das Werkzeug zu reduzieren.
Um diese Aufgaben zu lösen, wird ein Diamantwerkzeug gemäß Anspruch 1 bereitgestellt.
Bei dieser Ausführungsform der vorliegenden Erfindung umfassen die segmentartigen Schneidplättchen darüber hinaus mehrere diamantfreie Schichtsegmente, wobei an jedem Segment Diamantpartikel in seinem Inneren und an dessen Oberflächen eine Zufallsverteilung haben, und die diamantfreien Schichtsegmente und Diamantschichtsegmente am Umfang des Radkörpers miteinander abwechselnd angeordnet sind.
Darüber hinaus sind die Diamantpartikel in jeder Diamantschicht der Diamantschichtsegmente in einer bestimmten Struktur oder Anordnung verteilt, wie z.B. in einem Einzel- oder Doppelschichtbild mit gitterförmigen Stellen.
Es können auch im diamantfreien Abschnitt jedes Diamantschichtsegments Diamantpartikel verteilt sein, und zwar in einer Dichte, die niedriger ist als bei den Diamantschichten der Diamantschichtsegmente oder diamantfreien Schichtsegmente.
In einer weiteren Ausführungsform der vorliegenden Erfindung umfasst ein Diamantwerkzeug zur Verwendung in einer Vorrichtung zum Schneiden, Schleifen oder Bohren von zerkleinerbaren Materialien einen mit einer Welle eines Elektromotors verbundenen Radkörper, und segmentartige Schneidplättchen zum Schneiden, Schleifen oder Bohren von zerkleinerbaren Materialien, mit mehreren Diamantschichtsegmenten, die mit vorbestimmten Abständen am Umfang des Radkörpers angeordnet sind, wobei die Diamantschichtsegmente jeweils einen diamantfreien Abschnitt mit einem zurückgesetzten Abschnitt umfassen, der in der Mitte von dessen Innenfläche angeordnet ist, und Schneidabschnitte, die an beiden Rändern von deren Außenfläche angeordnet sind, sowie mehreren Diamantschichten, die in Längsrichtung parallel zur Drehrichtung des Werkzeugs angeordnet sind, und zwar jeweils an Grundflächen von Schneidabschnitten des diamantfreien Abschnitts und an Innen- und Außenflächen des diamantfreien Abschnitts von Diamantschichtsegmenten, die durch einen zurückgesetzten Abschnitt und dessen Schneidabschnitte unterteilt bzw. reduziert sind.
Bei dieser Ausführungsform der vorliegenden Erfindung sind die Diamantschichtsegmente so am Umfang des Radkörpers angeordnet, dass der zurückgesetzte Abschnitt und Schneidabschnitte davon abwechselnd nach innen und außen zeigen.
Die Grundflächen der Schneidabschnitte des diamantfreien Abschnitts liegen außerdem in der Ebene, welche die Mitte zwischen der Innenfläche und Außenfläche des diamantfreien Abschnitts der Diamantschichtsegmente bildet, so dass man beim Schneidvorgang des Werkzeugs die darauf angeordneten Diamantschichten eine Schnittlinie bilden lässt.
In einer anderen Ausführungsform der vorliegenden Erfindung umfasst ein Diamantwerkzeug zur Verwendung in einer Vorrichtung zum Schneiden, Schleifen oder Bohren von zerkleinerbaren Materialien einen mit einer Welle eines Elektromotors verbundenen Radkörper, und segmentartige Schneidplättchen zum Schneiden, Schleifen oder Bohren von zerkleinerbaren Materialien, mit mehreren Diamantschichtsegmenten, die mit vorbestimmten Abständen am Umfang des Radkörpers angeordnet sind, wobei die Diamantschichtsegmente jeweils einen diamantfreien Abschnitt mit zumindest einem zurückgesetzten Abschnitt umfassen, der an der Innen- und/oder Außenfläche davon angeordnet ist, sowie mehrere Diamantschichten, die in Längsrichtung parallel zur Drehrichtung des Werkzeugs angeordnet sind, und zwar jeweils an der Grundfläche des zurückgesetzten Abschnitts des diamantfreien Abschnitts und an der Innen- und/oder Außenfläche des diamantfreien Abschnitts der Diamantschichtsegmente, die durch deren zurückgesetzten Abschnitt unterteilt sind oder nicht.
In einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung haben die Diamantschichtsegmente vier innere bzw. äußere zurückgesetzte Abschnitte, die so angeordnet sind, dass sie sich mit vorbestimmten Abständen an deren Innen- bzw. Außenflächen treffen.
Die Tiefe aller Grundflächen der zurückgesetzten Abschnitte der Innen- und Außenflächen des diamantfreien Abschnitts sollte die Hälfte der Dicke des Diamantschichtsegments betragen, um die darauf angeordneten Diamantschichten eine lineare Schnittlinie während des Schneidbetriebs des Werkzeugs bilden zu lassen.
Die Tiefe der Grundflächen der zurückgesetzten Abschnitte von jeweils der Innen- und Außenfläche des diamantfreien Abschnitts kann jedoch auch weniger betragen als die Hälfte der Dicke des diamantfreien Abschnitts des Diamantschichtsegments, um die darauf angeordneten Diamantschichten wenigstens zwei lineare Schnittlinien während des Schneidbetriebs des Werkzeugs bilden zu lassen.
KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
Die oben genannten Aufgaben und andere Vorteile der vorliegenden Erfindung werden klarer aus der ausführlichen Beschreibung von deren bevorzugten Ausführungsformen mit Bezug auf die beigefügten Zeichnungen.
1 ist eine Vorderansicht eines herkömmlichen Diamantwerkzeugs oder -blatts zur Verwendung in einer Schnittsägemaschine, bei dem Diamantpartikel im Inneren und an Oberflächen von dessen Schneidsegmenten in Zufallsverteilung vorgesehen sind;
2 ist eine perspektivische Teilansicht des in 1 gezeigten Diamantblatts;
3A ist eine Teilquerschnittsansicht des Diamantblatts entlang Linie A-A von 2;
3B ist eine Teilquerschnittsansicht des herkömmlichen, in 1 gezeigten Diamantblatts, um den Zustand darzustellen, wenn sich dessen Schneidsegment im Einsatz befindet;
4A u. 4B zeigen perspektivische Ansichten von Diamantwerkzeugen gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zur Verwendung in einer Schnittsägemaschine bzw. Kernbohrmaschine, die mehrere Diamantschichtsegmente umfassen, wovon an jedem zwei Diamantschichten in Längsrichtung an den Innen- bzw. Außenflächen des diamantfreien Abschnitts jedes Diamantschichtsegments entlang der Drehrichtung des Werkzeugs angeordnet sind, um während des Schneidvorgangs zwei mikroskopische, lineare Schneidrillen in den zerkleinerbaren Materialien zu bilden;
5A ist eine Teilquerschnittsansicht des Diamantwerkzeugs der vorliegenden Erfindung entlang Linie B-B von 4A;
5B ist eine Teilquerschnittsansicht des in 4A oder 4B gezeigten Diamantwerkzeugs der vorliegenden Erfindung, um den Zustand darzustellen, bei dem dessen Diamantschichtsegment im Einsatz ist;
6 ist eine Teilquerschnittsansicht eines Diamantwerkzeugs der vorliegenden Erfindung, bei dem drei Diamantschichten in Längsrichtung entlang der Dreh richtung des Werkzeugs angeordnet sind, und zwar an den Innen- und Außenflächen der diamantfreien Abschnitte jedes Diamantschichtsegments sowie zwischen diesen, um während des Schneidvorgangs drei mikroskopische lineare Schneidrillen in den zerkleinerbaren Materialien zu bilden;
7 ist eine Teilquerschnittsansicht eines Diamantwerkzeugs der vorliegenden Erfindung, bei dem vier Diamantschichten in Längsrichtung entlang der Drehrichtung des Werkzeugs angeordnet sind, und zwar an den Innen- und Außenflächen der diamantfreien Abschnitte jedes Diamantschichtsegments sowie zwischen diesen, um während des Schneidvorgangs vier mikroskopische lineare Schneidrillen in den zerkleinerbaren Materialien zu bilden;
8A u. 8B sind perspektivische Ansichten von Diamantwerkzeugen gemäß der vorliegenden Erfindung zur Verwendung in einer Schnittsägemaschine bzw. Kernbohrmaschine, mit diamantfreien Schichtsegmenten, die zusammen mit Diamantschichtsegmenten am Umfang des Radkörpers abwechselnd angeordnet sind;
9A u. 9B sind eine seitliche Teilansicht bzw. abgebrochene Unteransicht der in den 8A und 8B gezeigten Diamantwerkzeuge;
10A u. 10B sind perspektivische Ansichten von Diamantwerkzeugen zur Verwendung in einer Schnittsägemaschine bzw. Kernbohrmaschine gemäß einer anderen, bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung, wobei jeweils mehrere Diamantschichten in Längsrichtung an den Grundflächen der Schneidabschnitte des diamantfreien Abschnitts bzw. an den Innen- und Außenflächen der Diamantschichtsegmente angeordnet sind;
11 ist eine perspektivische Teilansicht des in 10A oder 10B gezeigten Diamantwerkzeugs;
12A u. 12B sind eine seitliche Teilansicht bzw. abgebrochene Unteransicht der in den 10A und 10B gezeigten Diamantwerkzeuge;
13 ist eine Teilquerschnittsansicht des Diamantwerkzeugs der vorliegenden Erfindung, in der die Querschnitte entlang den Linien C-C und D-D von 10A übereinander gelegt sind, um den Zustand zu zeigen, bei dem dessen Diamantschichtsegment im Einsatz ist;
14A u. 14B sind eine seitliche Teilansicht bzw. abgebrochene Unteransicht von Diamantwerkzeugen gemäß einer anderen bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zur Verwendung in einer Schnittsägemaschine bzw. Kernbohrmaschine, wobei die Diamantschichtsegmente vier innere bzw. äußere, zurückgesetzte Abschnitte aufweisen, die so angeordnet sind, dass sie sich mit vorbestimmten Abständen an deren Innen- und Außenflächen treffen;
15 ist eine Teilquerschnittsansicht des Diamantwerkzeugs der vorliegenden Erfindung, in der die Querschnitte entlang den Linien E-E und F-F von 14A übereinander gelegt sind, um den Zustand darzustellen, bei dem dessen Diamantschichtsegment im Einsatz ist;
16A u. 16B sind eine seitliche Teilansicht bzw. abgebrochene Unteransicht von Diamantwerkzeugen der vorliegenden Erfindung, bei dem die Tiefe der Grundflächen von zurückgesetzten Abschnitten von jeweils der Innen- und Außenfläche des diamantfreien Abschnitts geringer ist als die halbe Dicke des diamantfreien Abschnitts des Diamantschichtsegments;
17 ist eine Teilquerschnittsansicht des Diamantwerkzeugs der vorliegenden Erfindung, in der Querschnitte entlang den Linien G-G und H-H von 16A übereinander gelegt sind, um den Zustand darzustellen, bei dem dessen Diamantschichtsegment im Einsatz ist; und
18A, 18B u. 18C sind seitliche Teilansichten des Diamantwerkzeugs zur Verwendung in einer Schnittsägemaschine der vorliegenden Erfindung, wobei im diamantfreien Abschnitt jedes in 4A, 6 und 10A gezeigten Diamantschichtsegments Diamantpartikel in einer Dichte verteilt sind, die niedriger ist als bei Diamantschichten von Diamantschichtsegmenten oder diamantfreien Schichtsegmenten.
AUSFÜHRLICHE BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSFORMEN
In mehreren Ausführungsformen dieser Erfindung, die nachfolgend mit Bezug auf die begleitenden Zeichnungen beschrieben sind, findet die Erfindung Anwendung auf eine Schnittsägemaschine und eine Kernbohrmaschine.
Mit Bezug auf die 4A und 4B sind Diamantwerkzeuge 10 und 20 gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung dargestellt, und zwar für den Einsatz in einer Vorrichtung zum Schneiden und Bohren von zerkleinerbaren Materialien, wie einer Schnittsägemaschine und Kernbohrmaschine.
Hierbei sollte klar sein, dass, weil jedes der Diamantwerkzeuge 10 und 20 für die Schnittsäge- bzw. Kernbohrmaschine denselben Aufbau hat, mit Ausnahme dessen, dass die Radkörper 11 und 21 eine Scheiben- bzw. Zylinderform haben, nur das Diamantwerkzeug oder -blatt 10 für eine Schnittsägemaschine erklärt wird.
Das Diamantblatt 10 für eine Schnittsägemaschine umfasst einen Radkörper 11, der mit einer Welle eines Elektromotors verbunden ist und mehrere Austragnuten 13 zum Aufnehmen und Abführen von winzigen, während eines Schneidvorgangs entstandenen Spänen umfasst, sowie segmentartige Schneidplättchen zum Schneiden und Schleifen von zerkleinerbaren Materialien, welche Schneidplättchen umfangsmäßig am Radkörper 11 zwischen den Austragnuten 13 angeordnet sind.
Die segmentierten Schneidplättchen umfassen mehrere Diamantschichtsegmente 12, die mit vorbestimmten Abständen am Umfang des Radkörpers 11 angeordnet sind.
Die Diamantschichtsegmente 12 setzen sich jeweils zusammen aus zwei dünnen Diamantschichten 14 und 15, die in Längsrichtung an deren Innen- bzw. Außenflächen parallel zur Drehrichtung des Blatts 10 angeordnet sind, und aus einem diamantfreien Abschnitt 17, der zwischen den beiden Diamantschichten 14 und 15 angeordnet ist, wie in 5A und 5B gezeigt ist.
Die dünnen Diamantschichten 14 und 15 bestehen aus Diamantpartikeln und Schleifstoffen, aus Metallpartikeln, die aus Kobalt, Nickel, Bronze, Kupfer etc. bestehen, und aus Partikeln aus Harz oder Keramik.
Die Diamantpartikel 16 haben in den dünnen Diamantschichten 14 und 15 eine Zufallsverteilung, oder sind in einer bestimmten Struktur oder Anordnung wie in einem Einzel- oder Doppelschichtbild mit gitterförmigen Stellen darin verteilt, um die Menge an eingesetzten Diamantpartikeln zu reduzieren.
Der diamantfreie Abschnitt 17 besteht aus Schleifstoffen, Metallen wie Kobalt, Nickel, Bronze, Kupfer, etc., und aus Harz oder Keramik.
Die dünnen Diamantschichten 14 und 15 haben die Aufgabe, eine Abnutzung des Kantenbereichs der Oberfläche jedes Diamantschichtsegments 12 zu verhindern, und zwei mikroskopische, lineare Schneidrillen 18 und 18'' in den zerkleinerbaren Materialien 19 während des Schneidvorgangs zu bilden, wie in 5B gezeigt ist.
Somit können mit geringer Reibung und Drehschlagkraft des diamantfreien Abschnitts 17 zwischen den beiden Schneidrillen 18 und 18'' liegende Abschnitte 18' der zerkleinerbaren Materialien 19 leicht aufgebrochen werden, und dadurch ist während des Schneidvorgangs der diamantfreie Abschnitt 17 der Diamantschichtsegmente 12 in der Lage, Schneidspäne von verhältnismäßig großer Größe zu erzeugen, so dass diese Späne unter Verringerung der Reibung mit den Diamantschichtsegmenten 12 des Blatts 10 leicht nach außen abgeführt werden, wodurch das Schneidvermögen erhöht ist und verhindert wird, dass sich Späne in der Luft verteilen.
Bei dieser Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist festzuhalten, dass jedes der Diamantschichtsegmente 12 ersetzt werden kann durch Segmente 32 oder 42, die aus drei oder vier dünnen Diamantschichten 34, 35 und 36 bzw. 43, 44, 45 und 46 bestehen, die in Längsrichtung parallel zur Drehrichtung des Blatts 30 bzw. 40 angeordnet sind, um beim Schneidvorgang drei oder vier mikroskopische, lineare Schneidrillen in den zerkleinerbaren Materialien zu bilden, und diamantfreie Abschnitte 38 oder 48, die zwischen den drei oder vier Diamantschichten 34, 35 und 36 bzw. 43, 44, 45 und 46 angeordnet sind, wie in den 6 und 7 gezeigt ist.
In diesem Fall können zwischen den mikroskopischen, linearen Schneidrillen liegende Abschnitte der zerkleinerbaren Materialien leicht durch Reibung und Drehschlagkraft verkleinert werden, die kleiner sind als es beim Diamantschichtsegment 12 mit zwei dünnen Diamantschichten 14 und 15 der Fall ist.
Die segmentierten Schneidplättchen können darüber hinaus auch mehrere Diamantschichtsegmente 56 oder 66 umfassen, an denen Diamantpartikel 57 oder 67 eine Zufallsverteilung in deren Inneren und an deren Oberflächen aufweisen, wie in 8A und 8B gezeigt ist.
Diamantfreie Schichtsegmente und Diamantschichtsegmente 52 und 56 bzw. 62 und 66 sind abwechselnd am Umfang des Radkörpers 51 bzw. 61 des Werkzeugs 50 bzw. 60 angeordnet, wie in 9A und 9B gezeigt ist.
Außerdem können in dem diamantfreien Abschnitt 168 oder 178 des in den 18A und 18B gezeigten Blatts 160 bzw. 170 Diamantpartikel 167 oder 179 in einer Dichte verteilt sein, die niedriger ist als bei den Diamantschichten 164 und 165, bzw. 174, 175 und 176 jedes Diamantschichtsegments 162 oder 172, bzw. bei den oben angegebenen diamantfreien Schichtsegmenten 56 oder 66.
Mit Bezug auf 10A und 10B sind Diamantwerkzeuge 70 und 90 gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zur Verwendung in einer Vorrichtung zum Schneiden und Bohren von zerkleinerbaren Materialien, wie einer Schnittsägemaschine und Kernbohrmaschine, dargestellt.
Da die Diamantwerkzeuge 70 und 90 für eine Schnittsägemaschine bzw. eine Kernbohrmaschine jeweils denselben Aufbau haben, mit Ausnahme dessen, dass die Radkörper 71 und 91 eine Scheiben- bzw. Zylinderform aufweisen, sollte auch hier klar sein, daß nur das Diamantwerkzeug oder -blatt 70 für eine Schnittsägemaschine erläutert wird.
Das Diamantblatt 70 für eine Schnittsägemaschine umfasst einen Radkörper 71, der mit einer Welle eines Elektromotors verbunden ist und mehrere Austragnuten 73 aufweist, um während des Schneidvorgangs erzeugte, winzige Späne aufzunehmen und abzuführen, sowie segmentartige Schneidplättchen zum Schneiden und Schleifen von zerkleinerbaren Materialien.
Die Schneidplättchen umfassen mehrere Diamantschichtsegmente 72, die mit vorbestimmten Abständen am Umfang des Radkörpers 71 angeordnet sind, wobei jedes der Diamantschichtsegmente 72 mit einem diamantfreien Abschnitt 79 einen zurückgesetzten Abschnitt 76 aufweist, der in der Mitte von dessen Innenfläche angeordnet ist, sowie Schneidabschnitte 77 und 77', die an beiden Rändern von dessen Außenseite angeordnet sind.
Jedes der Diamantschichtsegmente 72 umfasst darüber hinaus auch mehrere Diamantschichten 78, 78', 74, 74' und 75, die in Längsrichtung parallel zur Drehrichtung des Blatts angeordnet sind, und zwar an Grundflächen der Schneidabschnitte 77 und 77' des diamantfreien Abschnitts 79 bzw. an Innen- und Außenflächen des diamantfreien Abschnitts 79, die durch den zurückgesetzten Abschnitt 76 und die Schneidabschnitte 77 und 77' unterteilt bzw. um diese reduziert sind, wie in 11 gezeigt ist.
Die Fläche der Diamantschichten 74 und 74' an der Innenseite des diamantfreien Abschnitts 79 der Diamantschichtsegmente 72 sollte genauso groß sein wie diejenige der Diamantschicht 75 an der Außenfläche des diamantfreien Abschnitts 79, um das Schneidvermögen der beiden Diamantschichten 74, 74' und der Diamantschicht 75 im Gleichgewicht zu halten.
Die Grundflächen der Schneidabschnitte 77 und 77' des diamantfreien Abschnitts 79 sind in der Ebene angeordnet, welche die Mitte zwischen der Innenfläche und der Außenflä che des diamantfreien Abschnitts 79 der Diamantschichtsegmente 72 bildet, um während des Schneidvorgangs des Blatts 70 die darauf angeordneten Diamantschichten 78 und 78' eine mikroskopische, lineare Schneidrille 82 in den zerkleinerbaren Materialien 85 bilden zu lassen, wie in den 11, 12A, 12B und 13 gezeigt ist.
So bilden also die Diamantschichten 78, 78', 74, 74' und 75 an den Grundflächen der Schneidabschnitte 77 und 77' des diamantfreien Abschnitts 79 bzw. an den Innen- und Außenflächen des diamantfreien Abschnitts 79 der Diamantschichtsegmente 72 drei mikroskopische, lineare Schneidrillen 81, 82 und 83 in den zerkleinerbaren Materialien 85, um dann während des Schneidvorgangs des Blatts 70 unter geringer Reibung und Drehschlagkraft des diamantfreien Abschnitts 79 zwischen den mikroskopischen linearen Schneidrillen 81, 82 und 83 befindliche Abschnitte 85' und 85'' der zerkleinerbaren Materialien 85 leicht zerkleinern zu lassen, wie in 13 gezeigt ist.
Die Diamantschichtsegmente 72 oder 92 sind am Umfang des Radkörpers 71 oder 91 so angeordnet, dass deren zurückgesetzte Abschnitte 76 und deren Schneidabschnitte 77 und 77' abwechselnd nach innen und außen weisen, wie in 12A und 12B gezeigt ist.
Wie bei dem diamantfreien Abschnitt 186 jedes Diamantschichtsegments 182 des in 18C gezeigten Blatts 180 können außerdem Diamantpartikel 187 in einer Dichte verteilt sein, die geringer als diejenige der Diamantschichten der Diamantschichtsegmente 182 ist.
In einer anderen Ausführungsform der vorliegenden Erfindung umfassen die Diamantwerkzeuge 100 und 120 zur Verwendung in einer Vorrichtung wie einer Schnittsägemaschine und Kernbohrmaschine jeweils segmentartige Schneidplättchen zum Schneiden und Bohren von zerkleinerbaren Materialien, und weisen mehrere Diamantschichtsegmente 102 oder 122 auf, die mit vorbestimmten Abständen am Umfang des Radkörpers 101 oder 121 angeordnet sind, wie in den 14A und 14B gezeigt ist.
Da die Diamantschichtsegmente 102 und 122 für eine Schnittsägemaschine und eine Kernbohrmaschine jeweils denselben Aufbau haben, sollte auch hier klar sein, dass nur hier die Diamantschichtsegmente 102 für eine Schnittsägemaschine erläutert werden.
Die Diamantschichtsegmente 102 umfassen jeweils einen diamantfreien Abschnitt 116 mit vier nach innen bzw. außen zurückgesetzten Abschnitten 106, 106', 107 und 107' an dessen Innen- bzw. Außenflächen, und mehrere Diamantschichten 108, 108', 109, 109', 104, 104', 104'', 105, 105' und 105'', die in Längsrichtung parallel zur Drehrichtung des Blatts 100 angeordnet sind und sich an den Grundflächen der zurückgesetzten Abschnitte 106, 106', 107 und 107' des diamantfreien Abschnitts 116 bzw. an den Innen- und Außenflächen des diamantfreien Abschnitts 116 der Diamantschichtsegmente 102 befinden, die durch die zurückgesetzten Abschnitte 106, 106', 107 und 107' des diamantfreien Abschnitts 116 unterteilt sind, wie in 14A gezeigt ist.
Vier innere bzw. äußere zurückgesetzte Abschnitte 106, 106', 107 und 107' sind so angeordnet, dass sie sich mit vorbestimmten Abständen an den Innen- und Außenflächen des diamantfreien Abschnitts 116 der Diamantschichtsegmente 102 treffen.
Die Tiefe aller Grundflächen der zurückgesetzten Abschnitte 106, 106', 107 und 107' des diamantfreien Abschnitts 116 sollte die Hälfte der Dicke des diamantfreien Abschnitts 116 des Diamantschichtsegments 102 betragen, um während des Schneidvorgangs des Blatts 100 die darauf angeordneten Diamantschichten 108, 108', 109 und 109' eine mikroskopische, lineare Schneidrille 112 in den zerkleinerbaren Materialien 115 bilden zu lassen, wie in 15 gezeigt ist.
So bilden also mehrere Diamantschichten 104, 104', 104'', 105, 105', 105'', 108, 108', 109 und 109' an den Innen- und Außenflächen des diamantfreien Abschnitts 116 der Diamantschichtsegmente 102 und an den Grundflächen deren zurückgesetzter Abschnitte 106, 106', 107 und 107' drei mikroskopische, lineare Schneidrillen 111, 112 und 113 in den zerkleinerbaren Materialien 115, um während des Schneidvorgangs des Blatts 100 bei geringer Reibung und Drehschlagkraft der diamantfreien Abschnitte 116 zwischen den mikroskopischen linearen Schneidrillen 111, 112 und 113 liegende Abschnitte 115' und 115'' der zerkleinerbaren Materialien 115 leicht aufbrechen zu lassen, wie in 15 gezeigt ist.
Die Tiefe der Grundflächen der zurückgesetzten Abschnitte 136, 136', 137 und 137' von jeweils der Innen- und Außenfläche des diamantfreien Abschnitts 146 kann auch weniger betragen als die Hälfte der Dicke des diamantfreien Abschnitts 146 des Diamantschicht segments 132, um während des Schneidvorgangs des Werkzeugs 130 oder 150 die Diamantschichten 138, 138', 139 und 139' zwei mikroskopische lineare Schneidrillen 142 und 143 in den zerkleinerbaren Materialien 145 bilden zu lassen, wie in 16A, 16B und 17 gezeigt ist.
In diesem Fall also bilden die Diamantschichten 134, 134', 134'', 135, 135', 135'', 138, 138', 139 und 139' an den Innen- und Außenflächen des diamantfreien Abschnitts 146 jedes Diamantschichtsegments 132 und an den Grundflächen deren zurückgesetzter Abschnitte 136, 136', 137 und 137' vier mikroskopische lineare Schneidrillen 141, 142, 143 und 144 in den zerkleinerbaren Materialien 145, um während des Schneidvorgangs des Blatts 130 unter geringer Reibung und geringer Drehschlagkraft der diamantfreien Abschnitte 146 zwischen den Schneidrillen 141, 142, 143 und 144 liegende Abschnitte 145', 145'' und 145''' der zerkleinerbaren Materialien 145 leicht aufbrechen zu lassen, wie in 17 gezeigt ist.
Nachstehend erfolgt die Beschreibung der Funktionsweise von Diamantwerkzeugen zur Verwendung in einer Vorrichtung wie einer Schnittsägemaschine und Kernbohrmaschine gemäß Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung.
Mit Bezug auf 5B ist die Wirkung eine Diamantblatts 10 einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung dargestellt, bei dem zwei dünne Diamantschichten 14 und 15 in Längsrichtung an den Innen- bzw. Außenflächen des diamantfreien Abschnitts 17 des Diamantschichtsegments 12 angeordnet sind.
Wenn der Radkörper 11 durch einen mit einer Welle verbundenen Elektromotor in Drehung versetzt wird, um zerkleinerbare Materialien 19, wie Ziegelsteine, Beton, Granit, Marmor, etc. zu schneiden, schleifen sich die Diamantschichtsegmente 12 erst einmal in die zerkleinerbaren Materialien 19 ein, um darin entlang einer vorbestimmten Linie einen Schneidschlitz zu bilden.
Dabei nutzen sich beide Kanten jedes Diamantschichtsegments 12 weniger ab als dessen Mitte, weil an der Innen- und Außenfläche jedes Diamantschichtsegments 12 dünne, Diamantpartikel 16 enthaltende Diamantschichten 14 und 15 vorgesehen sind, und wodurch sich zwei mikroskopische, lineare Schneidrillen 18 und 18'' im Schneidschlitz der zerkleinerbaren Materialien 19 bilden, wie in 5B gezeigt ist.
Durch die Ausbildung der Schneidrillen 18 und 18'' ist ein dazwischen liegender Abschnitt 18' der zerkleinerbaren Materialien 19 geschwächt und kann unter geringer Reibung und kleiner Drehschlagkraft des diamantfreien Abschnitts 17 leicht aufgebrochen werden.
So ist der diamantfreie Abschnitt 17 des Diamantschichtsegments 12 dazu in der Lage, Schneidspäne von verhältnismäßig großer Größe zu erzeugen, und die entstandenen Späne können unter Reduzierung der Reibung mit dem Diamantschichtsegment 12 des Blatts 10 leicht über die Austragnuten 13 des Radkörpers 11 nach außen abgeführt werden, wodurch sich das Schneidvermögen erhöht und verhindert wird, dass sich Späne in der Luft verteilen.
Auf diese Weise wird durch die sich wiederholende Wirkung jedes Diamantschichtsegments 12 des Diamantblatts 10 das Schneiden von zerkleinerbaren Materialien 19 entlang der vorbestimmten Linie vervollständigt.
Mit Bezug auf 13, 15 und 17 ist die Wirkungsweise von Diamantblättern 70, 100 und 130 von anderen Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung dargestellt.
Die Wirkung dieser Diamantblätter 70, 100 und 130 ist dieselbe wie die des Diamantblatts 10 der oben genannten Ausführungsform, außer dass Diamantschichten an der Innen- und Außenfläche des diamantfreien Abschnitts und Schneidabschnitte oder zurückgesetzte Abschnitte drei oder vier lineare Schneidrillen in den zerkleinerbaren Materialien bilden.
Wie aus der vorangegangenen Beschreibung hervorgeht, stellt die vorliegende Erfindung ein Diamantwerkzeug mit einem segmentartigen Schneidplättchen bereit, das mehrere Diamantschichtsegmente umfasst, wovon an jedem mindestens zwei Diamantschichten in Längsrichtung entlang der Drehrichtung des Werkzeugs angeordnet sind, um während des Schneidvorgangs mikroskopische Schneidrillen in den zerkleinerbaren Materialien zu bilden, und um dadurch ein leichtes Aufbrechen von zwischen den Schneidrillen liegenden Abschnitten der zerkleinerbaren Materialien durch diamantfreie Abschnitte der Diamantschichtsegmente hervorzurufen, um so das Schneidvermögen des Werkzeugs zu erhöhen.
Die vorliegende Erfindung stellt auch ein Diamantwerkzeug mit einer Struktur bereit, bei dem das segmentartige Schneidplättchen dazu in der Lage ist, während des Schneidvorgangs Schneidspäne von verhältnismäßig großer Größe zu erzeugen, so dass diese Späne unter Reduzierung der Reibung mit den Diamantschichtsegmenten des Werkzeugs leicht nach außen abgeführt werden, um dadurch das Schneidvermögen zu erhöhen und die Entstehung von Spänen zu vermeiden, die sich in der Luft verteilen und schädliche Auswirkungen auf die Gesundheit des Benutzers sowie die Verschmutzung der Umgebung verursachen.
Die vorliegende Erfindung stellt auch ein Diamantwerkzeug mit einem segmentartigen Schneidplättchen bereit, das mehrere Diamantschichtsegmente umfasst, wovon an jedem Diamantpartikel in dessen Diamantschicht in einer bestimmten Struktur verteilt sind, um die Menge an benötigten Diamantpartikeln zu reduzieren und dadurch die Herstellungskosten des Werkzeugs zu verringern.

Claims

Diamantwerkzeug (10) mit segmentierten Schneidplättchen zum Schneiden, Schleifen oder Bohren von Werkstücken, mit einem Radkörper (11); und mit zumindest mehreren Diamantschichtsegmenten (12, 32, 42, 52, 62), die an einem Umfang des Radkörpers (11) angeordnet sind, wobei jedes Diamantschichtsegment (12, 32, 42, 52, 62) folgendes umfasst: Diamantschichten (14, 15; 34, 35, 36; 43, 44, 45, 46) mit Diamantpartikeln (16), die an Seitenflächen parallel zur Drehrichtung des Radkörpers (11) angeordnet sind, um während eines Schneid-, Schleif- oder Bohrvorganges mikroskopische Schneidrillen (18, 18'') in den Werkstücken (19) zu bilden; wobei ein diamantfreier Abschnitt (17, 38, 48) zwischen den Diamantschichten (14, 15; 34, 35, 36; 43, 44, 45, 46) angeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, dass der diamantfreie Abschnitt (17, 38, 48) dazu geeignet ist, Abschnitte (18') der Werkstücke (19) zwischen den mikroskopischen Schneidrillen (18, 18'') von verhältnismäßig großer Größe zu zerkleinern, wenn der diamantfreie Abschnitt (17, 38, 48) den Abschnitt (18') der Werkstücke mit relativ geringer Reibung und mit Drehschlägen beaufschlagt, wobei der diamantfreie Abschnitt Schleifstoffe umfasst und keine Diamantpartikel (16) aufweist.
Diamantwerkzeug (70) nach Anspruch 1, bei dem der diamantfreie Abschnitt (79) einen zurückgesetzten Abschnitt (76) hat, der von einer seiner Seitenflächen zurückgesetzt ist, und Schneidabschnitte (77, 77'), die von seiner anderen Seitenfläche zurückgesetzt sind, und bei dem die Grundfläche des zurückgesetzten Abschnitts (76) und die zurückgesetzten Schneidabschnitte (77, 77') so gebildet sind, dass sie abwechselnd an jeder Seitenfläche des diamantfreien Abschnitts (79) aufgereiht sind, wobei Diamantschichten (74, 74', 78, 78', 75) an der einen Seitenflä che, auf den Schneidabschnitten (77, 77') an der anderen Seitenfläche angeordnet sind.
Diamantwerkzeug (100; 130) nach Anspruch 1, bei dem der diamantfreie Abschnitt (116; 146) mehrere erste zurückgesetzte Abschnitte (106, 106'; 136, 136') hat, die von einer seiner Seitenflächen zurückgesetzt sind, und mehrere zweite zurückgesetzte Abschnitte (107, 107'; 137, 137'), die von seiner anderen Seitenfläche zurückgesetzt sind, wobei die ersten zurückgesetzten Abschnitte (106, 106'; 136, 136') und die zweiten zurückgesetzten Abschnitte (107, 107'; 137, 137') so gebildet sind, dass sie abwechselnd an jeder Seitenfläche des diamantfreien Abschnitts (116; 146) aufgereiht sind und die Diamantschichten (108, 108', 109, 109', 104, 104', 104'', 105, 105', 105''; 138, 138', 139, 139', 134, 134', 134'', 135, 135', 135'') an der einen Seitenfläche und an den anderen Seitenflächen, an der Grundfläche der ersten zurückgesetzten Abschnitte (106, 106'; 136, 136') von der einen Seitenfläche her und an der Grundfläche der zweiten zurückgesetzten Abschnitte (107, 107'; 137, 137') von der anderen Seitenfläche her angeordnet sind; und bei dem alle Richtungen dieser Oberflächen parallel zur Drehrichtung des Radkörpers (101; 131) liegen.
Diamantwerkzeug nach Anspruch 3, bei dem die Tiefe der zurückgesetzten Abschnitte die Hälfte der Dicke des diamantfreien Abschnitts (116) beträgt.
Diamantwerkzeug nach Anspruch 3, bei dem die Tiefe der Grundflächen weniger als die Hälfte der Dicke des diamantfreien Abschnitts (146) beträgt.
Diamantwerkzeug nach einem der Ansprüche 1 bis 5, bei dem die Diamantpartikel in jeder Diamantschicht unter Bildung einer Gitterstruktur verteilt sind.