DE9203197U1 - Flexible linear tool for cutting stone materials - Google Patents
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Description
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LUCA TONCELLI, Bassano del Grappa, ItalienLUCA TONCELLI, Bassano del Grappa, Italy
Biegsames Linear-Werkzeug zum Schneiden von SteinwerkstoffenFlexible linear tool for cutting stone materials
Die vorliegende Erfindung betrifft ein abschleifendes oder diamentenbesetztes, biegsames Werkzeug zum Schneiden oder Sägen harter Steinwerkstoffe, wie z.B. von Granit, Porphyr oder dergleichen.The present invention relates to an abrasive or diamond-studded, flexible tool for cutting or sawing hard stone materials, such as granite, porphyry or the like.
Es ist allgemein bekannt, daß, im Unterschied zu Marmor, das Schneiden oder Sägen von besonders harten Steinen, wie z.B. von Granit oder Porphyr, unter industriellen Gesichtspunkten schwere Probleme aufweist, die in der Praxis im Hinblick auf die Vorschubgeschwindigkeit noch keine befriedigende Lösung gefunden haben; in der Tat sind diese Geschwindigkeiten heute noch in der Größenordnung von wenigen Zentimetern pro Stunde und dies ist unter industriellen Gesichtspunkten ein schlechtes Ergebnis.It is well known that, unlike marble, the cutting or sawing of particularly hard stones, such as granite or porphyry, presents serious problems from an industrial point of view which have not yet been satisfactorily solved in practice in terms of feed rates; in fact, these speeds are still of the order of a few centimetres per hour and this is a poor result from an industrial point of view.
Vor kurzem sind Maschinen zum Schneiden und Sägen harter Steinmaterialien vorgeschlagen worden, die auf der Grundlage der Verwendung von diamantenbesetzten Zahnketten arbeiten, die ihrerseits mit kettentragenden Leisten zusammenarbeiten, wobei sie aufgrund einer besonderen Relativbewegung zwischen der Kettenabstützung und dem Steinwerkstoff einen Sägevorgang mit wesentlich höherer und sehr interessanter Geschwindigkeit ausführen können.Recently, machines have been proposed for cutting and sawing hard stone materials, which operate on the basis of the use of diamond-studded toothed chains, which in turn work together with chain-supporting bars, allowing a sawing operation to be carried out at a much higher and very interesting speed thanks to a particular relative movement between the chain support and the stone material.
Die Ketten, die zur Zeit für diese Art der Bearbeitung vorgeschlagen sind, sind von üblicher Art, das heißt, daß sie aus Gliedern bestehen, in denen an jedem Diamantspitzen befestigt sind.The chains currently proposed for this type of machining are of the usual type, that is to say, they consist of links in each of which diamond points are fixed.
Zu verweisen ist dabei beispielsweise auf die Beschreibung des italienischen Patentes Nr. 1 210 552, in dem eine Maschine dieser Art zum Schneiden von Platten aus Granit oder Blöcken aus Steinwerkstoffen beschrieben ist.Reference should be made, for example, to the description of Italian patent No. 1 210 552, which describes a machine of this type for cutting slabs of granite or blocks of stone materials.
Diese Ketten haben natürlich einen üblichen Aufbau und zwar in dem Sinne, daß es klassische Ketten sind, an deren Gliedern die oben erwähnten, mit Diamanten versehenen Werkzeugspitzen befestigt sind.These chains naturally have a standard structure in the sense that they are classic chains to whose links the diamond-tipped tool tips mentioned above are attached.
Die Belastungen, denen diese Ketten während des Schneidvorganges ausgesetzt sind, sind sehr hoch, so daß die übliche Kette leicht Störungen ausgesetzt ist, die eine normale Arbeit und die Produktion der Maschine behindern und die Herstellungskosten stark ansteigen lassen.The stresses to which these chains are subjected during the cutting process are very high, so that the conventional chain is easily subject to failures that hinder the normal operation and production of the machine and cause the manufacturing costs to rise sharply.
Darüber hinaus ist das Befestigen der Diamanten-Werkzeugspitzen an der Kette in bezug auf deren Stabilität schwierig. Daraus folgt ein mögliches und fortlaufendes Ablösen der Diamanten-Werkzeugspitzen während des Schneidvorganges.In addition, attaching the diamond tool tips to the chain is difficult in terms of its stability. This results in possible and continuous detachment of the diamond tool tips during the cutting process.
Beim Schneiden von Steinwerkstoffen ist es andererseits bekannt, sogenannte diamantbesetzte Drähte als alternative Schneidart zu verwenden, die ihrerseits aus einem Kern-Seil bestehen, auf dem in gleichmäßigen Abständen sogenannte Diamantenperlen befestigt sind, d.h. diamantenbesetzte Metallhülsen, die durch Plastikhülsen voneinander getrennt und im Abstand gehalten werden, die ihrerseits die Aufgabe haben, die oben erwähnten Diamanten-Perlen in ihrer Lage zu befestigen. Anstelle von Plastikhülsen kann alternativ auch die Verwendung von Druckfedern ins Auge gefaßt werden.On the other hand, when cutting stone materials, it is known to use so-called diamond-set wires as an alternative cutting method, which in turn consist of a core rope on which so-called diamond beads are attached at regular intervals, i.e. diamond-set metal sleeves that are separated from one another and kept at a distance by plastic sleeves, which in turn have the task of securing the above-mentioned diamond beads in their position. Instead of plastic sleeves, the use of compression springs can also be considered as an alternative.
Der Vorteil, der mit diesen diamantbesetzten Drähten verbunden ist, ist ihre Biegsamkeit und die Anpassungsfähigkeit an den gewünschten Arbeitsvorgang, während ein augenscheinlicher Nachteil darin besteht, daß die Diamantenperlen sich rasch verbrauchen und daß eine geringe Schneidwirksamkeit besteht.The advantage associated with these diamond-coated wires is their flexibility and adaptability to the desired operation, while an obvious disadvantage is that the diamond beads wear out quickly and that they have a low cutting efficiency.
Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein biegsames, diamantenbesetztes Werkzeug zum Schneiden harter Steinmaterialien anzugeben, das die Vorteile wirklicher Ketten in bezug auf Festigkeit und Verwendungs-Wirksamkeit mit denen der Biegsamkeit und der Zuverlässigkeit der diamantenbesetzten Drähte beim Gebrauch in Schneidmaschinen der oben genannten Art miteinander verbindet, ohne dabei die oben erwähnten Nachteile und Probleme aufzuwerfen.The object of the present invention is to provide a flexible, diamond-studded tool for cutting hard stone materials, which combines the advantages of real chains in terms of strength and efficiency of use with those of the flexibility and reliability of diamond-studded wires when used in cutting machines of the above-mentioned type, without causing the disadvantages and problems mentioned above.
Darüber hinaus soll das biegsame, diamantenbesetzte Werkzeug der o.g. Art natürlich in industriell vorteilhafter Weise hergestellt werden können.In addition, the flexible, diamond-studded tool of the above-mentioned type should of course be able to be manufactured in an industrially advantageous manner.
Die obige Aufgabe wird mit Hilfe eines biegsamen Werkzeuges gelöst, das mit diamantenbesetzten Werkzeugspitzen oder -gliedern versehen ist und das dadurch gekennzeichnet ist,The above task is solved by means of a flexible tool which is provided with diamond-set tool tips or links and which is characterized by
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daß es mehrere Kettenglieder umfaßt, von denen jedes aus einem Tragteil besteht, das mit einer axialen Bohrung versehen ist, wobei jedes Teil mit einer diamantenbesetzten Metallspitze oder einem Schleifeinsatz oder einer Werkzeugkrone besetzt ist, die von dem Trag'teil aus nach außen vorsteht sowie mit einem Antriebszahn, der sich in radial entgegengesetzter Richtung in bezug auf den diamantenbesetzten Einsatz von der Außenseite des Tragteils aus erstreckt, wobei sich in der Axialbohrung des Tragteiles wenigstens ein biegsames, in sich geschlossenes Seil befindet, wodurch ein biegsames Werkzeug gebildet wird.that it comprises a plurality of chain links, each of which consists of a support part provided with an axial bore, each part being provided with a diamond-set metal tip or grinding insert or tool crown which projects outwardly from the support part and with a drive tooth which extends in a radially opposite direction with respect to the diamond-set insert from the outside of the support part, at least one flexible, self-contained cable being located in the axial bore of the support part, whereby a flexible tool is formed.
Bei einer bevorzugten Ausführungsform des biegsamen Werkzeuges nach der vorliegenden Erfindung ist die Axialbohrung im Tragteil oval oder wenigstens länglich geformt und die Tragteile haben eine solche Länge, daß sie sich entsprechend einem vorgewählten Winkel in bezug auf das benachbarte Kettenglied neigen oder schrägstellen können.In a preferred embodiment of the flexible tool according to the present invention, the axial bore in the support part is oval or at least elongated and the support parts have a length such that they can incline or slant according to a preselected angle with respect to the adjacent chain link.
Bei einer weiterhin bevorzugten Ausführungsform des biegsamen Werkzeuges nach der vorliegenden Erfindung ist jedes Tragteil mit zwei voneinander unabhängigen Axialbohrungen versehen, wobei in jeder dieser Bohrungen ein biegsames Seil liegt, wobei eines der Seile weniger gespannt ist als das andere, um auf diese Weise ein Sicherheitsglied für den Fall eines Bruches oder des Reißens des gespannteren Seiles zu haben.In a further preferred embodiment of the flexible tool according to the present invention, each support part is provided with two independent axial bores, with a flexible cable lying in each of these bores, with one of the cables being less tensioned than the other in order to have a safety element in the event of a break or tearing of the more tensioned cable.
Die besonderen Merkmale und Vorteile der vorliegenden Erfindung werden noch klarer aus der vorliegenden, genauen Beschreibung einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung hervorgehen, die lediglich verdeutlichenden Charakter hat und anhand der beiliegenden Zeichnungen zu verstehen ist. Es zeigen:The particular features and advantages of the present invention will become even clearer from the following detailed description of a preferred embodiment of the invention, which is merely illustrative and should be understood from the accompanying drawings, in which:
Fig. 1 ist eine Seitenansicht, die zwei mögliche Ausführungsformen des biegsamen Werkzeuges nach der vorliegenden Erfindung darstellt undFig. 1 is a side view showing two possible embodiments of the flexible tool according to the present invention and
Fig. 2 und 2a sind schematische Querschnittansichten eines Gliedes des biegsamen Werkzeuges nach Fig. 1 gemäß zwei möglichen Ausführungsformen.Fig. 2 and 2a are schematic cross-sectional views of a member of the flexible tool of Fig. 1 according to two possible embodiments.
Wie dies bereits erwähnt ist, stellt Fig. 1 schematisch zwei Ausführungsformen des biegsamen Werkzeuges dar, die sich voneinander insofern unterscheiden, als bei der Ausführungsform, die oberhalb der Linie X-X abgebildet ist, die einzelnen Gliedkomponenten, die Kettengliedern ähnlich sind, jeweils einander benachbart sind, während bei der Ausführungsform, die unterhalb der Linie X-X abgebildet ist, diese Kettenglieder über Abstandshalter einen gewissen Abstand voneinander haben.As already mentioned, Fig. 1 schematically shows two embodiments of the flexible tool, which differ from each other in that in the embodiment shown above the line X-X, the individual link components, which are similar to chain links, are adjacent to each other, while in the embodiment shown below the line X-X, these chain links are spaced apart from each other by spacers.
In Fig. 1 ist durch die Umfangslinie 10 ferner das Kettenrad oder Rad dargestellt, mit dem die Kettenglieder 12 in Eingriff kommen. Da das flexible Werkzeug, das allgemein und zusammenfassend mit der Bezugsziffer 14 bezeichnet ist, in eine Antriebsnut eintreten muß, die an einem Ketten-Unterstützungsglied oder -blatt vorgesehen ist (die ebenfalls nicht dargestellt, aber von derselben Art ist, wie dies in dem oben erwähnten Patent erwähnt ist) sind die üblichen Antriebsglieder am Auslaß des Rades 10 vorgesehen (da sie von üblicher Art sind, sind sie nicht dargestellt).In Fig. 1, the sprocket or wheel with which the chain links 12 engage is also shown by the circumferential line 10. Since the flexible tool, generally and collectively designated by the reference numeral 14, must enter a drive groove provided on a chain support link or blade (also not shown, but of the same type as mentioned in the above-mentioned patent), the usual drive links are provided at the outlet of the wheel 10 (being of a conventional type, they are not shown).
Das Rad oder Kettenrad 10 ist vorzugsweise mit einem Gummiring versehen, der eine Mittelbohrung aufweist. Bei dieser Lösung wird das biegsame Werkzeug durch Reibung in Umlauf versetzt, so daß die Probleme vermieden werden, die mit einer Zahneingriffs-Übertragung verbunden sind.The wheel or sprocket 10 is preferably provided with a rubber ring having a central bore. In this solution, the flexible tool is rotated by friction, thus avoiding the problems associated with a gear mesh transmission.
Aus Fig. 2a kann klar ersehen werden, wie die Antriebszähne 20 die Nut im Rad 10 mit dem geformten Gummiteil 32 in Eingriff kommen.From Fig. 2a it can be clearly seen how the drive teeth 20 engage the groove in the wheel 10 with the molded rubber part 32.
Jedes Kettenglied 12 besteht aus einem Tragteil 16, das an seiner Außenseite eine Diamant-Spitze 18 trägt, während an seiner radial innen liegenden Seite ein eigentlicher Zahn 20 vorgesehen ist (das ist der Zahn, der im Eingriff mit dem Rad 10 ist und dann mit der Nut des Blattes oder Ketten-Unterstützungsgliedes). Die Antriebszähne verhindern eine Drehung der Kettenglieder während ihrer Bewegung und somit die Drehung der Diamantspitze, was einen ordnungsgemäßen Schneidvorgang unmöglich machen würde.Each chain link 12 consists of a support member 16 which carries on its outer side a diamond tip 18, while on its radially inner side there is provided a tooth proper 20 (this is the tooth which engages with the wheel 10 and then with the groove of the blade or chain support link). The drive teeth prevent rotation of the chain links during their movement and thus rotation of the diamond tip, which would make a proper cutting operation impossible.
Fig. 2 zeigt eine erste Ausführungsform des Kettengliedes, bei der das Tragteil 16 zusammen mit dem Zahn 20 gesintert ist, während die Diamant-Spitze 18 in an sich bekannter Weise so befestigt ist, daß sie von dem biegsamen Werkzeug 14 in wirkungsvoller Weise absteht.Fig. 2 shows a first embodiment of the chain link, in which the support part 16 is sintered together with the tooth 20, while the diamond tip 18 is fastened in a manner known per se so that it protrudes effectively from the flexible tool 14.
Im Tragteil 16 ist eine Bohrung 22 vorgesehen, die vorzugsweise eine ovale Form hat und in der ein Drahtseil 24 liegt, das vorzugsweise aus einzelnen Strängen besteht, wobei es selbstverständlich auf der gesamten Erstreckung des biegsamen Werkzeuges 14 eine geschlossene Schleife darstellt. Bei der Ausführungsform, die oberhalb der Linie X-X in Fig. 1 dargestellt ist, sind alle Kettenglieder 12 einander benachbart und die lineare Erstreckung jedes einzelnen Tragteiles ist so ausgewählt, daß das biegsame Werkzeug der Außenumfangslinie des Rades 10 folgen kann.A bore 22 is provided in the support part 16, which preferably has an oval shape and in which a wire rope 24 is located, which preferably consists of individual strands, whereby it naturally forms a closed loop over the entire extent of the flexible tool 14. In the embodiment shown above the line X-X in Fig. 1, all the chain links 12 are adjacent to one another and the linear extent of each individual support part is selected so that the flexible tool can follow the outer circumferential line of the wheel 10.
Bei der Ausführungsform, die unterhalb der Linie X-X dargestellt ist, sind die Kettenglieder 12 durch Abstandshalter 26 voneinander getrennt, die ihrerseitsIn the embodiment shown below the line X-X the chain links 12 are separated from each other by spacers 26, which in turn
ebenfalls eine Axialbohrung ähnlich der Bohrung 22 aufweisen, durch die jeweils das Drahtseil 24 hindurchführtalso have an axial bore similar to the bore 22 through which the wire rope 24 passes
Als Abstandshalter 26 können Hülsen verwendet werden, und zwar analog zu solchen Hülsen, die bei den oben erwähnten diamantenbesetzten Schneiddrähten verwendet werden.Sleeves can be used as spacers 26, analogous to those sleeves used in the diamond-studded cutting wires mentioned above.
Bei der Ausführungsform, die in Fig. 2a dargestellt ist, sind die Teile, die ähnlich den Teilen in Fig. 2 sind, mit denselben Bezugszeichen bezeichnet, wobei sich diese Ausführungsform dadurch unterscheidet, daß eine zweite Axialbohrung 28, ebenfalls in ovaler Form, vorgesehen ist, durch die ein zweites Drahtseil 30 hindurchgeht. In diesem Fall ist eines der Drahtseile das sogenannte Trag- oder Betätigungsseil, während das andere ein Sicherheits-Drahtseil ist, in dem eine geringere Zugspannung herrscht und das nur dann wirksam ist, wenn das Tragseil reißt oder bricht, so daß auf diese Weise ein Auseinanderreißen des biegsamen Werkzeuges 14 mit schweren und gefährlichen Folgen für den Maschinenführer vermieden wird.In the embodiment shown in Fig. 2a, the parts similar to those in Fig. 2 are given the same reference numerals, this embodiment differing in that a second axial bore 28, also oval in shape, is provided through which a second wire rope 30 passes. In this case, one of the wires is the so-called support or operating wire rope, while the other is a safety wire rope in which there is a lower tension and which is only effective if the support wire breaks or ruptures, thus preventing the flexible tool 14 from tearing apart with serious and dangerous consequences for the machine operator.
Es ist klar, daß die Ausführungsform des biegsamen Werkzeuges nach der Erfindung alle oben erwähnten Probleme und Nachteile löst und alle in Aussicht genommenen Zwecke der Erfindung erreicht und zwar in einer industriell vorteilhaften Weise sowohl in bezug auf seine Handhabbarkeit als Werkzeug zum Schneiden harter Steinwerkstoffe entsprechend der erwähnten Handhabung als auch beim industriellen Herstellen des Werkzeuges selbst. Es ist ferner klar, daß die vorliegende Erfindung Änderungen und Abweichungen erfahren kann, die für Fachleute selbstverständlich sind und die innerhalb des Schutzbereiches der Erfindung liegen.It is clear that the embodiment of the flexible tool according to the invention solves all the above-mentioned problems and disadvantages and achieves all the envisaged purposes of the invention in an industrially advantageous manner both in terms of its handling as a tool for cutting hard stone materials according to the handling mentioned and in the industrial manufacture of the tool itself. It is also clear that the present invention can undergo modifications and variations which are obvious to those skilled in the art and which are within the scope of the invention.
Beispielsweise kann jedes Tragteil durch Gießen (Schmelzen) oder Sintern in Form von zwei Halb-Buchsen ausgeführt werden, die um das Drahtseil herum vereinigt werden, so daß es auf diese Weise möglich ist, ein verbrauchtes oder anderweitig beschädigtes Kettenglied auszutauschen.For example, each supporting part can be made by casting (melting) or sintering in the form of two half-sleeves which are united around the wire rope, so that in this way it is possible to replace a worn or otherwise damaged chain link.
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