DE8530697U1

DE8530697U1 - Schneidwerkzeug für Schrämketten an einer Schrämmaschine

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Publication number: DE8530697U1
Application number: DE8530697U
Authority: DE
Original assignee: Maschinenfabrik Korfmann GmbH
Current assignee: Maschinenfabrik Korfmann GmbH
Priority date: 1985-10-30
Filing date: 1985-10-30
Publication date: 1985-12-12
Also published as: EP0223896A3; EP0223896A2

Description

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Patentanwälte 1 1522.5 Kfi/Kr

Wenzel & Kalkoff
Postfach 2448
Flaßkuhle 6
5810 Witten/Ruhr

Änmeiäeriri:
Korfinann GmbH

Dortmunder Str* 36 5810 Witten/Ruhr

Bezeichnung: Schneidwerkzeug für Schräm-

ketten an einer Schrämmaschine 20

Die Neuerung betrifft ein Schneidwerkzeug für Schrämketten an einer Schrämmaschine, wobei die Schrämkette aus gelenkig miteinander verbundenen Zwischen- und Kettengliedern besteht, die einen Werkzeugträger mit einem Werkzeughalter aufweisen, an dem mindestens ein Schneidwerkzeug in einer Werkzeugaufnahme lösbar befestigt ist.

Es sind bereits Schneidwerkzeuge aus Hartmetall oder mit einer Bewehrung aus Diamantsplittern bekannt, die zwar eine hohe Schneidfähigkeit aufweisen, jedoch bei hartem Gestein einem erheblichen Verschleiß ausgesetzt sind. Um den Auswirkungen eines raschen Verschleißes entgegenzuwirken, setzt man Schneidwerkzeuge ein, die einen rechteckigen oder runden Querschnitt mit einer ringsumlaufenden Schneidkante aufweisen. Durch Versetzen bzw. Drehen des Schneidwerkzeugs in der Aufnahme steht im Verschleißfall wieder eine unver-

brauchte Schneidkante zur Verfügung. Werkzeuge dieser Art werden bevorzugt mit einer zentralen Schraube in der Aufnahme befestigt, weil diese Befestigungsart das Drehen und gegebenenfalls auch das Wenden des Schneidwerkzeugs er-

B leichtert.

Vereinzelt werden als Schneidelemente polykristalline. Diamanten, nämlich sogenannte STRATAPAX -Diamantwerkzeuge, zum Schneiden von Gestein unter höchsten Beanspruchungen ein-

XO gesetzt. Derartige Diamantschneidwerkzeuge haben zwar eine hohe Standzeit und gestatten auch das Schneiden von härterem Gestein wie beispielsweise Marmor mit harten Einschlüssen, aber die Werkzeugkosten sind extrem hoch, und diese Diamantwerkzeuge sind im Handel nur in vorgegebenen Größen und

!5 Formen erhältlich, so daß die Werkzeugaufnahmen stets einer besonderen Gestaltung und Anpassung an die Diamantwerkzeuge bedürfen. Eine Befestigung mittels Zentralschraube ist nicht möglich, weil die verfügbaren Diamantwerkzeugformen dieser Art nur ohne Bohrungen erhältlich sind. Eine Sonderanferti-

₂Q gung mit Zentralbohrung würde entweder extrem hohe Stückzahlen voraussetzen, die aber für das Gebiet der Steinschrämketten nicht gebraucht werden, oder eine in der Zahl angepaßte Serie würde zu unvertretbar hohen Kleinserienkosten führen.

Es besteht daher die Aufgabe, die bisherigen Schneidwerkzeuge für Steinschrämketten so zu verbessern, daß sie höhere Standzeiten bzw. Schneidleistungen sowie den Einsatz in hartem Gestein zulassen, ohne daß extrem hohe Herstellungskosten in Kauf zu nehmen sind. Außerdem wird eine Anpassungsfähigkeit der Werkzeugform an die übliche Form der Werkzeughalter und deren Aufnahme verlangt, um auch diese Zusatzkosten in der Fertigung einzusparen.

Neuerungsgemäß wird zur Lösung dieser Aufgabe vorgeschlagen, daß das Schneidwerkzeug ein Formteil aus einer Metallgrundmasse ist und Schneidelemente aus polykristallinem Diamantmaterial (PKD-Material) in die. Metallgrundmasse eingebettet

und insbesondere an den Schneidkanten und/oder Schineidflächyn des Schneidwerkzeugs angeordnet sind.

Lösungsgemäß wird folglich ein neuer Werkzeugtyp für Steinschrämketten vorgeschlagen, mit dem drei wesentliche Forderungen, die an Schneidwerkzeuge zu stellen sind, erfüllt werden:

Die Einbettung von Schneidelementen aus PKD-Material in eine Metallgrundmasse ermöglicht höhere Standzeiten des Schneidwerkzeugs sowie höhere Schneidleistungen sowie den Einsatz in härterem Gestein wie beispielsweise in Marmor mit harten Einschlüssen. Die heute verfügbaren Schneidelemente aus PKD-Material weisen eine Wärmebeständigkeit bis 1200⁰C auf. Dadurch ergeben sich bereits bei der Einbettung und Verankerung der Schneidelemente in der Metallgrundmasse wesentliche verbesserte Ausgangsbedingungen,und gleichzeitig sind die Schneidelemente im robusten Betrieb wesentlich höher belastbar insbesondere auch in thermischer Hinsieht. Eine höhere Wärmebeständigkeit läßt auch eine höhere Kettengeschwindigkeit mit der Folge einer weiteren Steigerung der Schneidleistung zu.

Im Gegensatz zu herkömmlichen STRATAPAX -Plaketten oder zu 2g anderen bekannten durchgehend aus PKD-Material bestehenden Schneidwerkzeugen ergibt sich neuerungsgemäß die Möglichkeit, das gewünschte Schneidwerkzeug als Formteil vorgegebener Abmessungen und Gestalt herzustellen. Dies ermöglicht nicht nur eine zentrale Bohrung zum Anbringen des Schneid_g0 Werkzeugs in der Aufnahme des Werkzeughalters sondern vor allem eine Form, die beispielsweise exakt der Form der Schneidwerkzeuge aus Hartmetall entspricht, die in entsprechendem Sinterprozeß in gewünschter Form hergestellt und verwendet werden. Auf diese Weise sind die neuen Schneidwerkzeuge mit Schneidelementen aus PKD-Material ohne weiteres abmessungs- und formgleich mit bestimmten Hartmetallschneidwerkzeugen herstellbar-, so daß die bisher verwendeten Werkzeughalter in identischer Form weiterbenutzt werden können.

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Diese Möglichkeit eröffnet sowohl für den Hersteller als auch für den Schränunaschinenbenutzer wesentliche Vorteile. Die Fertigung vereinfacht sich, weil für Schneidwerkzeuge unterschiedlichster Eigenschaften der gleiche Werkzeugträger und die gleiche Werkzeughalterung mit Aufnahme und allen übrigen Befestigungselementen verwendet werden kann. Der Benutzer kann eine vorhandene Schrämkette je nach Anforderungsprofil des Gesteins beispielsweise entweder mit Schneidwerkzeugen aus Hartmetall oder mit solchen der neuerungsgemäßen Art bestücken und im letzteren Falle mit höherer Kettengeschwindigkeit umlaufen lassen. Dabei liegen die erreichbaren Schneidergebnisse in der Größenordnung der wesentlich teueren und umständlich zu befestigenden STRATA-PAX^R-Plaketten.

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Schließlich ist das neuerungsgemäße Hochleistungs-Schneidwerkzeug auch zu vergleichsweise erschwinglichen Kosten herstellbar, die um ein Vielfaches unter den Kosten für vergleichbare STRATAPAX^R-Plaketten liegen.

Insofern schafft die Neuerung die Voraussetzungen für eine Vereinheitlichung der Kettenglieder und für eine Erhöhung der Standzeiten sowie der Schneidleistung zu einem äußerst wirtschaftlichen Preis.

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Relativ niedrige Kosten sind vor allem auch deshalb möglich, weil die Schneidwerkzeuge nur dort mit Schneidelementen aus PKD-Material versehen sind, wo sie tatsächlich gebraucht werden, nämlich an den Schneidkanten und/oder

3Q an den Schneidflachen des Schneidwerkzeugs. Dies führt zu einer erheblichen Einsparung gegenüber Schneidwerkzeugen, die durchgehend aus PKD-Material bestehen.

Die Schneidelemente können die Form von Dreiecken (im Querschnitt), Würfeln oder Prismen aufweisen. Auch andere Formen sind denkbar und hängen jeweils vom Einsatzzweck ab.

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Wesentlich ist, daß die Schneidelemente im Abstand voneinander angeordnet sein sollen, um die verwendete PKD-Materialmasse pro Schneidwerkzeug möglichst gering zu halten. Der Abstand ist jedoch so zu wählen, daß auch die geforderte Schneidleistung erbracht wird.

Vorzugsweise sind die Schneidelemente mit im Querschnitt dreieckiger Form derart eingebettet, daß ihre Grundseite im wesentlichen in der Oberfläche des Schneidwerkzeugs ^un<ä ihre Spitze im Inneren desselben liegt.

Es sind auch Fälle denkbar, wo die Einbettung und Verankerung der Schneidelemente in entgegengesetzter Weise erfolgt, nämlich dann? wenn besonders hohe Reißkräfte auf die Schneidelemente zur Einwirkung kommen und deshalb eine bestmögliche Verankerung erforderlich ist.

Wenn das Schneidwerkzeug in herkömmlicher Weise etwa quer zur Vorschubrichtung der Schrämkette oder geringfügig im Winkel hierzu angeordnet ist, hat es sich als vorteilhaft erwiesen, wenn die Schneidelemerite vorzugsweise an den vier Ecken der zweckmäßig quadratischen Grundseite eines pyramidenstumpfförmigen Werkzeugs angeordnet sind. Hierdurch ist ein einmaliges Wenden um 180° möglich, und die vier Schneidelemente kommen in jedem Falle optimal zum Einsatz. Für die Drehung des Schneidwerkzeugs ist es vorteilhaft, wenn es eine zentrale Bohrung als Befestigungsmöglichkeit in der Aufnahme aufweist.

^Im Gegensatz zu der vorgenannten Form und Anordnung des Schneidwerkzeugs ist es auch möglich, daß die Schnittfläche des Schneidwerkzeugs, in die die Schneidelemente eingebettet sind, an der Oberfläche des Wer¹ -ghalters in einer zur Sehrämkettenvörschubrichtung etwa parallelen Ebene liegt.

_ae Diese Ausbildung ist der eingangs erwähnten Schneidwerkzeugform mit aufgelöteten Diamantsplittern ähnlich.

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Eine weitere neuerungsgemäße Vereinfachung liegt darin, daß ein vor dem Werkzeughalter auf dem Werkzeugträger angeordneter Abweiser lösbar befestigt ist, und zwar im Gegensatz zu der bisherigen Schweißbefestigung, die nur mit entsprechendem Aufwand an Mühe und Kosten herzustellen war, insbesondere auch beim Auswechseln eines Abweisers mit zu starkem Verschleiß.

Besonders vorteilhaft ist es, wenn der Abweiser und der Werkzeugträger einschließlich Werkzeughalter aus Feinguß oder dergleichen hergestellt sind und der Abweiser an dem Werkzeugträger mittels einer Schwalbenschwanzverbindung befestigt ist. Die Feingußausführung bedingt erfahrungsgemäß keine Nachbearbeitung, so daß der ebenfalls als Feingußteil ausgeführte Abweiser ohne weiteres in die vorgesehene Schwalbenschwanzführung einsetzbar ist, ohne jede weitere Befestigung. Denn der Abweiser wird bereits durch die Schneidreaktionskraft in der nur einseitig offenen Schwalbenschwanznut im Werkzeugträger gehalten. Ein Auswechseln des Abweisers bei Verschleiß ist sehr einfach vorzunehmen.

Die Neuerung wird nachstehend mit Bezug auf die Zeichnungen näher erläutert. In den Zeichnungen zeigen: ι

Fig. 1 eine auseinandergezogene, isometrische Darstellung eines Kettengliedes mit sich anschließendem Zwischenglied einschließlich Werkzeugträger, Werkzeughalter, Schneidwerkzevg und Befestigungs-

qn elementen;

Fig. 2 eine perspektivische Ansicht eines Werkzeugträgers mit befestigtem Schneidwerkzeug und Abweiser;

Fig. 3 eine Draufsicht auf ein Schneidwerkzeug mit Schneidelementen aus PKD-Material;

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Fig. 4 eine Schnittansicht des Schneidwerkzeugs entlang der Linie A-A von Fig. 3;

Fig. 5 eine weitere Querschnittsansicht zu Fig. 3 mit Schnittführung in einer Mittelebene;

Fig. 6+7 zwei Ansichten eines herkömmlichen Schneidwerkzeugs aus Hartmetall.

Die Schrämkette ist aus mehreren Kettengliedern 6 und Zwischengliedern 8 zusammengesetzt, die stets über einen Kettenbolzen 9 gelenkig miteinander verbunden sind. Zur Sicherung des Kettenbolzens 9 sind Klammern 10 vorgesehen, die durch die Kettenbolzen 9 hindurchgesteckt und dann mit ihren Enden in vorhandene Taschen innerhalb der Kettenglieder 6 umgebogen werden.

Der obere Bereich jedes Kettengliedes 6 ist zur Aufnahme eines Werkzeugtiägers 1 ausgebildet, der in eine dafür vorgesehene öffnung oder Ausnehmung hineingesetzt und dann mit Hilfe von Spannhülsen 1 gesichert wird. Zum Auswechseln des Werkzeugträgers 1 werden die Spannhülsen 7 aus den entsprechenden öffnungen herausgetrieben und der Werkzeughalter 1 nach oben entnommen. Sollte sich dabei unerwartet eine Schwergängigkeit ergeben, ist der Werkzeughalter 1 über ein seitlich in dem Kettenglied befindliches Loch zugänglich, so daß er aus seiner Fassung herausgehebelt werden kann.

Auf dem Werkzeugträger 1 ist im hinteren Abschnitt ein Werkzeughalter 1a befestigt oder einteilig in Feinguß oder dergleichen gemeinsam mit dem Werkzeugträger 1 ausgeformt . Im vorderen Teil des Werkzeugträgers 1a befindet sich eine offene Werkzeugaufnahme 15, die der jeweiligen Form des Schneidwerkzeugs 2 sowie dessen vorgesehener Lage und Anordnung am Werkzeughalter 12 angepaßt ist.

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Im Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 1 steht das Schneidwerkzeug 2 sozusagen auf der Spitze, so daß auch die entsprechenden Aufnahmeflächen der Werkzeugaufnahme 15 schräg ηεch innen verlaufen. Im Gegensatz hierzu verläuft die unsichtbare untere Stützfläche im Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 2 im wesentlichen quer zur Kettenvorschubrichtung, so daß kein Eckeneingriff des Schneidwerkzeugs 2 wie im Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 1 sondern ein Kanteneingriff längs der jeweiligen Oberkante des Schneidwerkzeugs 2 erfolgt.

Nach dem Einsetzen des Schneidwerkzeugs 2 in die jeweilige Aufnahme 5 ist das Werkzeug 2 bereits gegen unbeabsichtigtes Verdrehen gesichert. Ihre endgültige Festlegung etwa in - Kettenvorschubrichtung erfährt das Schneidwerkzeug 2 durch einen Gewindebolzen 5, der das stumpfkegelig ausgeführte Schneidwerkzeug 2 durchdringt und in der Gewindebohrung 13 des Werkzeughalters 1a verankert wird. Als Sicherung gegen unbeabsichtigtes Lösen des Gewindebolzens 5 wird

eine Fächerscheibe 4 und zur Schonung des Schneidwerkzeugs 20

2 eine Scheibe 3 unter den Kopf des Gewindebolzens 5 unter-

7elegt.

Die stumpfkegelige Form des Schneidwerkzeugs 2 wird gewählt,

„- um den Freiwinkel hinter der Schnittkante gegenüber dem Zb

zu schneidenden Stein zu erreichen. Diese Ausbildung trägt zu einer guten Gchnittleistung bei.

Ein Abweiser 11 mit einem konischen Schwalbenschwanzsteg

17 an der Unterseite ist in eine vorn offene Schwalben-30

schwanznut 16 am Werkzeugträger 1 einschiebbar. Durch dia Feingußausführung ist ohne Nachbearbeitung ein paßgenauer Sitz erreichbar, so daß der Abweiser 11 keiner weiteren Befestigung am Werkzeugträger 1 bedarf.

Das für die vorliegenden Ausführungsbeispiele gewählte stumpfkegelige Schneidwerkzeug 2 mit quadratischer Grundfläche xst noch einmal aus Fig. 3, 4 und 5 ersichtlich.

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Man erkennt, daß die an den vier Ecken der Grundfläche des

Schneidwerkzeugs 2 in der Metallgrundmasse eingebetteten J

und mit dreieckigem Querschnitt versehenen Schneidelemente jt

aus PKD=Material mit nach innen weisenden Dreieeksspitzen |

verankert sind, während ihre Grundflächen mit der Grund- jj fläche des Schneidwerkzeugs 2 in Flucht liegen.

Das in Fig. 6 und 7 dargestellte Schneidwerkzeug 14 aus Hartmetall dient lediglich der Veranschaulichung einer absolut gestaltgleichen und abmessungsgleichen Ausführung dieses Schneidwerkzeugs 14 mit dem in Fig. 3, 4 und 5 dargestellten Schneidwerkzeug 2 aus Metallgrundmasse mit darin verankerten PKD-Schneidelementen 12. Bereits einleitend wurde darauf hingewiesen, daß die Vereinheitlichung der Werkzeugform bei sonst unterschiedlichem Aufbau und unterschiedlicher Schneidgualität zu einer wesentlichen Vereinfachung bei der Schrämkettenherstellung und bei d©ren Benutzung führt.

^Es wird darauf hingewiesen, daß die Ausbildung eines lösbar am Werkzeugträger 1 befestigbaren Abweisers 11 auch \ ohne ein Werkzeug mit eingebetteten Schneidelementen aus PKD-Material verwendbar ist und deshalb hierfür selbständiger Schutz beansprucht wird.

Claims

• ■ · Patentanwälte·" ·· 1·'··· 1522.5 Ka/Kr Wenzel & Kalkoff Postfach 2448 Flaßkuhle 6 Witten/Ruhr Schutzansprüch e:

1. Schneidwerkzeug für Schrämketten an einer Schrämmaschine, wobei gelenkig miteinander verbundene Zwischen- und Kettenglieder mit einem Werkzeugträger und auf diesem mit einem Werkzeughalter versehen sind, an dem ein Schneidwerkzeug bef-;stigbar ist, dadurch gekennzeichnet, daß das Schneidwerkzeug (2) ein Formteil aus einer Me ".allgrundmasse ist und Schneidelemente (12) aus polykristallinem Diamantmaterial (PKD-Material) in die Metallgrundmasse eingebettet und insbesondere an den Schneidkanten und/oder Schneidflächen des Schneidwerkzeugs (2) angeordnet sind.

2. Schneidwerkzeug nach Anspruch 1, dadurch g e k e η nze ichnet, daß die Schneidelemente (12) die Form von Dreiecken (im Querschnitt), Würfeln oder Prismen aufweisen.

3. Schneidwerkzeug nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Schneidelemente (12) im Abstand voneinander angeordnet sind.

4. Schneidwerkzeug nach Anspruch 1, 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Schneidelemente (12) mit im Querschnitt dreieckiger Form derart eingebettet sind, daß ihre Grundseite im wesentlichen in der Oberfläche des Schneidwerkzeugs (2) und ihre Spitze im Innern desselben liegt.

5. Schneidwerkzeug nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Schneidelemente (12) an den vier Ecken de" quadratischen Grundsei te eines pyramidenstumpfförmige^i Werkzeugs (2) angeordnet sind.

6. Schneidwerkzeug nach Anspruch 5, dadurch g e k e η η zeichnet, daß das Schneidwerkzeug (2) eine zentrische Bohrung (13) aufweist.

7. Schneidwerkzeug nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Schnittfläche des Schneidwerkzeugs (2), in die die Schneidelemente (12) eingebettet sind, an der Oberseite des Werkzeughalters (1a) in einer zur Schrämkettenvorschubrichtung etwa parallelen Ebene liegt.

8., Schneidwertzeug nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß ein vor dem Werkzeughalter (1a) auf dem Werkzeugträger (1) angeordneter Abweiser (Vi) lösbar befestigt ist.

9. Schneidwerkzeug nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß der Abweiser (11) und der Werkzeughalter (1a) aus Feinguß oder dergleichen hergestellt sind und der Abweiser (11) an dem Werkzeugträger (1) mittels einer konischen Schwalbenschwanzverbindung (16, 17) befestigt ist.