EP3898037A1 - Method for producing a machining segment for the dry machining of concrete materials - Google Patents

Method for producing a machining segment for the dry machining of concrete materials

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EP3898037A1
EP3898037A1 EP19820810.0A EP19820810A EP3898037A1 EP 3898037 A1 EP3898037 A1 EP 3898037A1 EP 19820810 A EP19820810 A EP 19820810A EP 3898037 A1 EP3898037 A1 EP 3898037A1
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EP
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machining
hard material
material particles
matrix material
segment
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Application number
EP19820810.0A
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Marcel Sonderegger
Cliff Toldo
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Hilti AG
Original Assignee
Hilti AG
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Abstract

A method for producing a machining segment (41) for the dry machining of concrete materials. The machining segment (41) is produced in a two-step process: In a first step a green body is produced from a first matrix material (44) and first hard material particles (45) and in a second step the green body is further processed to form the machining segment (41).

Description

Verfahren zur Herstellung eines Bearbeitungssegmentes für die Trockenbearbeitung von Betonwerkstoffen Process for producing a processing segment for the dry processing of concrete materials
Technisches Gebiet Technical field
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung eines Bearbeitungssegmen tes gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1. The present invention relates to a method for producing a machining segment according to the preamble of claim 1.
Stand der Technik State of the art
Bearbeitungswerkzeuge, wie Kernbohrkronen, Sägeblätter, Abtragscheiben und Trenn schleifketten, umfassen Bearbeitungssegmente, die an einem rohr-, scheiben- oder ringför migen Grundkörper befestigt werden, wobei die Bearbeitungssegmente durch Schweißen, Löten oder Kleben mit dem Grundkörper verbunden werden. Abhängig vom Bearbeitungs verfahren des Bearbeitungswerkzeugs werden Bearbeitungssegmente, die zum Kernbohren eingesetzt werden, als Bohrsegmente, Bearbeitungssegmente, die zum Sägen eingesetzt werden, als Sägesegmente, Bearbeitungssegmente, die zum Abtragen eingesetzt werden, als Abtragsegmente und Bearbeitungssegmente, die zum Trennschleifen eingesetzt werden, als Trennschleifsegmente bezeichnet. Machining tools, such as core bits, saw blades, abrasive discs and abrasive chains, include machining segments that are attached to a tubular, disc or ring-shaped base body, the machining segments being connected to the base body by welding, soldering or gluing. Depending on the machining method of the machining tool, machining segments that are used for core drilling are considered as drilling segments, machining segments that are used for sawing, saw segments, machining segments that are used for ablation, removal segments and machining segments that are used for abrasive cutting as abrasive cutting segments designated.
Bearbeitungswerkzeuge, die als Kernbohrkrone, Sägeblatt, Abtragscheibe oder Trenn schleifkette ausgebildet sind und für die Nassbearbeitung von Betonwerkstoffen vorgesehen sind, sind für die Trockenbearbeitung von Betonwerkstoffen nur bedingt geeignet. Bei der Nassbearbeitung von Betonwerkstoffen entsteht ein abrasiver Betonschlamm, der den Bear beitungsprozess unterstützt und zu einem Selbstschärfen der Bearbeitungssegmente wäh rend der Bearbeitung führt. Der Matrixwerkstoff wird durch den abrasiven Bohrschlamm ab getragen und neue Hartstoffpartikel werden freigelegt. Bei der Trockenbearbeitung von Be tonwerkstoffen kann sich kein abrasiver Bohrschlamm bilden, der den Bearbeitungsprozess unterstützen kann. Die Hartstoffpartikel werden schnell stumpf und die Bearbeitungsrate sinkt. Durch den fehlenden Betonschlamm verschleißt der Matrixwerkstoff zu langsam und tiefer liegende Hartstoffpartikel können nicht freigelegt werden. Bei bekannten Bearbei tungswerkzeugen zur Nassbearbeitung weisen der Matrixwerkstoff und die Hartstoffpartikel ähnliche Verschleißraten auf. Bearbeitungssegmente für Kernbohrkronen, Sägeblätter, Abtragscheiben und Trennschleif ketten werden aus einem Matrixwerkstoff und Hartstoffpartikeln hergestellt, wobei die Hart stoffpartikel statistisch verteilt vorliegen können oder gemäß einem definierten Partikelmuster im Matrixwerkstoff angeordnet sind. Bei Bearbeitungssegmenten mit statistisch verteilten Hartstoffpartikeln werden der Matrixwerkstoff und die Hartstoffpartikel gemischt, die Mi schung wird in eine passende Werkzeugform eingefüllt und zum Bearbeitungssegment wei terverarbeitet. Bei Bearbeitungssegmenten mit gesetzten Hartstoffpartikeln wird ein Grünling schichtweise aus Matrixwerkstoff aufgebaut, in den die Hartstoffpartikel an definierten Positi onen platziert werden. Machining tools that are designed as a core bit, saw blade, abrasive disc or abrasive chain and are intended for wet machining of concrete materials are only suitable to a limited extent for dry machining of concrete materials. When wet machining concrete materials, an abrasive concrete sludge is created that supports the machining process and leads to self-sharpening of the machining segments during machining. The matrix material is removed by the abrasive drilling mud and new hard material particles are exposed. When dry machining concrete materials, no abrasive drilling mud can form that can support the machining process. The hard material particles quickly become dull and the processing rate drops. Due to the lack of concrete sludge, the matrix material wears too slowly and deeper-lying hard material particles cannot be exposed. In known machining tools for wet machining, the matrix material and the hard material particles have similar wear rates. Machining segments for core bits, saw blades, abrasive discs and abrasive chains are made from a matrix material and hard material particles, whereby the hard material particles can be statistically distributed or arranged according to a defined particle pattern in the matrix material. In the case of machining segments with statistically distributed hard material particles, the matrix material and the hard material particles are mixed, the mixture is poured into a suitable tool shape and further processed to form the machining segment. In the case of machining segments with set hard material particles, a green compact is built up in layers from matrix material, in which the hard material particles are placed at defined positions.
Darstellung der Erfindung Presentation of the invention
Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, ein Verfahren zur Herstellung eines Bearbeitungssegmentes zu entwickeln, mit dem Bearbeitungssegmente hergestellt werden können, die für die Trockenbearbeitung von Betonwerkstoffen geeignet sind. Dabei soll das Bearbeitungssegment bei der Trockenbearbeitung von Betonwerkstoffen eine hohe Bearbei tungsrate und eine möglichst lange Lebensdauer aufweisen. The object of the present invention is to develop a method for producing a machining segment with which machining segments can be produced which are suitable for the dry machining of concrete materials. The processing segment for dry processing concrete materials should have a high processing rate and the longest possible service life.
Diese Aufgabe wird bei dem eingangs genannten Verfahren erfindungsgemäß durch die Merkmale des unabhängigen Anspruchs 1 gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen sind in den abhängigen Ansprüchen angegeben. In the method mentioned at the outset, this object is achieved according to the invention by the features of independent claim 1. Advantageous further developments are specified in the dependent claims.
Das Verfahren zur Herstellung eines Bearbeitungssegmentes für ein Bearbeitungswerkzeug, wobei das Bearbeitungssegment mit einer Unterseite mit einem Grundkörper des Bearbei tungswerkzeuges verbunden wird, ist erfindungsgemäß dadurch gekennzeichnet, dass beim Verdichten des Grünlings ein zweiter Pressstempel verwendet wird, welcher in einer Press fläche Vertiefungen aufweist, wobei die Anordnung der Vertiefungen dem definierten Parti kelmuster der ersten Hartstoffpartikel entspricht. Durch die Verwendung eines zweiten Pressstempels, der in der Pressfläche eine Anordnung von Vertiefungen für die ersten Hart stoffpartikel aufweist, kann der Grünling zu einem Bearbeitungssegment mit einem Über stand der ersten Hartstoffpartikel gegenüber dem ersten Matrixwerkstoff an der Oberseite verdichtet werden. Die Vertiefungen, die dem definierten Partikelmuster der ersten Hartstoff partikel entsprechen, sind erforderlich, um beim Heißpressen den Überstand der ersten Hartstoffpartikel an der Oberseite zu erzeugen. The method for producing a machining segment for a machining tool, the machining segment being connected with an underside to a base body of the machining tool, is characterized in accordance with the invention in that when compacting the green compact, a second press stamp is used which has depressions in a press surface, wherein the arrangement of the depressions corresponds to the defined particle pattern of the first hard particles. By using a second press ram, which has an arrangement of depressions for the first hard material particles in the pressing surface, the green compact can be compressed into a processing segment with an overhang of the first hard material particles with respect to the first matrix material on the upper side. The depressions, which correspond to the defined particle pattern of the first hard material particles, are required in order to generate the protrusion of the first hard material particles on the top during hot pressing.
Bearbeitungssegmente, die mit dem erfindungsgemäßen Verfahren hergestellt werden, wer den in einem zweistufigen Verfahren hergestellt: In einer ersten Stufe wird ein Grünling aus dem ersten Matrixwerkstoff und den ersten Hartstoffpartikeln aufgebaut, wobei die ersten Hartstoffpartikel gemäß einem definierten Partikelmuster im ersten Matrixwerkstoff platziert werden und in einer zweiten Stufe wird der Grünling durch Heißpressen unter Temperatur einwirkung und Druckeinwirkung zwischen einem ersten Pressstempel, der die Unterseite des Bearbeitungssegmentes formt, und einem zweiten Pressstempel, der eine der Unterseite gegenüberliegende Oberseite des Bearbeitungssegmentes formt, zum Bearbeitungssegment weiterverarbeitet. Machining segments that are produced using the method according to the invention are produced in a two-stage process: in a first stage, a green compact is built up from the first matrix material and the first hard material particles, the first hard material particles being placed in the first matrix material according to a defined particle pattern and in a second stage, the green body is further processed to the machining segment by hot pressing under the action of pressure and pressure between a first press die, which forms the underside of the processing segment, and a second press die, which forms an upper side of the processing segment opposite the underside.
Das erfindungsgemäße Verfahren ermöglicht die Herstellung von Bearbeitungssegmenten mit einem Überstand der ersten Hartstoffpartikel gegenüber dem ersten Matrixwerkstoff, wo bei der Überstand mindestens eines ersten Hartstoffpartikels gegenüber dem ersten Mat rixwerkstoff grösser als 400 mhi ist. Bearbeitungssegmente, bei denen mindestens einer der ersten Hartstoffpartikel gegenüber dem ersten Matrixwerkstoff einen Überstand von mehr als 400 mhi aufweist, sind für die Trockenbearbeitung von Betonwerkstoffen geeignet. Je grösser der Überstand der ersten Hartstoffpartikel ist, umso höher ist die Bearbeitungsrate, die mit dem Bearbeitungswerkzeug erzielt werden kann. The method according to the invention enables the production of machining segments with a protrusion of the first hard material particles compared to the first matrix material, where the protrusion of at least one first hard material particle compared to the first matrix material is greater than 400 mhi. Machining segments in which at least one of the first hard material particles has an overhang of more than 400 mhi compared to the first matrix material are suitable for the dry machining of concrete materials. The larger the protrusion of the first hard material particles, the higher the machining rate that can be achieved with the machining tool.
In einer ersten bevorzugten Variante wird nach dem Platzieren der ersten Hartstoffpartikel eine Decklage des ersten Matrixwerkstoffes aufgetragen. Durch das Aufträgen der Decklage des ersten Matrixwerkstoffes können die ersten Hartstoffpartikel ausreichend tief in den ers ten Matrixwerkstoff eingebettet werden, um beim fertigen Bearbeitungssegment sicherzustel len, dass die ersten Hartstoffpartikel ausreichend befestigt sind und kein Ausbrechen der ersten Hartstoffpartikel erfolgt. Die Höhe der Decklage des ersten Matrixwerkstoffes wird an die Anforderungen angepasst. Wenn die Decklage die ersten Hartstoffpartikel vollständig einbettet, ist ein starkes Verdichten mit dem zweiten Pressstempel erforderlich, um an der Oberseite einen Überstand grösser als 400 mhi der ersten Hartstoffpartikel gegenüber dem ersten Matrixwerkstoff zu erzeugen. Wenn die Decklage die ersten Hartstoffpartikel nicht vollständig einbettet, weist der Grünling bereits einen Überstand der ersten Hartstoffpartikel gegenüber dem ersten Matrixwerkstoff auf, allerdings ist der Verschleiß des zweiten Press stempels grösser als bei vollständig eingebetteten ersten Hartstoffpartikeln. In a first preferred variant, a cover layer of the first matrix material is applied after the placement of the first hard material particles. By applying the top layer of the first matrix material, the first hard material particles can be embedded deep enough in the first matrix material to ensure in the finished machining segment that the first hard material particles are sufficiently fastened and that the first hard material particles do not break out. The height of the top layer of the first matrix material is adapted to the requirements. If the top layer completely embeds the first hard material particles, a strong compression with the second press ram is required in order to produce a protrusion of more than 400 mhi of the first hard material particles on the upper side compared to the first matrix material. If the top layer does not completely embed the first hard material particles, the green compact already has a protrusion of the first hard material particles compared to the first matrix material, but the wear of the second press die is greater than with completely embedded first hard material particles.
In einer zweiten bevorzugten Variante wird nach dem Platzieren der ersten Hartstoffpartikel eine Decklage eines zweiten Matrixwerkstoffes aufgetragen, wobei der zweite Matrixwerk stoff vom ersten Matrixwerkstoff verschieden ist. Das Aufträgen einer Decklage eines zwei ten Matrixwerkstoffes, der vom ersten Matrixwerkstoff verschieden ist, bietet die Möglichkeit, Matrixwerkstoffe mit verschiedenen Verschleißeigenschaften einzusetzen. Wenn die Deckla ge die ersten Hartstoffpartikel vollständig einbettet, weist das fertige Bearbeitungssegment an der Oberseite eine Schutzschicht auf. Diese Schutzschicht wird durch Schärfen der Bear beitungssegmente oder beim Bearbeiten entfernt. In beiden Fällen ist es vorteilhaft, einen zweiten Matrixwerkstoff mit einer hohen Verschleißrate einzusetzen, so dass die ersten Hartstoffpartikel schnell bzw. einfach freigestellt werden können. In a second preferred variant, after the first hard material particles have been placed, a top layer of a second matrix material is applied, the second matrix material being different from the first matrix material. Applying a top layer of a second matrix material that is different from the first matrix material offers the possibility of using matrix materials with different wear properties. When the cover layer completely embeds the first hard material particles, the finished processing segment has a protective layer on the top. This protective layer is removed by sharpening the machining segments or during machining. In both cases it is beneficial to have one second matrix material with a high wear rate so that the first hard material particles can be released quickly or easily.
In einer dritten bevorzugten Variante wird nach dem Platzieren der ersten Hartstoffpartikel eine erste Decklage des ersten Matrixwerkstoffes und eine zweite Decklage eines zweiten Matrixwerkstoffes aufgetragen, wobei der zweite Matrixwerkstoff vom ersten Matrixwerkstoff verschieden ist. Die erste Decklage des ersten Matrixwerkstoffes sorgt dafür, dass die ersten Hartstoffpartikel ausreichend tief in den ersten Matrixwerkstoff eingebettet werden, und die zweite Decklage des zweiten Matrixwerkstoffes kann als Schutzschicht für den zweiten Pressstempel dienen. Diese Schutzschicht wird durch Schärfen der Bearbeitungssegmente oder beim Bearbeiten entfernt. In beiden Fällen ist es vorteilhaft, einen zweiten Matrixwerk stoff mit einer hohen Verschleißrate einzusetzen, so dass die ersten Hartstoffpartikel schnell bzw. einfach freigestellt werden können. In a third preferred variant, after the placement of the first hard material particles, a first cover layer of the first matrix material and a second cover layer of a second matrix material are applied, the second matrix material being different from the first matrix material. The first cover layer of the first matrix material ensures that the first hard material particles are embedded sufficiently deep in the first matrix material, and the second cover layer of the second matrix material can serve as a protective layer for the second press stamp. This protective layer is removed by sharpening the machining segments or during machining. In both cases, it is advantageous to use a second matrix material with a high wear rate, so that the first hard material particles can be released quickly or easily.
In einer Weiterentwicklung des Verfahrens werden erste Hartstoffpartikel verwendet, die von einem Hüllwerkstoff umhüllt sind, wobei der Hüllwerkstoff dem ersten Matrixwerkstoff ent spricht. Die Verwendung von umhüllten ersten Hartstoffpartikeln hat den Vorteil, dass die ersten Hartstoffpartikel nicht in direktem Kontakt mit dem zweiten Pressstempel kommen und der Verschleiß des zweiten Pressstempels reduziert werden kann. In a further development of the method, first hard material particles are used which are enveloped by a shell material, the shell material corresponding to the first matrix material. The use of coated first hard material particles has the advantage that the first hard material particles do not come into direct contact with the second press die and the wear of the second press die can be reduced.
In einer alternativen Weiterentwicklung des Verfahrens werden erste Hartstoffpartikel ver wendet, die von einem Hüllwerkstoff umhüllt sind, wobei der Hüllwerkstoff vom ersten Mat rixwerkstoff verschieden ist. Die Verwendung von umhüllten ersten Hartstoffpartikeln hat den Vorteil, dass die ersten Hartstoffpartikel nicht in direktem Kontakt mit dem zweiten Press stempel kommen und der Verschleiß des zweiten Pressstempels reduziert werden kann. Bei Verwendung eines Hüllwerkstoffs, der vom ersten Matrixwerkstoff verschieden ist, können Matrixwerkstoffe mit unterschiedlichen Verschleißeigenschaften eingesetzt werden. Der Hüllwerkstoff dient zum Schutz des zweiten Pressstempels beim Pressen und sollte beim fertigen Bearbeitungssegment möglichst schnell entfernt werden können, um die ersten Hartstoffpartikel, die den Betonwerkstoff bearbeiten, freizustellen. In an alternative development of the method, first hard material particles are used which are enveloped by a shell material, the shell material being different from the first matrix material. The use of coated first hard material particles has the advantage that the first hard material particles do not come into direct contact with the second press die and the wear of the second press die can be reduced. When using a shell material that is different from the first matrix material, matrix materials with different wear properties can be used. The shell material serves to protect the second press ram during pressing and should be able to be removed as quickly as possible from the finished processing segment in order to expose the first hard material particles that process the concrete material.
In einer Weiterentwicklung werden dem ersten Matrixwerkstoff zweite Hartstoffpartikel bei gemischt, wobei ein mittlerer Partikeldurchmesser der zweiten Hartstoffpartikel kleiner als ein mittlerer Partikeldurchmesser der ersten Hartstoffpartikel ist. Abhängig von den Verschleiß eigenschaften des ersten Matrixwerkstoffes kann es während der Bearbeitung eines Unter grundes mit dem Bearbeitungswerkzeug durch Reibung mit dem Untergrund zu einem ver stärkten Verschleiß des ersten Matrixwerkstoffes an den Seitenflächen des Bearbeitungs segmentes kommen. Dieser Verschleiß kann durch die zweiten Hartstoffpartikel reduziert werden. Die zweiten Hartstoffpartikel können als statistisch verteilte Partikel dem ersten Mat- rixwerkstoff beigemischt werden oder die zweiten Hartstoffpartikel werden gemäß einem de finierten zweiten Partikelmuster im ersten Matrixwerkstoff platziert. Die zweiten Hartstoffpar tikel werden insbesondere im Bereich der Seitenflächen des Bearbeitungssegmentes plat ziert. In a further development, second hard material particles are mixed in with the first matrix material, an average particle diameter of the second hard material particles being smaller than an average particle diameter of the first hard material particles. Depending on the wear properties of the first matrix material, increased wear of the first matrix material on the side surfaces of the machining segment can occur during the machining of a substrate with the machining tool due to friction with the substrate. This wear can be reduced by the second hard material particles. The second hard material particles can be statistically distributed particles of the first material. rix material are added or the second hard material particles are placed according to a defined second particle pattern in the first matrix material. The second hard material particles are placed in particular in the area of the side surfaces of the machining segment.
Ausführungsbeispiele Embodiments
Ausführungsbeispiele der Erfindung werden nachfolgend anhand der Zeichnung beschrie ben. Diese soll die Ausführungsbeispiele nicht notwendigerweise maßstäblich darstellen, vielmehr ist die Zeichnung, wo zur Erläuterung dienlich, in schematischer und/oder leicht verzerrter Form ausgeführt. Dabei ist zu berücksichtigen, dass vielfältige Modifikationen und Änderungen betreffend die Form und das Detail einer Ausführungsform vorgenommen wer den können, ohne von der allgemeinen Idee der Erfindung abzuweichen. Die allgemeine Idee der Erfindung ist nicht beschränkt auf die exakte Form oder das Detail der im Folgen den gezeigten und beschriebenen bevorzugten Ausführungsform oder beschränkt auf einen Gegenstand, der eingeschränkt wäre im Vergleich zu dem in den Ansprüchen beanspruch ten Gegenstand. Bei gegebenen Bemessungsbereichen sollen auch innerhalb der genann ten Grenzen liegende Werte als Grenzwerte offenbart und beliebig einsetzbar und bean spruchbar sein. Der Einfachheit halber sind nachfolgend für identische oder ähnliche Teile oder Teile mit identischer oder ähnlicher Funktion gleiche Bezugszeichen verwendet. Embodiments of the invention are described below with reference to the drawing. This is not necessarily to show the exemplary embodiments to scale, rather the drawing, where useful for the explanation, is carried out in a schematic and / or slightly distorted form. It should be taken into account that various modifications and changes regarding the shape and detail of an embodiment can be made without departing from the general idea of the invention. The general idea of the invention is not limited to the exact form or the detail of the preferred embodiment shown and described in the following, or is limited to an object which would be restricted compared to the object claimed in the claims. For given measurement ranges, values within the limits mentioned should also be disclosed as limit values and can be used and claimed as required. For the sake of simplicity, the same reference numerals are used below for identical or similar parts or parts with identical or similar functions.
Es zeigen: Show it:
FIGN. 1A, B zwei Varianten eines als Kernbohrkrone ausgebildeten Bearbeitungswerkzeu ges; FIGN. 1A, B two variants of a machining tool designed as a core bit;
FIGN. 2A, B zwei Varianten eines als Sägeblatt ausgebildeten Bearbeitungswerkzeuges; FIGN. 2A, B two variants of a machining tool designed as a saw blade;
FIG. 3 ein als Abtragscheibe ausgebildetes Bearbeitungswerkzeug; FIG. 3 shows a processing tool designed as a removal disk;
FIG. 4 ein als Trennschleifkette ausgebildetes Bearbeitungswerkzeug; FIG. 4 a processing tool designed as a cut-off chain;
FIGN. 5A-C ein Bearbeitungssegment in einer dreidimensionalen Darstellung (FIG. 5A), in einer Ansicht auf eine Oberseite (FIG. 5B) und in einer Ansicht auf einer Sei tenfläche (FIG. 5C); FIGN. 5A-C show a machining segment in a three-dimensional representation (FIG. 5A), in a view on an upper side (FIG. 5B) and in a view on a side surface (FIG. 5C);
FIG. 6 die Herstellung des Bearbeitungssegmentes der FIGN. 5A-C gemäß dem er findungsgemäßen Verfahren, wobei in einer ersten Stufe ein Grünling herge stellt wird und in einer zweiten Stufe der Grünling zu einem Pressling verdich tet wird; und FIGN. 7A-C einige Werkzeugkomponenten, die bei der Herstellung des Bearbeitungsseg mentes der FIGN. 5A-C eingesetzt werden. FIG. 6 the production of the machining segment of FIGN. 5A-C according to the method according to the invention, a green body being produced in a first stage and the green body being compressed into a compact in a second stage; and FIGN. 7A-C some tool components that are used in the manufacture of the machining segment of FIG. 5A-C can be used.
FIGN. 1A, B zeigen zwei Varianten eines als Kernbohrkrone 10A, 10B ausgebildeten Bear beitungswerkzeuges. Die in FIG. 1A dargestellte Kernbohrkrone 10A wird im Weiteren als erste Kernbohrkrone und die in FIG. 1 B dargestellte Kernbohrkrone 10B als zweite Kern bohrkrone bezeichnet, ausserdem werden die erste und zweite Kernbohrkrone 10A, 10B un ter dem Begriff "Kernbohrkrone" zusammengefasst. FIGN. 1A, B show two variants of a machining tool designed as a core bit 10A, 10B. The in FIG. 1A, core drill bit 10A is hereinafter referred to as the first core drill bit and the one shown in FIG. 1B shown core drill bit 10B referred to as the second core drill bit, in addition, the first and second core drill bit 10A, 10B are summarized under the term "core drill bit".
Die erste Kernbohrkrone 10A umfasst mehrere Bearbeitungssegmente 11A, einen rohrför mig ausgebildeten Grundkörper 12A und eine Werkzeugaufnahme 13A. Die Bearbeitungs segmente 1 1A, die zum Kernbohren eingesetzt werden, werden auch als Bohrsegmente be zeichnet und der rohrförmig ausgebildete Grundkörper 12A wird auch als Bohrschaft be zeichnet. Die Bohrsegmente 1 1A sind fest mit dem Bohrschaft 12A verbunden, beispielswei se durch Schrauben, Kleben, Löten oder Schweißen. The first core drill bit 10A comprises a plurality of machining segments 11A, a tubular body 12A and a tool holder 13A. The machining segments 1 1A, which are used for core drilling, are also referred to as drilling segments and the tubular base body 12A is also referred to as a drilling shaft. The drill segments 1 1A are firmly connected to the drill shaft 12A, for example by screwing, gluing, soldering or welding.
Die zweite Kernbohrkrone 10B umfasst ein ringförmiges Bearbeitungssegment 11 B, einen rohrförmig ausgebildeten Grundkörper 12B und eine Werkzeugaufnahme 13B. Das ringför mige Bearbeitungssegment 11 B, das zum Kernbohren eingesetzt wird, wird auch als Bohr ring bezeichnet und der rohrförmig ausgebildete Grundkörper 12B wird auch als Bohrschaft bezeichnet. Der Bohrring 11 B ist fest mit dem Bohrschaft 12B verbunden, beispielsweise durch Schrauben, Kleben, Löten oder Schweißen. The second core drill bit 10B comprises an annular machining segment 11B, a tubular base body 12B and a tool holder 13B. The ring-shaped machining segment 11 B, which is used for core drilling, is also referred to as a drilling ring and the tubular base body 12B is also referred to as a drilling shaft. The drill ring 11 B is firmly connected to the drill shaft 12B, for example by screwing, gluing, soldering or welding.
Die Kernbohrkrone 10A, 10B wird über die Werkzeugaufnahme 13A, 13B mit einem Kern bohrgerät verbunden und im Bohrbetrieb vom Kernbohrgerät in einer Drehrichtung 14 um ei ne Drehachse 15 angetrieben. Während der Drehung der Kernbohrkrone 10A, 10B um die Drehachse 15 wird die Kernbohrkrone 10A, 10B entlang einer Vorschubrichtung 16 in ein zu bearbeitendes Werkstück bewegt, wobei die Vorschubrichtung 16 parallel zur Drehachse 15 verläuft. Die Kernbohrkrone 10A, 10B erzeugt im zu bearbeitenden Werkstück einen Bohr kern und ein Bohrloch. The core drill bit 10A, 10B is connected via the tool holder 13A, 13B to a core drilling device and is driven by the core drilling device in a direction of rotation 14 about an axis of rotation 15 in the drilling operation. During the rotation of the core drill bit 10A, 10B about the axis of rotation 15, the core drill bit 10A, 10B is moved along a feed direction 16 into a workpiece to be machined, the feed direction 16 running parallel to the axis of rotation 15. The core drill bit 10A, 10B produces a drill core and a borehole in the workpiece to be machined.
Der Bohrschaft 12A, 12B ist im Ausführungsbeispiel der FIGN. 1A, B einteilig ausgebildet und die Bohrsegmente 1 1A bzw. der Bohrring 11 B sind fest mit dem Bohrschaft 12A, 12B verbunden. Alternativ kann der Bohrschaft 12A, 12B zweiteilig aus einem ersten Bohrschaft abschnitt und einem zweiten Bohrschaftabschnitt ausgebildet sein, wobei die Bohrsegmente 1 1 A bzw. der Bohrring 11 B fest mit dem ersten Bohrschaftabschnitt und die Werkzeugauf nahme 13A, 13B fest mit dem zweiten Bohrschaftabschnitt verbunden ist. Der erste und zweite Bohrschaftabschnitt werden über eine lösbare Verbindungseinrichtung miteinander verbunden. Die lösbare Verbindungseinrichtung ist beispielsweise als Steck-Dreh- Verbindung, wie in EP 2 745 965 A1 oder EP 2 745 966 A1 beschrieben, ausgebildet. Die Ausbildung des Bohrschaftes als einteiliger oder zweiteiliger Bohrschaft hat keinen Einfluss auf den Aufbau der Bohrsegmente 11A bzw. des Bohrringes 11 B. The drill shaft 12A, 12B is in the embodiment of FIGN. 1A, B are formed in one piece and the drilling segments 1 1A and the drilling ring 11 B are firmly connected to the drilling shaft 12A, 12B. Alternatively, the drill shaft 12A, 12B can be formed in two parts from a first drill shaft section and a second drill shaft section, the drill segments 11A or the drill ring 11B being fixed to the first drill shaft section and the tool holder 13A, 13B being firmly connected to the second drill shaft section is. The first and second drill shaft sections are connected to one another via a releasable connecting device. The detachable connection device is for example a plug-turn Connection as described in EP 2 745 965 A1 or EP 2 745 966 A1. The design of the drill shaft as a one-piece or two-piece drill shaft has no influence on the structure of the drill segments 11A or the drill ring 11B.
FIGN. 2A, B zeigen zwei Varianten eines als Sägeblatt 20A, 20B ausgebildeten Bearbei tungswerkzeuges. Das in FIG. 2A dargestellte Sägeblatt 20A wird im Weiteren als erstes Sägeblatt und das in FIG. 2B dargestellte Sägeblatt 20B als zweites Sägeblatt bezeichnet, ausserdem werden das erste und zweite Sägeblatt 20A, 20B unter dem Begriff "Sägeblatt" zusammengefasst. FIGN. 2A, B show two variants of a machining tool designed as a saw blade 20A, 20B. The in FIG. 2A is shown as the first saw blade and the one shown in FIG. The saw blade 20B shown in FIG. 2B is referred to as the second saw blade, and the first and second saw blades 20A, 20B are also summarized under the term “saw blade”.
Das erste Sägeblatt 20A umfasst mehrere Bearbeitungssegmente 21 A, einen scheibenför mig ausgebildeten Grundkörper 22A und eine Werkzeugaufnahme. Die Bearbeitungsseg mente 21A, die zum Sägen eingesetzt werden, werden auch als Sägesegmente bezeichnet und der scheibenförmig ausgebildete Grundkörper 22A wird auch als Stammblatt bezeichnet. Die Sägesegmente 21 A sind fest mit dem Stammblatt 22A verbunden, beispielsweise durch Schrauben, Kleben, Löten oder Schweißen. The first saw blade 20A comprises a plurality of machining segments 21A, a disk-shaped base body 22A and a tool holder. The machining segments 21A which are used for sawing are also referred to as saw segments and the disk-shaped base body 22A is also referred to as the master blade. The saw segments 21 A are firmly connected to the main blade 22A, for example by screwing, gluing, soldering or welding.
Das zweite Sägeblatt 20B umfasst mehrere Bearbeitungssegmente 21 B, einen ringförmig ausgebildeten Grundkörper 22B und eine Werkzeugaufnahme. Die Bearbeitungssegmente 21 B, die zum Sägen eingesetzt werden, werden auch als Sägesegmente bezeichnet und der ringförmig ausgebildete Grundkörper 22B wird auch als Ring bezeichnet. Die Sägesegmente 21 B sind fest mit dem Ring 22B verbunden, beispielsweise durch Schrauben, Kleben, Löten oder Schweißen. The second saw blade 20B comprises a plurality of machining segments 21B, an annular base body 22B and a tool holder. The processing segments 21 B, which are used for sawing, are also referred to as saw segments and the ring-shaped base body 22B is also referred to as a ring. The saw segments 21B are firmly connected to the ring 22B, for example by screwing, gluing, soldering or welding.
Das Sägeblatt 20A, 20B wird über die Werkzeugaufnahme mit einer Säge verbunden und im Sägebetrieb von der Säge in einer Drehrichtung 24 um eine Drehachse 25 angetrieben. Während der Drehung des Sägeblattes 20A, 20B um die Drehachse 25 wird das Sägeblatt 20A, 20B entlang einer Vorschubrichtung bewegt, wobei die Vorschubrichtung parallel zur Längsebene des Sägeblattes 20A, 20B verläuft. Das Sägeblatt 20A, 20B erzeugt im zu be arbeitenden Werkstück einen Sägeschlitz. The saw blade 20A, 20B is connected to a saw via the tool holder and is driven by the saw in a direction of rotation 24 about an axis of rotation 25 in the sawing operation. During the rotation of the saw blade 20A, 20B about the axis of rotation 25, the saw blade 20A, 20B is moved along a feed direction, the feed direction being parallel to the longitudinal plane of the saw blade 20A, 20B. The saw blade 20A, 20B creates a saw slot in the workpiece to be machined.
FIG. 3 zeigt ein als Abtragscheibe 30 ausgebildetes Bearbeitungswerkzeug. Die Abtrag scheibe 30 umfasst mehrere Bearbeitungssegmente 31 , einen Grundkörper 32 und eine Werkzeugaufnahme. Die Bearbeitungssegmente 31 , die zum Abtragen eingesetzt werden, werden auch als Abtragsegmente bezeichnet und der scheibenförmig ausgebildete Grund körper 32 wird auch als Topf bezeichnet. Die Abtragsegmente 31 sind fest mit dem Topf 32 verbunden, beispielsweise durch Schrauben, Kleben, Löten oder Schweißen. FIG. 3 shows a machining tool designed as a removal disk 30. The removal disc 30 comprises a plurality of machining segments 31, a base body 32 and a tool holder. The processing segments 31, which are used for removal, are also referred to as removal segments and the disk-shaped basic body 32 is also referred to as a pot. The removal segments 31 are firmly connected to the pot 32, for example by screwing, gluing, soldering or welding.
Die Abtragscheibe 30 wird über die Werkzeugaufnahme mit einem Werkzeuggerät verbun den und im Abtragbetrieb vom Werkzeuggerät in einer Drehrichtung 34 um eine Drehachse 35 angetrieben. Während der Drehung der Abtragscheibe 30 um die Drehachse 35 wird die Abtragscheibe 30 über ein zu bearbeitendes Werkstück bewegt, wobei die Bewegung der senkrecht zur Drehachse 35 verläuft. Die Abtragscheibe 30 entfernt die Oberfläche des zu bearbeitenden Werkstücks. The removal disk 30 is connected via the tool holder to a tool device and in the removal mode from the tool device in a direction of rotation 34 about an axis of rotation 35 driven. During the rotation of the removal disk 30 about the axis of rotation 35, the removal disk 30 is moved over a workpiece to be machined, the movement being perpendicular to the axis of rotation 35. The removal disk 30 removes the surface of the workpiece to be machined.
FIG. 4 zeigt ein als Trennschleifkette 36 ausgebildetes Bearbeitungswerkzeug. Die Trenn schleifkette 36 umfasst mehrere Bearbeitungssegmente 37, mehrere gliedförmig ausgebilde te Grundkörper 38 und mehrere Verbindungsglieder 39. Die Bearbeitungssegmente 37, die zum Trennschleifen eingesetzt werden, werden auch als Trennschleifsegmente bezeichnet und die gliedförmig ausgebildeten Grundkörper 38 werden auch als Treibglieder bezeichnet. FIG. 4 shows a processing tool designed as a cut-off chain 36. The abrasive chain 36 comprises a plurality of processing segments 37, a plurality of link-shaped base bodies 38 and a plurality of connecting members 39. The processing segments 37 which are used for cut-off grinding are also referred to as cut-off segments and the link-shaped base body 38 are also referred to as drive links.
Die Treibglieder 38 werden über die Verbindungsglieder 39 verbunden. Im Ausführungsbei spiel sind die Verbindungsglieder 39 über Nietbolzen mit den Treibgliedern 38 verbunden. Die Nietbolzen ermöglichen eine Drehung der Treibglieder 38 relativ zu den Verbindungs gliedern 39 um eine Drehachse, die durch das Zentrum der Nietbolzen verläuft. Die Bearbei tungssegmente 37 sind fest mit den Treibgliedern 38 verbunden, beispielsweise durch Schrauben, Kleben, Löten oder Schweißen. The drive links 38 are connected via the connecting links 39. In the game Ausführungsbei the links 39 are connected to the drive links 38 via rivet bolts. The rivet bolts allow rotation of the drive links 38 relative to the connecting links 39 about an axis of rotation which runs through the center of the rivet bolts. The machining segments 37 are firmly connected to the drive members 38, for example by screwing, gluing, soldering or welding.
Die Trennschleifkette 36 wird über eine Werkzeugaufnahme mit einem Werkzeuggerät ver bunden und im Betrieb vom Werkzeuggerät in einer Drehrichtung angetrieben. Während der Drehung der Trennschleifkette 36 wird die Trennschleifkette 36 in ein zu bearbeitendes Werkstück bewegt. The cut-off chain 36 is connected via a tool holder to a tool device and is driven in operation by the tool device in one direction of rotation. During the rotation of the cut-off chain 36, the cut-off chain 36 is moved into a workpiece to be machined.
FIGN. 5A-C zeigen ein Bearbeitungssegment 41 in einer dreidimensionalen Darstellung (FIG. 5A), in einer Ansicht auf eine Oberseite des Bearbeitungssegmentes 41 (FIG. 5B) und in einer Ansicht auf eine Seitenfläche des Bearbeitungssegmentes 41 (FIG. 5C). FIGN. 5A-C show a machining segment 41 in a three-dimensional representation (FIG. 5A), in a view on an upper side of the machining segment 41 (FIG. 5B) and in a view on a side surface of the machining segment 41 (FIG. 5C).
Das Bearbeitungssegment 41 entspricht vom Aufbau und der Zusammensetzung den Bear beitungssegmenten 11A, 21 A, 21 B, 31 , 37; das als Bohrring ausgebildete Bearbeitungsseg ment 11 B unterscheidet sich durch seinen ringförmigen Aufbau vom Bearbeitungssegment 41. Die Bearbeitungssegmente können sich in den Abmessungen und in den Krümmungen der Oberflächen voneinander unterscheiden. Der grundsätzliche Aufbau der erfindungsge mäßen Bearbeitungssegmente wird anhand des Bearbeitungssegmentes 41 erklärt und gilt für die Bearbeitungssegmente 11A, 11 B der FIGN. 1A, B, für die Bearbeitungssegmente 21 A, 21 B der FIGN. 2A, B, für das Bearbeitungssegment 31 der FIG. 3 und für das Bearbei tungssegment 37 der FIG. 4. The processing segment 41 corresponds in structure and composition to the processing segments 11A, 21 A, 21 B, 31, 37; the machining segment 11 B formed as a drilling ring differs from its machining segment 41 by its annular structure. The machining segments can differ from one another in the dimensions and in the curvatures of the surfaces. The basic structure of the machining segments according to the invention is explained on the basis of the machining segment 41 and applies to the machining segments 11A, 11B of FIGN. 1A, B, for the processing segments 21 A, 21 B of FIGN. 2A, B, for the machining segment 31 of FIG. 3 and for the machining segment 37 of FIG. 4th
Das Bearbeitungssegment 41 ist aus einer Bearbeitungszone 42 und einer Neutralzone 43 aufgebaut. Die Neutralzone 43 ist erforderlich, wenn das Bearbeitungssegment 41 mit dem Grundkörper eines Bearbeitungswerkzeuges verbunden werden soll; bei Bearbeitungsseg- menten, die beispielsweise durch Löten oder Kleben mit dem Grundkörper verbunden wer den, kann die Neutralzone 43 entfallen. Die Bearbeitungszone 42 ist aus einem ersten Mat rixwerkstoff 44 und ersten Hartstoffpartikeln 45 aufgebaut und die Neutralzone 43 ist aus ei nem zweiten Matrixwerkstoff 46 ohne Hartstoffpartikel aufgebaut. The processing segment 41 is constructed from a processing zone 42 and a neutral zone 43. The neutral zone 43 is required if the machining segment 41 is to be connected to the base body of a machining tool; with processing segments elements that are connected to the base body, for example by soldering or gluing, the neutral zone 43 can be omitted. The processing zone 42 is constructed from a first matrix material 44 and first hard material particles 45, and the neutral zone 43 is constructed from a second matrix material 46 without hard material particles.
Unter dem Begriff "Hartstoffpartikel" werden sämtliche Schneidmittel für Bearbeitungsseg mente zusammengefasst; dazu gehören vor allem einzelne Hartstoffpartikel, Verbundteile aus mehreren Hartstoffpartikeln und beschichtete oder gekapselte Hartstoffpartikel. Unter dem Begriff "Matrixwerkstoff" werden sämtliche Werkstoffe zum Aufbau von Bearbeitungs segmenten zusammengefasst, in die Hartstoffpartikel eingebettet werden können. Mat rixwerkstoffe können aus einem Werkstoff bestehen oder als Gemisch aus verschiedenen Werkstoffen zusammengesetzt sein. The term "hard material particles" summarizes all cutting agents for processing segments; These include, in particular, individual hard material particles, composite parts made of several hard material particles and coated or encapsulated hard material particles. The term "matrix material" summarizes all materials for the construction of machining segments in which hard material particles can be embedded. Matrix materials can consist of one material or be composed of a mixture of different materials.
Bearbeitungssegmente, die mit dem erfindungsgemäßen Verfahren zur Herstellung eines Bearbeitungssegmentes hergestellt werden, weisen eine Schicht mit ersten Hartstoffpartikeln 45 auf, weitere Schichten mit ersten Hartstoffpartikeln 45 sind nicht vorgesehen. Als "erste Hartstoffpartikel" werden die Hartstoffpartikel des Bearbeitungssegmentes 41 bezeichnet, die nach der Herstellung des Bearbeitungssegmentes an der Oberseite einen Überstand gegen über dem ersten Matrixwerkstoff 44 aufweisen. Hartstoffpartikel, die beim Bearbeitungsseg ment 41 vollständig in den ersten Matrixwerkstoff 44 eingebettet sind, fallen nicht unter die Definition der ersten Hartstoffpartikel. Machining segments that are produced with the method according to the invention for producing a machining segment have a layer with first hard material particles 45, further layers with first hard material particles 45 are not provided. The "first hard material particles" refer to the hard material particles of the machining segment 41 which, after the machining segment has been produced, have an overhang on the upper side of the first matrix material 44. Hard material particles that are completely embedded in the first matrix material 44 in the processing segment 41 do not fall under the definition of the first hard material particles.
Das Bearbeitungssegment 41 wird mit einer Unterseite 47 mit dem Grundkörper des Bear beitungswerkzeuges verbunden. Bei Bearbeitungssegmenten zum Kernbohren und Bearbei tungssegmenten zum Abtragen ist die Unterseite der Bearbeitungssegmente in der Regel eben ausgebildet, wohingegen die Unterseite bei Bearbeitungssegmenten zum Sägen eine Krümmung aufweist, um die Bearbeitungssegmente an der gekrümmten Stirnfläche der ring- oder scheibenförmigen Grundkörper befestigen zu können. The processing segment 41 is connected to an underside 47 with the main body of the machining tool. In the case of machining segments for core drilling and machining segments for removal, the underside of the machining segments is generally flat, whereas the underside of machining segments for sawing has a curvature in order to be able to fasten the machining segments to the curved end face of the annular or disk-shaped base body.
Die ersten Hartstoffpartikel 45 sind gemäß einem definierten Partikelmuster im ersten Mat rixwerkstoff 44 angeordnet (FIG. 5B) und weisen an einer der Unterseite 47 gegenüberlie genden Oberseite 48 des Bearbeitungssegmentes 41 einen Überstand Ti gegenüber dem ersten Matrixwerkstoff 44 auf. Im Ausführungsbeispiel der FIGN. 5A-C umfasst das Bearbei tungssegment 41 eine Anzahl von 9 ersten Hartstoffpartikeln 45, die an der Oberseite 48 überstehen. Die Anzahl der ersten Hartstoffpartikel 45 und das definierte Partikelmuster, in dem die ersten Hartstoffpartikel 45 im ersten Matrixwerkstoff 44 angeordnet sind, sind an die Anforderungen des Bearbeitungssegmentes 41 angepasst. Die ersten Hartstoffpartikel 45 entstammen in der Regel einer Partikelverteilung, die durch einen minimalen Durchmesser, einen maximalen Durchmesser und einen mittleren Durchmesser charakterisiert ist. Aufgrund der Partikelverteilung der ersten Hartstoffpartikeln 45 zwischen dem minimalen und maximalen Durchmesser können die Überstände der ersten Hartstoffpartikel 45 entspre chend variieren. Im Ausführungsbeispiel weisen sämtliche ersten Hartstoffpartikel 45 einen Überstand von mehr als 400 mhi gegenüber dem umgebenden ersten Matrixwerkstoff 44 auf. The first hard material particles 45 are arranged according to a defined particle pattern in the first matrix material 44 (FIG. 5B) and have a projection Ti on an upper side 48 of the machining segment 41 opposite the lower side 47, compared to the first matrix material 44. In the embodiment of FIGN. 5A-C, the processing segment 41 comprises a number of 9 first hard material particles 45 which protrude on the top 48. The number of first hard material particles 45 and the defined particle pattern in which the first hard material particles 45 are arranged in the first matrix material 44 are adapted to the requirements of the machining segment 41. The first hard material particles 45 generally originate from a particle distribution which is characterized by a minimum diameter, a maximum diameter and an average diameter. Due to the particle distribution of the first hard material particles 45 between the minimum and maximum diameter, the protrusions of the first hard material particles 45 can vary accordingly. In the exemplary embodiment, all of the first hard material particles 45 have a protrusion of more than 400 mhi compared to the surrounding first matrix material 44.
Die in den FIGN. 1A, B, FIGN. 2A, B, FIG. 3 und FIG. 4 gezeigten erfindungsgemäßen Bear beitungswerkzeuge, die für die Bearbeitung von Betonwerkstoffen vorgesehen sind, weisen eine definierte Drehrichtung auf. In Drehrichtung des Bearbeitungswerkzeuges betrachtet kann zwischen einem vorderseitigen Bereich und einem rückseitigen Bereich eines Hart- stoffpartikels 45 unterschieden werden. Das Bearbeitungssegment 41 eignet sich aufgrund seiner Geometrie mit einer ebenen Unterseite als Bohrsegment für die Kernbohrkrone 10A. The in the FIGN. 1A, B, FIGN. 2A, B, FIG. 3 and FIG. 4 shown Bear processing tools according to the invention, which are provided for the processing of concrete materials, have a defined direction of rotation. When viewed in the direction of rotation of the machining tool, a distinction can be made between a front area and a rear area of a hard material particle 45. Due to its geometry with a flat underside, the machining segment 41 is suitable as a drilling segment for the core drill bit 10A.
Die Drehrichtung 14 der Kernbohrkrone 10A definiert einen vorderseitigen Bereich 51 und einen rückseitigen Bereich 52. Die Bearbeitung von Betonwerkstoffen erfolgt in den vorder seitigen Bereichen 51 der ersten Hartstoffpartikel 45 und die Bearbeitungsrate hängt wesent lich von der Größe des Überstandes der ersten Hartstoffpartikel in den vorderseitigen Berei chen 51 ab. Die ersten Hartstoffpartikel 45 weisen im vorderseitigen Bereich 51 einen vor derseitigen Überstand Tfront und im rückseitigen Bereich einen rückseitigen Überstand Tback auf, die im Ausführungsbeispiel übereinstimmen. Alternativ können die ersten Hartstoffparti- kel 45 unterschiedliche vorderseitige Überstände Tfr0nt und rückseitige Überstände Tback auf weisen. The direction of rotation 14 of the core drill bit 10A defines a front area 51 and a rear area 52. The processing of concrete materials takes place in the front areas 51 of the first hard material particles 45 and the processing rate depends essentially on the size of the protrusion of the first hard material particles in the front area Chen 51. The first hard material particles 45 have a front projection T front in the front area 51 and a rear projection T back in the rear area, which correspond in the exemplary embodiment. Alternatively, the first hard material particles 45 can have different protrusions T fr0nt on the front and protrusions T back on the rear.
Die Herstellung des Bearbeitungssegmentes 41 erfolgt mithilfe des erfindungsgemäßen Ver fahrens in zwei Stufen: In einer ersten Stufe wird ein Grünling 53 hergestellt und in einer zweiten Stufe wird der Grünling 53 zum Bearbeitungssegment 41 weiterverarbeitet. FIG. 6 zeigt den Grünling 53 und das Bearbeitungssegment 41. Der Grünling 53 wird aus dem ers ten Matrixwerkstoff 44 und den ersten Hartstoffpartikeln 45 aufgebaut, zusätzlich ist eine Decklage 55 eines Matrixwerkstoffes aufgetragen. Als Matrixwerkstoff für die Decklage eig net sich der erste Matrixwerkstoff 44 oder ein zweiter Matrixwerkstoff 56, der vom ersten Matrixwerkstoff 44 verschieden ist. The machining segment 41 is produced in two stages using the method according to the invention: in a first stage, a green body 53 is produced and in a second stage the green body 53 is further processed into the machining segment 41. FIG. 6 shows the green compact 53 and the processing segment 41. The green compact 53 is constructed from the first matrix material 44 and the first hard material particles 45, and a top layer 55 of a matrix material is additionally applied. The first matrix material 44 or a second matrix material 56, which is different from the first matrix material 44, is suitable as the matrix material for the cover layer.
FIGN. 7A-C zeigen einige Werkzeugkomponenten, die bei der Herstellung des Bearbei tungssegmentes 41 mithilfe des erfindungsgemäßen Verfahrens eingesetzt werden. Die Werkzeugkomponenten umfassen einen Unterstempel 61 , eine Matrize 62 und einen Ober stempel 63, wobei der Unterstempel 61 auch als erster Pressstempel und der Oberstempel 63 als zweiter Pressstempel bezeichnet wird. FIGN. 7B und 7C zeigen den Oberstempel 63 im Detail. Der Aufbau des Grünlings 53 erfolgt in der Matrize 62 mit einer Querschnittsfläche, die der gewünschten Geometrie des Grünlings 53 entspricht. Die Matrize 62 weist an der Unterseite eine erste Öffnung auf, in die der Unterstempel 61 verschiebbar ist, und an der Oberseite ei ne zweite Öffnung, in die der Oberstempel 63 verschiebbar ist. Der Oberstempel 63 weist in der Pressfläche Vertiefungen 64 auf, deren Anordnung dem definierten Partikelmuster der ersten Hartstoffpartikel 45 entspricht. FIGN. 7A-C show some tool components that are used in the manufacture of the machining segment 41 using the method according to the invention. The tool components include a lower stamp 61, a die 62 and an upper stamp 63, the lower stamp 61 also being referred to as the first press stamp and the upper stamp 63 as the second press stamp. FIGN. 7B and 7C show the upper stamp 63 in detail. The green body 53 is built up in the die 62 with a cross-sectional area that corresponds to the desired geometry of the green body 53. The die 62 has a first opening on the underside, into which the lower punch 61 is displaceable, and on the upper side a second opening, into which the upper punch 63 is displaceable. The upper punch 63 has depressions 64 in the pressing surface, the arrangement of which corresponds to the defined particle pattern of the first hard material particles 45.
Der Grünling 53 wird von oben nach unten aufgebaut. Die ersten Hartstoffpartikel 45, die beim Bearbeitungssegment 41 an der Oberseite 48 überstehen und den Betonwerkstoff be arbeiten, werden in die Vertiefungen 64 des Unterstempels 61 platziert. Auf die platzierten ersten Hartstoffpartikel 45 wird der erste Matrixwerkstoff 44 aufgetragen, wobei der erste Matrixwerkstoff 44 in einer Lage oder in mehreren Lagen aufgetragen werden kann. Der ers te Matrixwerkstoff 44 wird mithilfe eines Füllschuhs in die Matrize 62 eingefüllt, bis die ge wünschte Füllhöhe erreicht ist. The green compact 53 is built up from top to bottom. The first hard material particles 45, which protrude from the processing segment 41 on the top 48 and work the concrete material, are placed in the depressions 64 of the lower punch 61. The first matrix material 44 is applied to the placed first hard material particles 45, the first matrix material 44 being able to be applied in one layer or in several layers. The first matrix material 44 is filled into the die 62 using a filling shoe until the desired filling level is reached.
Der fertige Grünling 53 wird unter Temperatur- und Druckeinwirkung mithilfe des Unterstem pels 61 und des Oberstempels 63 zum Bearbeitungssegment 41 verarbeitet. Das Pressen des Grünlings 53 erfolgt mithilfe des speziellen Oberstempels 63 in einer Pressrichtung senkrecht zur Querschnittsfläche des Grünlings 53. Die Vertiefungen 64 in der Pressfläche des Oberstempels 63 weisen eine Anordnung auf, die dem definierten Partikelmuster der ersten Hartstoffpartikel 45 entspricht. Mithilfe des speziellen Oberstempels 63 können die Bearbeitungssegmente 41 erzeugt werden, die für die Trockenbearbeitung von Betonwerk stoffen geeignet sind. Die Vertiefungen 64 sind erforderlich, um beim Heißpressen den Überstand der ersten Hartstoffpartikel 45 an der Oberseite 48 zu erzeugen. The finished green compact 53 is processed under the influence of temperature and pressure with the aid of the lower stamp 61 and the upper stamp 63 to form the processing segment 41. The green compact 53 is pressed using the special upper punch 63 in a pressing direction perpendicular to the cross-sectional area of the green compact 53. The depressions 64 in the pressing surface of the upper punch 63 have an arrangement which corresponds to the defined particle pattern of the first hard material particles 45. With the help of the special upper punch 63, the processing segments 41 can be generated which are suitable for the dry processing of concrete materials. The depressions 64 are required in order to produce the protrusion of the first hard material particles 45 on the top 48 during hot pressing.
Bei direktem Kontakt zwischen den ersten Hartstoffpartikeln 45 und den Vertiefungen 64 des Oberstempels 63 kann es zu einem erhöhten Verschleiß des Oberstempels 63 kommen. Um den Verschleiß des Oberstempels 63 zu reduzieren, sollte ein direkter Kontakt der ersten Hartstoffpartikel 45 mit dem Oberstempel 63 vermieden werden. Als Maßnahmen eignen sich das Aufträgen eines Matrixwerkstoffes als Decklage und/oder die Verwendung von um hüllten ersten Hartstoffpartikeln 45. With direct contact between the first hard material particles 45 and the depressions 64 of the upper punch 63, increased wear of the upper punch 63 can occur. In order to reduce the wear of the upper punch 63, direct contact of the first hard material particles 45 with the upper punch 63 should be avoided. Suitable measures are the application of a matrix material as a top layer and / or the use of enveloped first hard material particles 45.
Nach dem Platzieren der ersten Hartstoffpartikel 45 kann eine Decklage 55 des ersten Mat rixwerkstoffes 45 aufgetragen werden. Alternativ kann eine Decklage 55 des zweiten Mat rixwerkstoffes 56 aufgetragen werden, wobei der zweite Matrixwerkstoff 56 vom ersten Mat rixwerkstoff 44 verschieden ist. Bei Verwendung eines zweiten Matrixwerkstoffes 56, der vom ersten Matrixwerkstoff 44 verschieden ist, können Matrixwerkstoffe mit unterschiedli chen Verschleißeigenschaften eingesetzt werden. Der zweite Matrixwerkstoff 56 dient zum Schutz des Oberstempels 63 beim Pressen des Grünlings 53 und sollte beim fertigen Bear- beitungssegment möglichst schnell entfernt werden können, um die ersten Hartstoffpartikel 45, die den Untergrund bearbeiten, freizustellen. Ein zweiter Matrixwerkstoff 56 mit einer hö heren Verschleißrate als der erste Matrixwerkstoff 44 lässt sich schnell entfernen. After the placement of the first hard material particles 45, a cover layer 55 of the first matrix material 45 can be applied. Alternatively, a top layer 55 of the second matrix material 56 can be applied, the second matrix material 56 being different from the first matrix material 44. When using a second matrix material 56, which is different from the first matrix material 44, matrix materials with different wear properties can be used. The second matrix material 56 serves to protect the upper punch 63 when pressing the green compact 53 and should be used in the finished processing segment can be removed as quickly as possible in order to expose the first hard material particles 45 which process the substrate. A second matrix material 56 with a higher wear rate than the first matrix material 44 can be removed quickly.
Die Verwendung von umhüllten ersten Hartstoffpartikeln hat den Vorteil, dass die ersten Hartstoffpartikel 45 nicht in direkten Kontakt mit dem Oberstempel 63 kommen und der Ver schleiß des Oberstempels 63 reduziert werden kann. Als Hüllwerkstoff für die ersten Hart stoffpartikel 45 kann der erste Matrixwerkstoff 44 verwendet werden. Alternativ kann ein zweiter Matrixwerkstoff als Hüllwerkstoff für die ersten Hartstoffpartikel 45 verwendet wer den, wobei der zweite Matrixwerkstoff vom ersten Matrixwerkstoff 44 verschieden ist. Bei Verwendung eines Hüllwerkstoffs, der vom ersten Matrixwerkstoff 44 verschieden ist, können Matrixwerkstoffe mit unterschiedlichen Verschleißeigenschaften eingesetzt werden. Der Hüllwerkstoff dient zum Schutz des Oberstempels 63 beim Verdichten und sollte beim ferti gen Bearbeitungssegment möglichst schnell entfernt werden können, um die ersten Hart stoffpartikel 45, die den Betonwerkstoff bearbeiten, freizustellen. Abhängig von den Verschleißeigenschaften des ersten Matrixwerkstoffes 44 kann es wäh rend der Bearbeitung eines Untergrundes mit dem Bearbeitungssegment 41 durch Reibung mit dem Untergrund zu einem verstärkten Verschleiß des ersten Matrixwerkstoffes 44 an den Seitenflächen des Bearbeitungssegmentes kommen. Dieser Verschleiß kann durch zweite Hartstoffpartikel reduziert werden. Die zweiten Hartstoffpartikel können als statistisch verteil- te Partikel dem ersten Matrixwerkstoff 44 beigemischt werden oder die zweiten Hartstoffpar tikel werden gemäß einem definierten zweiten Partikelmuster im ersten Matrixwerkstoff 44 platziert. Die zweiten Hartstoffpartikel werden insbesondere im Bereich der Seitenflächen des Bearbeitungssegmentes 41 platziert. The use of coated first hard material particles has the advantage that the first hard material particles 45 do not come into direct contact with the upper punch 63 and the wear of the upper punch 63 can be reduced. The first matrix material 44 can be used as the shell material for the first hard material particles 45. Alternatively, a second matrix material can be used as the shell material for the first hard material particles 45, the second matrix material being different from the first matrix material 44. When using a cladding material that is different from the first matrix material 44, matrix materials with different wear properties can be used. The shell material serves to protect the upper punch 63 during compaction and should be able to be removed as quickly as possible in the finished machining segment in order to expose the first hard material particles 45 which process the concrete material. Depending on the wear properties of the first matrix material 44, increased wear of the first matrix material 44 on the side surfaces of the processing segment can occur during the processing of a substrate with the processing segment 41 due to friction with the substrate. This wear can be reduced by means of second hard material particles. The second hard material particles can be admixed to the first matrix material 44 as statistically distributed particles, or the second hard material particles are placed in the first matrix material 44 according to a defined second particle pattern. The second hard material particles are placed in particular in the area of the side surfaces of the processing segment 41.

Claims

Patentansprüche Claims
1. Verfahren zur Herstellung eines Bearbeitungssegmentes (11A, 11 B; 21 A, 21 B; 31 ; 37; 1. Method for producing a machining segment (11A, 11 B; 21 A, 21 B; 31; 37;
41) für ein Bearbeitungswerkzeug (10A, 10B; 20A, 20B; 30; 36), wobei das Bearbei tungssegment mit einer Unterseite (47) mit einem Grundkörper (12A, 12B; 22A, 22B; 32; 38) des Bearbeitungswerkzeuges (10A, 10B; 20A, 20B; 30; 36) verbunden wird, mit den Schritten: 41) for a machining tool (10A, 10B; 20A, 20B; 30; 36), the machining segment having an underside (47) with a base body (12A, 12B; 22A, 22B; 32; 38) of the machining tool (10A, 10B; 20A, 20B; 30; 36) is connected with the steps:
■ ein Grünling (53) wird aus einem ersten Matrixwerkstoff (44) und ersten Hartstoff partikeln (45) aufgebaut, wobei die ersten Hartstoffpartikel (45) gemäß einem de finierten Partikelmuster im ersten Matrixwerkstoff (45) platziert werden, und ■ a green compact (53) is composed of a first matrix material (44) and the first hard material particles (45) is constructed, wherein the first hard material particles (45) are placed according to a de-defined particle pattern in the first matrix material (45), and
■ der Grünling (53) wird durch Heißpressen unter Temperatureinwirkung und ■ The green compact (53) is heated by hot pressing and
Druckeinwirkung zwischen einem ersten Pressstempel (61), der die Unterseite (47) des Bearbeitungssegmentes formt, und einem zweiten Pressstempel (63), der eine der Unterseite (47) gegenüberliegende Oberseite (48) des Bearbeitungs segmentes formt, zum Bearbeitungssegment (41) weiterverarbeitet, dadurch gekennzeichnet, dass beim Heißpressen des Grünlings (53) ein zweiter Press stempel (63) verwendet wird, welcher in einer Pressfläche Vertiefungen (64) aufweist, wobei die Anordnung der Vertiefungen (64) dem definierten Partikelmuster der ersten Hartstoffpartikel (45) entspricht. The action of pressure between a first press ram (61), which forms the underside (47) of the machining segment, and a second press ram (63), which forms an upper side (48) of the machining segment opposite the underside (47), is further processed into the machining segment (41) , characterized in that when the green compact (53) is hot pressed, a second press punch (63) is used, which has depressions (64) in a pressing surface, the arrangement of the depressions (64) corresponding to the defined particle pattern of the first hard material particles (45) .
2. Verfahren nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass nach dem Platzieren der ers ten Hartstoffpartikel (45) eine Decklage (55) des ersten Matrixwerkstoffes (44) aufgetra gen wird. 2. The method according to claim 1, characterized in that after the placement of the first hard material particles (45) a top layer (55) of the first matrix material (44) is applied.
3. Verfahren nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass nach dem Platzieren der ers ten Hartstoffpartikel (45) eine Decklage (55) eines zweiten Matrixwerkstoffes (56) aufge tragen wird, wobei der zweite Matrixwerkstoff (56) vom ersten Matrixwerkstoff (44) ver schieden ist. 3. The method according to claim 1, characterized in that after the placement of the first hard material particles (45) a cover layer (55) of a second matrix material (56) is applied, the second matrix material (56) from the first matrix material (44) ver is different.
4. Verfahren nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass nach dem Platzieren der ers ten Hartstoffpartikel (45) eine erste Decklage des ersten Matrixwerkstoffes (44) und eine zweite Decklage eines zweiten Matrixwerkstoffes (56) aufgetragen wird, wobei der zweite Matrixwerkstoff (56) vom ersten Matrixwerkstoff (44) verschieden ist. 4. The method according to claim 1, characterized in that after the placement of the first hard material particles (45) a first cover layer of the first matrix material (44) and a second cover layer of a second matrix material (56) is applied, the second matrix material (56) is different from the first matrix material (44).
5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass erste Hart stoffpartikel (45) verwendet werden, die von einem Hüllwerkstoff umhüllt sind, wobei der Hüllwerkstoff dem ersten Matrixwerkstoff (44) entspricht. 5. The method according to any one of claims 1 to 4, characterized in that first hard material particles (45) are used which are enveloped by a shell material, wherein the shell material corresponds to the first matrix material (44).
6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass erste Hart stoffpartikel (45) verwendet werden, die von einem Hüllwerkstoff umhüllt sind, wobei der Hüllwerkstoff vom ersten Matrixwerkstoff (44) verschieden ist. 6. The method according to any one of claims 1 to 4, characterized in that first hard material particles (45) are used which are enveloped by a shell material, wherein the shell material is different from the first matrix material (44).
7. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass dem ersten Matrixwerkstoff (44) zweite Hartstoffpartikel beigemischt werden, wobei ein mittlerer Par tikeldurchmesser der zweiten Hartstoffpartikel kleiner als ein mittlerer Partikeldurchmes ser der ersten Hartstoffpartikel (45) ist. 7. The method according to any one of claims 1 to 6, characterized in that the first matrix material (44) second hard material particles are admixed, wherein an average particle diameter of the second hard material particles is smaller than an average particle diameter of the first hard material particles (45).
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