EP2193882B1 - Geschränkte Diamantscheibe - Google Patents

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EP2193882B1
EP2193882B1 EP09174844A EP09174844A EP2193882B1 EP 2193882 B1 EP2193882 B1 EP 2193882B1 EP 09174844 A EP09174844 A EP 09174844A EP 09174844 A EP09174844 A EP 09174844A EP 2193882 B1 EP2193882 B1 EP 2193882B1
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EP
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cutting
segments
plane
edges
mean
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Michael Jung
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Rhodius Schleifwerkzeuge GmbH and Co KG
Original Assignee
Rhodius Schleifwerkzeuge GmbH and Co KG
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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B24—GRINDING; POLISHING
    • B24D—TOOLS FOR GRINDING, BUFFING OR SHARPENING
    • B24D5/00—Bonded abrasive wheels, or wheels with inserted abrasive blocks, designed for acting only by their periphery; Bushings or mountings therefor
    • B24D5/12—Cut-off wheels
    • B24D5/123—Cut-off wheels having different cutting segments
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B24—GRINDING; POLISHING
    • B24D—TOOLS FOR GRINDING, BUFFING OR SHARPENING
    • B24D18/00—Manufacture of grinding tools or other grinding devices, e.g. wheels, not otherwise provided for
    • B24D18/0009—Manufacture of grinding tools or other grinding devices, e.g. wheels, not otherwise provided for using moulds or presses

Definitions

  • the invention relates to a segmented cutting disc, in particular a diamond cutting disc, with a master blade and distributed over the circumference of the master blade cutting segments, wherein the master blade defines a central sectional plane and wherein between two cutting segments each have a segment gap.
  • the invention also relates to a method for producing such a cutting disk.
  • Such cutting discs are well known in great diversity. As diamond blades they have a particularly high hardness and cutting ability. The particular hardness is achieved primarily by applied to the cutting of the cutting segments industrial diamonds. Most diamond cutting discs have a metal base, the so-called master blade, and several cutting segments that carry the abrasive trim in the form of industrial diamonds. The more or less large segmentation mainly contributes to the cooling of the tool. Diamond cutting discs are used in particular for processing concrete and natural stone. For the processing of fibrous plastics they are so far only partially operational, since the segment gaps enforce when cutting such materials.
  • the DE 35 04 343 A1 relates to a saw blade, which can be used for the cutting of natural stones.
  • a master sheet and several distributed on the circumference of the stem sheet attached cutting segments is provided.
  • the width of the cutting segments is selected equal to 1 / n of the width of the stem plus the free cut, where n is equal to 2 or greater and the immediately adjacent cutting segments are arranged radially offset from each other by their width.
  • Previously known cutting discs have a defined by the strength of the master blade respectively the cutting segments cutting width, which is limited to the range of a few millimeters. For cutting wider notches, in particular more than 5 mm wide, the known cutting discs are hardly suitable, so that notches mostly with appropriate milling tools must be made. In relation to cutting discs, however, milling tools are expensive to buy and to operate.
  • the object of the present invention is now to propose a cutting wheel, which offers a high security against overheating and zusicking segment gaps with increased cutting width.
  • a very special advantage of these cutting discs is that they are comparatively less hot when cutting and hardly clogged.
  • the cut-off wheels can also be used to cut materials that were previously inaccessible to this kind of machining. So it has been found that, for example, even fiber materials such as plastic, otherwise a particularly problematic material for cutting discs, can now be easily cut. This displacement of the cut edges can be provided for any size of cutting discs. It can be used particularly advantageously for cutting wheels of the size between 100 mm and 300 mm, which have a corresponding number of cutting segments.
  • the offset is accomplished in a deflection of the cutting segments from the central cutting plane out, so that the edges respectively the cutting edges of the cutting segments are offset parallel to the central cutting plane by a certain amount of offset ,
  • the deflection in a bend of the cutter-carrying cutting segments out of the central cutting plane is particularly advantageous.
  • not only a few selected, but all cutting edges are offset from one another in that the cutting edges of respectively adjacent cutting segments lie in different cutting planes.
  • Such designed cutting discs offer the highest security against overheating and zusultender segment gaps.
  • a particularly advantageous design of the offset is when the cutting planes and thus the cutting edges of the cutting segments are arranged entangled.
  • the cutting planes alternately lie below and once above the middle cutting plane.
  • the cutting width of a segmented cutting disk can be virtually doubled, provided that a minimum overlap remains.
  • a further increase in the cutting width is possible because the cutting edges of the cutting segments in more than two cutting planes are arranged, for example step-shaped. With three stages could be achieved accordingly a nearly three times the cutting width, which does not necessarily have a tiered arrangement must be selected.
  • FIG. 1 a section of a segmented diamond cutting disc is shown, which has a central master blade 1 made of hardened steel and distributed over the circumference of the master blade 1 cutting segments 2.
  • the cutting segments 2 are diamond-set and applied to the periphery by means of a suitable welding process. In each case there is a segment gap 3 between the cutting segments 2, which extends into the master blade 1.
  • the median plane of the stem blade defines a central section plane ("0-line") 4, which in FIG. 2 is shown as a broken line.
  • the cutting edges 5 of the cutting segments with respect to the central cutting plane 4 are arranged offset.
  • the cutting edges 5 of the cutting segments are after FIG. 2a arranged in an interlaced manner, as their cutting edges 5 alternately right and left of the broken line and thus lie below and above the central cutting plane.
  • the cutting edges 6 of the cutting segments are after FIG. 2b arranged stepwise in three sectional planes, wherein the central cutting edge 6a lies in the central cutting plane 4 and the two other cutting edges on the left and right next to it.
  • the cutting edges of the cutting segments lie in different cutting planes and have a parallel offset with respect to the central cutting plane.
  • the cutting edges of the circumferentially distributed cutting segments with respect to the cutting width 7 are arranged without gaps. This means that the cutting planes lie directly at the "0-line" respectively have a small overlap.
  • the cutting edges of the cutting segments are bent out of the central cutting plane according to the method to be described below.
  • an embossing mold 8 which in the example FIG. 3 is circular and distributed over the circumference and has a rock-like upwardly projecting bending supports 9. Between the bending supports 9 remains a gap 10 of similar width.
  • a cutting disc is placed on the embossing mold 8 in such a way that every second cutting segment rests on one of the 9 bending supports. The other cutting segments protrude beyond the gaps in the not yet deformed cutting disc.
  • the applied cutting disc is subsequently subjected to a pressure from a punch 11 in the direction of the arrow A against the stamping mold 8, so that the cutting disk as a whole is pressed down onto the stamping mold 8, while the cutting segments 12 "resting on the bending supports 9 remain “above.
  • the other cutting segments 13 are pressed into the respective gap 10.
  • the one-sided curved cutting disc is taken out of the tool, inserted in reverse and pressurized accordingly.
  • This step can be avoided if the stamp is formed quasi as a counterpart to the embossing mold and has in the opposite direction raised bending restraints, which engage in the pressing process in the spaces between each two bending supports of the embossing mold.

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
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Description

  • Die Erfindung betrifft eine segmentierte Trennscheibe, insbesondere eine Diamanttrennscheibe, mit einem Stammblatt und mit über den Umfang des Stammblattes verteilten Schneidsegmenten, wobei das Stammblatt eine mittlere Schnittebene definiert und wobei zwischen zwei Schneidsegmenten jeweils eine Segmentlücke verbleibt. Die Erfindung betrifft zudem ein Verfahren zur Herstellung einer solchen Trennscheibe.
  • Solche Trennscheiben sind in großer Vielfalt allgemein bekannt. Als DiamantTrennscheiben besitzen sie eine besonders große Härte und Schnittfreudigkeit. Die besondere Härte wird vor allem durch auf den Schneiden der Schneidsegmenten aufgebrachten Industriediamanten erreicht. Die meisten Diamanttrennscheiben haben einen Metallgrundkörper, das sogenannte Stammblatt, und mehrere Schneidsegmente, die den Schleifbesatz in Form von Industriediamanten tragen. Dabei trägt die mehr oder weniger große Segmentierungen vor allem zur Abkühlung des Werkzeuges bei. Diamanttrennscheiben werden insbesondere zur Bearbeitung von Beton und Naturstein eingesetzt. Für die Bearbeitung faseriger Kunststoffe sind sie bislang nur bedingt einsatzfähig, da sich beim Schneiden derartiger Werkstoffe die Segmentlücken verstärkt zusetzen.
  • Die DE 35 04 343 A1 betrifft ein Sägeblatt, welches für die Zerspanung von Natursteinen verwendet werden kann. Dabei ist ein Stammblatt und mehrere auf dem Umfang des Stammblatts verteilt befestigte Schneidsegmente vorgesehen. Zur Erhöhung der Schnittgeschwindigkeit bzw. zur Verringerung des Stammblattdurchmessers wird die Breite der Schneidsegmente gleich 1/n der Breite des Stammblatts zuzüglich des Freischnitts gewählt, wobei n gleich 2 oder größer ist und die unmittelbar hintereinanderliegenden Schneidsegmente jeweils um Ihre Breite radial versetzt zueinander angeordnet sind.
  • Bislang bekannte Trennscheiben haben eine durch die Stärke des Stammblattes respektive der Schneidsegmente definierte Schnittbreite, die auf den Bereich von wenigen Millimetern begrenzt ist. Für das Schneiden breiterer Kerben, insbesondere von mehr als 5 mm Breite, sind die bekannten Trennscheiben kaum geeignet, so dass Kerben meist mit entsprechenden Fräswerkzeugen angefertigt werden müssen. Im Verhältnis zu Trennscheiben sind jedoch Fräswerkzeuge aufwendig in der Anschaffung und in der Bedienung.
  • Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung liegt nunmehr darin, eine Trennscheibe vorzuschlagen, die bei vergrößerter Schnittbreite eine hohe Sicherheit gegen Überhitzung und sich zusetzender Segmentlücken bietet. Zudem ist es Aufgabe der Erfindung ein einfach umzusetzendes Verfahrens zur Herstellung einer solchen Trennscheibe zu schaffen.
  • Diese Aufgaben werden durch die Trennscheibe mit den Merkmalen des Anspruch 1 und das Verfahren nach Anspruch 7 gelöst. Vorteilhafte Ausführungsformen sind in den jeweiligen Unteransprüchen genannt.
  • Während bei den bekannten Trennscheiben die Schneiden der Schneidsegmente weist in der mittleren Schnittebene liegen, ist es der wesentliche Grundgedanke der Erfindung, einzelne Schneidsegmente der segmentierten Trennscheibe so anzuordnen, dass ihre Schneide respektive Schnittkante bezüglich der mittleren Schnittebene etwas versetzt ist. Dabei ist zur Vermeidung von Unwuchten natürlich besonders vorteilhaft, wenn das Versetzen in Symmetrie bezüglich der mittleren Schnittebene geschieht. Ein ganz wesentlicher Vorteil dieser versetzten Anordnung einzelner Schneidsegmente liegt in der Vergrößerung der Schnittbreite je nach Anordnung um das Doppelte bis Dreifache. Auf diese Weise können mit diesen Trennscheiben Schnitte gemacht werden, für die bislang noch ein Fräswerkzeug nötig war. Damit werden Kosten gespart und die Anfertigung solcher Schnitte vereinfacht.
  • Ein ganz besonderer Vorteil dieser Trennscheiben liegt darin, dass sie beim Schneiden vergleichsweise weniger heiß werden und sich kaum zusetzen. Aus diesem Grund können mit den Trennscheiben auch Materialien geschnitten werden, die vorher dieser Art von Bearbeitung nicht zugänglich waren. So hat es sich herausgestellt, dass beispielsweise sogar Faserwerkstoffe wie Kunststoff, sonst für Trennscheiben ein besonders problematisches Material, nunmehr problemlos geschnitten werden können. Dieses Versetzen der Schnittkanten kann bei jeglichen Größen von Trennscheiben vorgesehen sein. Es lässt sich besonders vorteilhaft für Trennscheiben der Größe zwischen 100 mm und 300 mm einsetzen, die eine entsprechende Zahl von Schneidsegmenten aufweisen.
  • Im Hinblick auf die Schnittfreudigkeit und die einfache Herstellung ist es besonders vorteilhaft, wenn der Versatz in einem Auslenken der Schneidsegmente aus der mittleren Schnittebene heraus bewerkstelligt wird, so dass die Schneiden respektive die Schnittkanten der Schneidsegmente bezüglich der mittleren Schnittebene um eine gewisses Versatzmaß parallel versetzt sind. Erfindungsgemäß besteht das Auslenken in einer Biegung der die Schneiden tragenden Schneidsegmente aus der mittleren Schnittebene heraus.
  • In einer vorteilhaften Ausführungsform sind nicht nur ein paar ausgewählte, sondern alle Schneiden insofern versetzt zueinander angeordnet, als die Schneiden jeweils benachbarter Schneidsegmente in unterschiedlichen Schnittebenen liegen. Solcherart ausgestaltete Trennscheiben bieten die höchste Sicherheit gegen Überhitzung und sich zusetzender Segmentlücken.
  • Wie auch immer der Versatz gestaltet ist, so ist es besonders vorteilhaft wenn nicht sogar unerlässlich, dass die Schnittkanten der über den Umfang verteilten Schneidsegmente bezüglich der Schnittbreite insofern lückenlos angeordnet sind, als alle Schnittkanten in Summe die komplette Schnittbreite ausfüllen. Das ist notwendig, damit beim Schneiden nicht ein Steg im Schnitt stehen bleibt, der von keinem der Schneidsegmente erwischt wird.
  • Eine besonders vorteilhafte Gestaltung des Versatzes ist es, wenn die Schnittebenen und damit die Schneiden der Schneidsegmente verschränkt angeordnet sind. In dem Fall liegen die Schnittebenen wechselweise einmal unter und einmal über der mittleren Schnittebene. Mit einem solchen verschränkten Versatzmuster lässt sich die Schnittbreite einer segmentierten Trennscheibe unter der Voraussetzung des Verbleibes eines minimalen Überlapps im Prinzip nahezu verdoppeln. Eine weitere Vergrößerung der Schnittbreite ist dadurch möglich, dass die Schneiden der Schneidsegmente in mehr als zwei Schnittebenen beispielsweise stufenförmig angeordnet sind. Mit drei Stufen ließe sich entsprechend eine nahezu dreifache Schnittbreite erzielen, wobei nicht zwangsläufig eine stufige Anordnung gewählt werden muss.
  • Nachfolgend wird die Erfindung anhand der Figuren 1 bis 4 näher erklärt. Es zeigen
    • Figur 1
    eine Aufsicht auf eine Trennscheibe,
    Figur 2:
    eine Schnitt entlang der Schnittkante,
    Figur 3:
    eine Prägeform für die Fertigung der Trennscheibe und
    Figur 4:
    eine zwischen Prägeform und Stempel gepresste Trennscheibe.
  • In Figur 1 ist ein Ausschnitt einer segmentierten Diamanttrennscheibe gezeigt, die ein zentrales Stammblatt 1 aus gehärtetem Stahl und über den Umfang des Stammblattes 1 verteilte Schneidsegmente 2 aufweist. Die Schneidsegmente 2 sind diamantbesetzt und mittels eines geeigneten Schweißverfahrens auf den Umfang aufgebracht. Zwischen den Schneidsegmente 2 besteht jeweils eine Segmentlücke 3, die bis in das Stammblatt 1 hinein reicht. Die Mittelebene des Stammblattes definiert eine mittlere Schnittebene ("0-Linie") 4, die in Figur 2 als unterbrochene Linie dargestellt ist.
  • Wie aus den Figuren 2a und 2b ersichtlich ist, sind die Schneiden 5 der Schneidsegmente bezüglich der mittleren Schnittebene 4 versetzt angeordnet. Dabei sind die Schneiden 5 der Schneidsegmente nach Figur 2a insofern verschränkt angeordnet, als ihre Schneiden 5 wechselweise rechts und links der unterbrochene Linie und damit unter und über der mittleren Schnittebene liegen. Hingegen sind die Schneiden 6 der Schneidsegmente nach Figur 2b in drei Schnittebenen stufenförmig angeordnet, wobei die mittlere Schneide 6a in der mittleren Schnittebene 4 liegt und die beiden anderen Schneiden links und rechts daneben. Bei beiden Ausführungsformen nach den Figuren 2a und 2b liegen die Schneiden der Schneidsegmente in unterschiedlichen Schnittebenen und weisen bezüglich der mittleren Schnittebene einen parallelen Versatz auf. Zudem sind die Schneiden der über den Umfang verteilten Schneidsegmente bezüglich der Schnittbreite 7 lückenlos angeordnet. D.h., dass die Schnittebenen unmittelbar an der "0-Linie" liegen respektive eine kleine Überlappung aufweisen.
  • Um diesen Versatz zu schaffen, sind die Schneiden der Schneidsegmente nach dem nachfolgend zu beschreibenden Verfahren aus der mittleren Schnittebene herausgebogen. Als Grundlage des Verfahrens dient eine Prägeform 8, die in dem Beispiel nach Figur 3 kreisrund ist und über den Umfang verteilte und schanzenartig nach oben ragende Biegeauflagen 9 aufweist. Zwischen den Biegeauflagen 9 verbleibt ein Zwischenraum 10 ähnlicher Breite. Bei der Fertigung wird eine Trennscheibe flächig derart auf die Prägeform 8 aufgelegt, dass jedes zweite Schneidsegment auf einer der 9 Biegeauflagen aufliegt. Die anderen Schneidsegmente überragen bei der noch nicht verformten Trennscheibe die Zwischenräume.
  • Wie in Figur 4 gezeigt, wird die aufgelegte Trennscheibe nachfolgend in einem Pressvorgang von einem Stempel 11 in Richtung des Pfeils A gegen die Prägeform 8 druckbeaufschlagt, so dass die Trennscheibe als Ganzes nach unten auf die Prägeform 8 gepresst wird, während die auf den Biegeauflagen 9 aufliegenden Schneidsegmente 12 "oben" verbleiben. Die anderen Schneidsegmente 13 werden in den jeweiligen Zwischenraum 10 eingedrückt.
  • Um die in diesem Schritt noch nicht gebogenen Schneidsegmente 13 ebenfalls auszulenken, wird die einseitig gebogene Trennscheibe aus dem Werkzeug heraus genommen, umgekehrt eingelegt und entsprechend druckbeaufschlagt. Dieser Schritt kann vermieden werden, wenn der Stempel quasi als Pendant zur Prägeform ausgebildet wird und in entgegengesetzter Richtung erhabene Biegeauflagen aufweist, die beim Pressvorgang in die Zwischenräume zwischen jeweils zwei Biegeauflagen der Prägeform eingreifen.

Claims (8)

  1. Segmentierte Trennscheibe, insbesondere Diamanttrennscheibe, mit einem Stammblatt (1) und mit über den Umfang des Stammblattes (1) verteilten Schneidsegmenten (2), wobei das Stammblatt (1) eine mittlere Schnittebene (4) definiert und wobei zwischen zwei Schneidsegmenten (2) jeweils eine Segmentlücke (3) verbleibt,
    wobei Schneiden von Schneidsegmenten (2) bezüglich der mittleren Schnittebene (4) versetzt angeordnet sind,
    dadurch gekennzeichnet, dass die Schneidsegmente (2) zur Schaffung des Versatzes der Schneiden aus der mittleren Schnittebene (4) herausgebogen sind.
  2. Trennscheibe nach Anspruch 1,
    dadurch gekennzeichnet, dass die Schneiden der Schneidsegmente (2) bezüglich der mittleren Schnittebene (4) einen parallelen Versatz aufweisen.
  3. Trennscheibe nach einem der vorherigen Ansprüche,
    dadurch gekennzeichnet, dass die Schneiden jeweils benachbarter Schneidsegmente (2) in unterschiedlichen Schnittebenen liegen.
  4. Trennscheibe nach Anspruch 3,
    dadurch gekennzeichnet, dass die Schnittebenen der Schneidsegmente (2) insofern verschränkt angeordnet sind, als ihre Schnittebenen wechselweise unter und über der mittleren Schnittebene (4) liegen.
  5. Trennscheibe nach Anspruch 3,
    dadurch gekennzeichnet, dass die Schneiden der Schneidsegmente (2) in mehr als zwei Schnittebenen insbesondere stufenförmig angeordnet sind.
  6. Trennscheibe nach einem der vorherigen Ansprüche,
    dadurch gekennzeichnet, dass die Schneiden der über den Umfang verteilten Schneidsegmente (2) bezüglich der Schnittbreite (7) lückenlos angeordnet sind.
  7. Verfahren zur Herstellung einer Trennscheibe nach einem der vorherigen Ansprüche,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass eine Trennscheibe, deren Schneidsegmente (2) in der mittleren Schnittebene (4) liegen, derart auf eine Prägeform (8) aufgelegt wird, dass die Schneidsegmente (2) auf Biegeauflagen (8) der Prägeform (8) aufliegen,
    dass die Trennscheibe in einem Pressvorgang gegen die Prägeform (8) durch einen Stempel (11) druckbeaufschlagt wird.
  8. Verfahren nach Anspruch 7,
    dadurch gekennzeichnet, dass der Stempel (11) in entgegengesetzter Richtung erhabene Biegeauflagen aufweist, die beim Pressvorgang zwischen jeweils zwei Biegeauflagen der Prägeform (8) eingreifen.
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