EP3898042A1 - Method for producing a green body and method for further processing the green body to form a machining segment for the dry machining of concrete materials - Google Patents

Method for producing a green body and method for further processing the green body to form a machining segment for the dry machining of concrete materials

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Publication number
EP3898042A1
EP3898042A1 EP19827753.5A EP19827753A EP3898042A1 EP 3898042 A1 EP3898042 A1 EP 3898042A1 EP 19827753 A EP19827753 A EP 19827753A EP 3898042 A1 EP3898042 A1 EP 3898042A1
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EP
European Patent Office
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hard material
material particles
machining
segment
matrix material
Prior art date
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Withdrawn
Application number
EP19827753.5A
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German (de)
French (fr)
Inventor
Marcel Sonderegger
Cliff Toldo
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Hilti AG
Original Assignee
Hilti AG
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Filing date
Publication date
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Priority claimed from EP18215798.2A external-priority patent/EP3670036A1/en
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Publication of EP3898042A1 publication Critical patent/EP3898042A1/en
Withdrawn legal-status Critical Current

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    • B22F3/14—Both compacting and sintering simultaneously
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    • B22F2999/00—Aspects linked to processes or compositions used in powder metallurgy

Definitions

  • the present invention relates to a method for producing a green compact according to the preamble of claim 1 and a method for further processing a green compact into a processing segment according to the preamble of claim 7.
  • 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.
  • 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.
  • 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.
  • 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.
  • a green compact is built up in layers of matrix material, in which the hard material particles are placed in accordance with the defined particle pattern.
  • the processing zone becomes a first Matrix material and the neutral zone made up of a second matrix material, which is different from the first matrix material.
  • 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.
  • 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.
  • 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.
  • the matrix material and the hard material particles have similar wear rates.
  • the object of the present invention is to develop a method for producing a green compact for a processing segment, with which processing segments can be produced which are suitable for the dry processing of concrete materials.
  • the processing segment for dry processing concrete materials should have a high processing rate and the longest possible service life.
  • the method for producing a green body for a machining segment, which is connected to a base body of a machining tool with an underside is characterized in accordance with the invention in that the first hard material particles in the first matrix material have an overhang on an upper side opposite the underside compared to the first matrix material to be placed.
  • the first hard material particles already have a protrusion in the green body compared to the first matrix material, the first hard material particles can also have a protrusion on the upper side in the finished machining segment compared to the first matrix material. There is no need to sharpen the machining segments or is at least significantly reduced. However, the protrusion of the first hard material particles on the top must be preserved when the green body is processed into the processing segment.
  • the first hard material particles in the first matrix material are preferably placed on the upper side with an overhang of at least 400 mhi compared to the first matrix material.
  • a green compact, in which the first hard material particles have a protrusion of more than 400 mhi on the upper side compared to the first matrix material, can be further processed into a processing segment for the dry processing of concrete materials.
  • first hard material particles are used which are enveloped by a shell material, the shell material corresponding to the first matrix material.
  • coated first hard material particles has the advantage that the first hard material particles do not come into direct contact with a press die during compression or hot pressing and the wear of the press die can be reduced.
  • 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 a press ram during compression or hot pressing and the wear of the press ram can be reduced.
  • matrix materials with different wear properties can be used. The shell material serves to protect the press ram and should be able to be removed as quickly as possible in the finished processing segment in order to expose the first hard material particles that work on the surface.
  • a matrix material with a higher wear rate than the first matrix material can be removed quickly.
  • 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.
  • 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.
  • the invention further relates to a method for further processing of a green compact, which was provided with a method for producing a green compact according to one of claims 1 to 5, in a processing segment which is connected to an underside with a base body by a processing tool.
  • a green compact which was produced with the method according to the invention for producing a green compact, has first hard material particles on the upper side, which have a protrusion from the first matrix material. When the green body is further processed into the processing segment, the excess of the first hard material particles on the top is preserved.
  • the green compact is compressed to a compact under the action of pressure between a first press stamp, which forms the underside of the processing segment, and a second press stamp, which forms an upper side of the processing segment opposite the underside, and the compact is then processed further into the processing segment .
  • the green compact which has an overhang of the first hard material particles on the upper side compared to the first matrix material, is compressed between the first and second press stamps and further processed to the finished processing segment by sintering or infiltration.
  • a second press ram is used when compacting the green compact, which has depressions in a pressing surface, the arrangement of the depressions corresponding to the defined particle pattern of the first hard material particles.
  • 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 compacted into a compact without the protrusion of the first hard material particles, which was generated in the green compact, compared to the first matrix material Will get removed.
  • the depressions, which correspond to the defined particle pattern of the first hard material particles are necessary so that the excess of the first hard material particles on the top is preserved during pressing. If the green body was formed on the top with a conventional second press stamp without recesses, the protrusion of the first hard material particles would be destroyed during pressing.
  • the green compact is formed by hot pressing under the action of temperature and pressure between a first press die, which forms the underside of the processing segment, and a second press die, which forms an underside, opposite top side of the processing segment, to the processing segment processed further.
  • the green compact which has an overhang of the first hard material particles on the upper side compared to the first matrix material, is further processed between the first and second press punches by hot pressing to form the finished processing segment.
  • a second press ram is used when hot pressing the green compact, which has depressions in a pressing surface, the arrangement of the depressions corresponding to the defined particle pattern of the first hard material particles.
  • 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 further processed by hot pressing into the processing segment without the protrusion of the first hard material particles, which was generated in the green compact, compared to that first matrix material is removed.
  • the depressions that correspond to the defined particle pattern of the first hard material particles are required so that the protrusion of the first hard material particles on the upper side is preserved during hot pressing. If the green compact on the top were further processed with a conventional second press stamp without depressions, the excess of the first hard material particles would be destroyed during hot pressing.
  • FIGN. 1A, B two variants of a machining tool designed as a core bit
  • FIGN. 2A, B two variants of a machining tool designed as a saw blade;
  • FIG. 3 shows a processing tool designed as a removal disk;
  • FIG. 4 a processing tool designed as a cut-off chain;
  • 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);
  • FIGN. 6A, B the production of the machining segment of FIGN. 5A-C of a green sheet (FIG. 6A), which in one embodiment is compacted into a compact (FIG. 6B); and
  • FIGN. 7A-C are some tool components that are used in the further processing of the green body of FIG. 6A to the machining segment of FIG. 5A-C can be used.
  • FIGN. 1A, B show two variants of a machining tool designed as a core bit 10A, 10B.
  • 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”.
  • 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 11A are firmly connected to the drill shaft 12A, for example by screwing, gluing, soldering or welding.
  • 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 1 1 B is firmly connected to the drill shaft 12B, for example by screwing, gluing, soldering or welding.
  • the core drill bit 10A, 10B is connected to a core drilling device via the tool holder 13A, 13B and is driven by the core drilling device in a direction of rotation 14 about an axis of rotation 15 during drilling operation.
  • the core bit 10A, 10B is moved along a feed direction 16 into a workpiece to be machined, the feed direction 16 parallel to the axis of rotation 15 runs.
  • the core drill bit 10A, 10B produces a drill core and a borehole in the workpiece to be machined.
  • the drill shaft 12A, 12B is in the embodiment of FIGN. 1A, B are formed in one piece and the drill segments 11A or the drill ring 11 B are fixedly connected to the drill shaft 12A, 12B.
  • 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.
  • the first and second drill shaft sections are connected to one another via a releasable connecting device.
  • the detachable connection device is designed, for example, as a plug-and-turn connection, as described in EP 2 745 965 A1 or EP 2 745 966 A1.
  • the training 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 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 grouped together under the term “saw blade”.
  • 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 21A are firmly connected to the master blade 22A, for example by screwing, gluing, soldering or welding.
  • 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.
  • 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 runs. The saw blade 20A, 20B creates a saw slot in the workpiece to be machined.
  • 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.
  • the removal disk 30 is connected via the tool holder to a tool device and is driven in the removal mode by the tool device in a direction of rotation 34 about an axis of rotation 35. 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 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 basic bodies 38 and a plurality of connecting links 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.
  • the drive links 38 are connected via the connecting links 39.
  • 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.
  • 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 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).
  • the processing segment 41 corresponds in structure and composition to the processing segments 1 1A, 21 A, 21 B, 31, 37; the machining segment 11 B formed as a drilling ring differs in its annular structure from the machining segment 41.
  • 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 1 1A, 1 1 B 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
  • the processing segment 41 is composed of 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; in processing segments 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.
  • 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.
  • 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.
  • Machining segments which are produced with the method according to the invention for further processing a green compact 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” are the hard material particles of the machining segment 41 which, after the production of the machining segment, have an overhang on the upper side compared to the first matrix material 44. Hard material particles that are completely embedded in the first matrix material 44 in the machining segment 41 do not fall under the definition of the first hard material particles.
  • the processing segment 41 is connected to an underside 47 with the main body of the machining tool.
  • the underside of the machining segments is generally flat, whereas the underside of machining segments for sawing is one Has curvature in order to be able to fasten the machining segments on the curved end face of the annular or disk-shaped base body.
  • the first hard material particles 45 are arranged in accordance with 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 lying opposite the underside 47 compared to the first matrix material 44.
  • 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 with respect to the surrounding first matrix material 44.
  • Bear processing tools according to the invention which are provided for the processing of concrete materials, have a defined direction of rotation.
  • a distinction can be made between a front area and a rear area of a hard material particle 45.
  • the machining segment 41 is suitable due to its geometry with a flat underside as a drilling segment for the core drill bit 10A.
  • 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 45 in the front Be from 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.
  • the first hard material particles 45 can have different protrusions T fr0nt on the front and protrusions T back on the rear.
  • the processing segment 41 is made from a green compact 53, which is further processed into the processing segment 41.
  • the green compact 53 becomes compresses a compact 54, which is further processed to the processing segment 41, and in a second embodiment, the green compact 53 is processed directly to the processing segment 41.
  • FIGN. 6A, B show the green compact 53, which is built up from the first matrix material 44 and the first hard material particles 45, and the compact 54, which is produced by compacting the green compact 53.
  • the green compact 53 is compressed under the action of pressure until the compact 54 has essentially the final geometry of the machining segment 41.
  • the green compact 53 As a method that achieve pressure on the green compact 53, for example, cold pressing or hot pressing are suitable. In the cold pressing process, the green compact 53 is only exposed to pressure, while the green compact 53 in hot pressing processes is exposed not only to the pressure but also to a temperature up to temperatures of approx. 200 ° C.
  • the compact 54 is processed under the influence of temperature, for example during sintering or by infiltration to the processing segment 41.
  • FIGN. 7A-C show some tool components that are used in the further processing of the green body 53 to the machining segment 41.
  • the tool components include a lower punch 61, a die 62 and an upper punch 63, the lower temple 61 also being referred to as the first press punch and the upper punch 63 as the second press punch.
  • 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 can be moved, and a second opening on the top, into which the upper punch 63 can be moved.
  • the upper punch 63 has depressions 64 in a pressing surface, the arrangement of which corresponds to the defined particle pattern of the first hard material particles 45.
  • the green compact 53 is built up from bottom to top, ie from the bottom 47 to the top 48.
  • the first matrix material 44 is filled into the die 62 using a filling shoe until the desired filling level is reached.
  • the first hard material particles 45 are placed in the first matrix material 44 in accordance with the defined particle pattern in the surface of the first matrix material 44 and embedded in the first matrix material 44 to a desired embedding depth.
  • the green compact 53 is processed further using the lower stamp 61 and the upper stamp 63.
  • green bodies 53 are produced in which the first hard material particles 45 have an overhang on the upper side compared to the first matrix material 44.
  • the processing segments 41 can be produced which are suitable for the dry processing of concrete materials.
  • the depressions 64 in the pressing surface of the upper punch 63 are required so that the protrusion of the first hard material particles 45 on the upper side 48 is preserved during compression or hot pressing.
  • first hard material particles 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.
  • coated first hard material particles 45 is suitable as a measure.
  • 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.
  • 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.
  • matrix materials with different wear properties can be used.
  • the shell material serves to protect the upper punch 63 during compaction or hot pressing 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.
  • 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.

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Abstract

A method for producing a green body (53) for a machining segment, a bottom side (47) of the machining segment being connected to a main body of a machining tool, wherein the green body (53) is produced from a first matrix material (44) and first hard material particles (45), and, on a top side (48) which is opposite the bottom side (47), the first hard material particles (45) are placed in the first matrix material (44) according to a defined particle pattern.

Description

Verfahren zur Herstellung eines Grünlings und Verfahren zur Weiterverarbeitung des Grünlings in ein Bearbeitungssegment zur Trockenbearbeitung von Betonwerkstoffen Process for producing a green compact and method for further processing the green compact into a processing segment for dry processing concrete materials
Technisches Gebiet Technical field
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung eines Grünlings gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1 sowie ein Verfahren zur Weiterverarbeitung eines Grünlings in ein Bearbeitungssegment gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 7. The present invention relates to a method for producing a green compact according to the preamble of claim 1 and a method for further processing a green compact into a processing segment according to the preamble of claim 7.
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.
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 gemäß dem definier ten Partikelmuster platziert werden. Bei Bearbeitungssegmenten, die mit dem Grundkörper des Bearbeitungswerkzeuges verschweißt werden, hat sich der Aufbau aus einer Bearbei tungszone und einer Neutralzone bewährt. Die Bearbeitungszone wird aus einem ersten Matrixwerkstoff und die Neutralzone aus einem zweiten Matrixwerkstoff, der vom ersten Mat rixwerkstoff verschieden ist, aufgebaut. 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 of matrix material, in which the hard material particles are placed in accordance with the defined particle pattern. For machining segments that are welded to the main body of the machining tool, the structure of a machining zone and a neutral zone has proven itself. The processing zone becomes a first Matrix material and the neutral zone made up of a second matrix material, which is different from the first matrix material.
Bearbeitungswerkzeuge, die als Kernbohrkrone, Sägeblatt, Abtragscheibe oder Trennschleif kette ausgebildet sind und für die Nassbearbeitung von Betonwerkstoffen vorgesehen sind, sind für die Trockenbearbeitung von Betonwerkstoffen nur bedingt geeignet. Bei der Nassbe arbeitung von Betonwerkstoffen entsteht ein abrasiver Betonschlamm, der den Bearbei tungsprozess unterstützt und zu einem Selbstschärfen der Bearbeitungssegmente während der Bearbeitung führt. Der Matrixwerkstoff wird durch den abrasiven Bohrschlamm abgetra gen und neue Hartstoffpartikel werden freigelegt. Bei der Trockenbearbeitung von Beton werkstoffen kann sich kein abrasiver Bohrschlamm bilden, der den Bearbeitungsprozess un terstützen 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 Bearbeitungswerk zeugen zur Nassbearbeitung weisen der Matrixwerkstoff und die Hartstoffpartikel ähnliche Verschleißraten auf. 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.
Darstellung der Erfindung Presentation of the invention
Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, ein Verfahren zur Herstellung eines Grünlings für ein Bearbeitungssegment zu entwickeln, mit dem Bearbeitungssegmente her gestellt werden können, die für die Trockenbearbeitung von Betonwerkstoffen geeignet sind. Dabei soll das Bearbeitungssegment bei der Trockenbearbeitung von Betonwerkstoffen eine hohe Bearbeitungsrate und eine möglichst lange Lebensdauer aufweisen. The object of the present invention is to develop a method for producing a green compact for a processing segment, with which processing segments can be produced which are suitable for the dry processing 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 Grünlings für ein Bearbeitungssegment, welches mit ei ner Unterseite mit einem Grundkörper eines Bearbeitungswerkzeuges verbunden wird, ist erfindungsgemäß dadurch gekennzeichnet, dass die ersten Hartstoffpartikel im ersten Mat rixwerkstoff an einer der Unterseite gegenüberliegenden Oberseite mit einem Überstand ge genüber dem ersten Matrixwerkstoff platziert werden. The method for producing a green body for a machining segment, which is connected to a base body of a machining tool with an underside, is characterized in accordance with the invention in that the first hard material particles in the first matrix material have an overhang on an upper side opposite the underside compared to the first matrix material to be placed.
Dadurch, dass die ersten Hartstoffpartikel bereits beim Grünling gegenüber dem ersten Mat rixwerkstoff einen Überstand aufweisen, können die ersten Hartstoffpartikel auch beim ferti gen Bearbeitungssegment an der Oberseite einen Überstand gegenüber dem ersten Mat rixwerkstoff aufweisen. Das Schärfen der Bearbeitungssegmente kann vollständig entfallen oder ist zumindest deutlich reduziert. Allerdings muss der Überstand der ersten Hartstoffpar tikel an der Oberseite bei der Weiterverarbeitung des Grünlings zum Bearbeitungssegment bewahrt werden. Because the first hard material particles already have a protrusion in the green body compared to the first matrix material, the first hard material particles can also have a protrusion on the upper side in the finished machining segment compared to the first matrix material. There is no need to sharpen the machining segments or is at least significantly reduced. However, the protrusion of the first hard material particles on the top must be preserved when the green body is processed into the processing segment.
Bevorzugt werden die ersten Hartstoffpartikel im ersten Matrixwerkstoff an der Oberseite mit einem Überstand von mindestens 400 mhi gegenüber dem ersten Matrixwerkstoff platziert. Ein Grünling, bei dem die ersten Hartstoffpartikel an der Oberseite einen Überstand von mehr als 400 mhi gegenüber dem ersten Matrixwerkstoff aufweisen, kann zu einem Bearbei tungssegment für die Trockenbearbeitung von Betonwerkstoffen weiterverarbeitet werden.The first hard material particles in the first matrix material are preferably placed on the upper side with an overhang of at least 400 mhi compared to the first matrix material. A green compact, in which the first hard material particles have a protrusion of more than 400 mhi on the upper side compared to the first matrix material, can be further processed into a processing segment for the dry processing of concrete materials.
Je grösser der Überstand der ersten Hartstoffpartikel ist, umso höher ist die Bearbeitungs rate, die mit dem Bearbeitungssegment erzielt werden kann. The larger the protrusion of the first hard material particles, the higher the machining rate that can be achieved with the machining segment.
In einer bevorzugten Variante werden erste Hartstoffpartikel verwendet, die von einem Hüll werkstoff umhüllt sind, wobei der Hüllwerkstoff dem ersten Matrixwerkstoff entspricht. Die Verwendung von umhüllten ersten Hartstoffpartikeln hat den Vorteil, dass die ersten Hart stoffpartikel beim Verdichten oder Heißpressen nicht in direktem Kontakt mit einem Press stempel kommen und der Verschleiß des Pressstempels reduziert werden kann. In a preferred variant, 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 a press die during compression or hot pressing and the wear of the press die can be reduced.
In einer alternativen bevorzugten Variante werden erste Hartstoffpartikel verwendet, die von einem Hüllwerkstoff umhüllt sind, wobei der Hüllwerkstoff vom ersten Matrixwerkstoff ver schieden ist. Die Verwendung von umhüllten ersten Hartstoffpartikeln hat den Vorteil, dass die ersten Hartstoffpartikel beim Verdichten oder Heißpressen nicht in direktem Kontakt mit einem Pressstempel kommen und der Verschleiß des Pressstempels reduziert werden kann. Bei Verwendung eines Hüllwerkstoffs, der vom ersten Matrixwerkstoff verschieden ist, kön nen Matrixwerkstoffe mit unterschiedlichen Verschleißeigenschaften eingesetzt werden. Der Hüllwerkstoff dient zum Schutz des Pressstempels und sollte beim fertigen Bearbeitungsseg ment möglichst schnell entfernt werden können, um die ersten Hartstoffpartikel, die den Un tergrund bearbeiten, freizustellen. Ein Matrixwerkstoff mit einer höheren Verschleißrate als der erste Matrixwerkstoff lässt sich schnell entfernen. In an alternative preferred variant, 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 a press ram during compression or hot pressing and the wear of the press ram 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 press ram and should be able to be removed as quickly as possible in the finished processing segment in order to expose the first hard material particles that work on the surface. A matrix material with a higher wear rate than the first matrix material can be removed quickly.
In einer Weiterentwicklung werden dem ersten Matrixwerkstoff zweite Hartstoffpartikel beige mischt, wobei ein mittlerer Partikeldurchmesser der zweiten Hartstoffpartikel kleiner als ein mittlerer Partikeldurchmesser der ersten Hartstoffpartikel ist. Abhängig von den Verschleißei genschaften des ersten Matrixwerkstoffes kann es während der Bearbeitung eines Unter grundes mit einem Bearbeitungswerkzeug durch Reibung mit dem Untergrund zu einem ver stärkten Verschleiß des ersten Matrixwerkstoffs an den Seitenflächen des Bearbeitungsseg mentes kommen. Dieser Verschleiß kann durch die zweiten Hartstoffpartikel reduziert wer den. 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 Hartstoffparti kel werden insbesondere im Bereich der Seitenflächen des Bearbeitungssegmentes platziert. 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, there may be increased wear of the first matrix material on the side faces of the processing segment during the processing of a substrate with a processing 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.
Die Erfindung betrifft weiterhin ein Verfahren zur Weiterverarbeitung eines Grünlings, der mit einem Verfahren zur Herstellung eines Grünlings nach einem der Ansprüche 1 bis 5 herge stellt wurde, in ein Bearbeitungssegment, welches mit einer Unterseite mit einem Grundkör per eines Bearbeitungswerkzeuges verbunden wird. Ein Grünling, der mit dem erfindungsge mäßen Verfahren zur Herstellung eines Grünlings hergestellt wurde, weist an der Oberseite erste Hartstoffpartikel auf, die einen Überstand gegenüber dem ersten Matrixwerkstoff auf weisen. Bei der Weiterverarbeitung des Grünlings zum Bearbeitungssegment wird der Über stand der ersten Hartstoffpartikel an der Oberseite bewahrt. The invention further relates to a method for further processing of a green compact, which was provided with a method for producing a green compact according to one of claims 1 to 5, in a processing segment which is connected to an underside with a base body by a processing tool. A green compact, which was produced with the method according to the invention for producing a green compact, has first hard material particles on the upper side, which have a protrusion from the first matrix material. When the green body is further processed into the processing segment, the excess of the first hard material particles on the top is preserved.
In einer ersten Ausführung wird der Grünling unter Druckeinwirkung zwischen einem ersten Pressstempel, der die Unterseite des Bearbeitungssegmentes formt, und einem zweiten Pressstempel, der eine der Unterseite gegenüberliegende Oberseite des Bearbeitungsseg mentes formt, zu einem Pressling verdichtet und der Pressling wird anschließend zum Bear beitungssegment weiterverarbeitet. Der Grünling, der an der Oberseite einen Überstand der ersten Hartstoffpartikel gegenüber dem ersten Matrixwerkstoff aufweist, wird zwischen dem ersten und zweiten Pressstempel verdichtet und durch Sintern oder Infiltrieren zum fertigen Bearbeitungssegment weiterverarbeitet. In a first embodiment, the green compact is compressed to a compact under the action of pressure between a first press stamp, which forms the underside of the processing segment, and a second press stamp, which forms an upper side of the processing segment opposite the underside, and the compact is then processed further into the processing segment . The green compact, which has an overhang of the first hard material particles on the upper side compared to the first matrix material, is compressed between the first and second press stamps and further processed to the finished processing segment by sintering or infiltration.
Besonders bevorzugt wird beim Verdichten des Grünlings ein zweiter Pressstempel verwen det, welcher in einer Pressfläche Vertiefungen aufweist, wobei die Anordnung der Vertiefun gen dem definierten Partikelmuster der ersten Hartstoffpartikel entspricht. Durch die Verwen dung eines zweiten Pressstempels, der in der Pressfläche eine Anordnung von Vertiefungen für die ersten Hartstoffpartikel aufweist, kann der Grünling zu einem Pressling verdichtet wer den, ohne das der Überstand der ersten Hartstoffpartikel, der beim Grünling erzeugt wurde, gegenüber dem ersten Matrixwerkstoff entfernt wird. Die Vertiefungen, die dem definierten Partikelmuster der ersten Hartstoffpartikel entsprechen, sind erforderlich, damit der Über stand der ersten Hartstoffpartikel an der Oberseite beim Pressen bewahrt wird. Würde der Grünling an der Oberseite mit einem herkömmlichen zweiten Pressstempel ohne Vertiefun gen geformt, würde der Überstand der ersten Hartstoffpartikel beim Pressen vernichtet. Particularly preferably, a second press ram is used when compacting the green compact, which has depressions in a pressing surface, the arrangement of the depressions corresponding to the defined particle pattern of the first hard material 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 compacted into a compact without the protrusion of the first hard material particles, which was generated in the green compact, compared to the first matrix material Will get removed. The depressions, which correspond to the defined particle pattern of the first hard material particles, are necessary so that the excess of the first hard material particles on the top is preserved during pressing. If the green body was formed on the top with a conventional second press stamp without recesses, the protrusion of the first hard material particles would be destroyed during pressing.
In einer zweiten Ausführung wird der Grünling durch Heißpressen unter Temperatureinwir kung und Druckeinwirkung zwischen einem ersten Pressstempel, der die Unterseite des Be arbeitungssegmentes formt, und einem zweiten Pressstempel, der eine der Unterseite ge genüberliegende Oberseite des Bearbeitungssegmentes formt, zum Bearbeitungssegment weiterverarbeitet. Der Grünling, der an der Oberseite einen Überstand der ersten Hartstoff partikel gegenüber dem ersten Matrixwerkstoff aufweist, wird zwischen dem ersten und zwei ten Pressstempel durch Heißpressen zum fertigen Bearbeitungssegment weiterverarbeitet. In a second embodiment, the green compact is formed by hot pressing under the action of temperature and pressure between a first press die, which forms the underside of the processing segment, and a second press die, which forms an underside, opposite top side of the processing segment, to the processing segment processed further. The green compact, which has an overhang of the first hard material particles on the upper side compared to the first matrix material, is further processed between the first and second press punches by hot pressing to form the finished processing segment.
Besonders bevorzugt wird beim Heißpressen des Grünlings ein zweiter Pressstempel ver wendet, welcher in einer Pressfläche Vertiefungen aufweist, wobei die Anordnung der Vertie fungen dem definierten Partikelmuster der ersten Hartstoffpartikel entspricht. Durch die Ver wendung eines zweiten Pressstempels, der in der Pressfläche eine Anordnung von Vertie fungen für die ersten Hartstoffpartikel aufweist, kann der Grünling durch Heißpressen zum Bearbeitungssegment weiterverarbeitet werden, ohne dass der Überstand der ersten Hart stoffpartikel, der beim Grünling erzeugt wurde, gegenüber dem ersten Matrixwerkstoff ent fernt wird. Die Vertiefungen, die dem definierten Partikelmuster der ersten Hartstoffpartikel entsprechen, sind erforderlich, damit der Überstand der ersten Hartstoffpartikel an der Ober seite beim Heißpressen bewahrt wird. Würde der Grünling an der Oberseite mit einem her kömmlichen zweiten Pressstempel ohne Vertiefungen weiterverarbeitet, würde der Über stand der ersten Hartstoffpartikel beim Heißpressen vernichtet. Particularly preferably, a second press ram is used when hot pressing the green compact, which has depressions in a pressing surface, the arrangement of the depressions corresponding to the defined particle pattern of the first hard material 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 further processed by hot pressing into the processing segment without the protrusion of the first hard material particles, which was generated in the green compact, compared to that first matrix material is removed. The depressions that correspond to the defined particle pattern of the first hard material particles are required so that the protrusion of the first hard material particles on the upper side is preserved during hot pressing. If the green compact on the top were further processed with a conventional second press stamp without depressions, the excess of the first hard material particles would be destroyed during hot pressing.
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 ver zerrter Form ausgeführt. Dabei ist zu berücksichtigen, dass vielfältige Modifikationen und Än derungen betreffend die Form und das Detail einer Ausführungsform vorgenommen werden 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 Folgenden gezeig ten und beschriebenen bevorzugten Ausführungsform oder beschränkt auf einen Gegen stand, der eingeschränkt wäre im Vergleich zu dem in den Ansprüchen beanspruchten Ge genstand. Bei gegebenen Bemessungsbereichen sollen auch innerhalb der genannten Gren zen liegende Werte als Grenzwerte offenbart und beliebig ersetzbar und beanspruchbar 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 explanation, is carried out in a schematic and / or slightly distorted form. It should be noted that various modifications and changes can be made to the shape and detail of an embodiment 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 below, or is limited to an object which would be limited compared to the subject matter claimed in the claims. For given measurement ranges, values within the stated limits are also to be disclosed as limit values and can be replaced 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; FIG. 3 ein als Abtragscheibe ausgebildetes Bearbeitungswerkzeug; FIG. 4 ein als Trennschleifkette ausgebildetes Bearbeitungswerkzeug; FIGN. 2A, B two variants of a machining tool designed as a saw blade; FIG. 3 shows a processing tool designed as a removal disk; 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);
FIGN. 6A, B die Herstellung des Bearbeitungssegmentes der FIGN. 5A-C aus einem Grün ling (FIG. 6A), der in einer Ausführungsform zu einem Pressling (FIG. 6B) ver dichtet wird; und FIGN. 6A, B the production of the machining segment of FIGN. 5A-C of a green sheet (FIG. 6A), which in one embodiment is compacted into a compact (FIG. 6B); and
FIGN. 7A-C einige Werkzeugkomponenten, die bei der Weiterverarbeitung des Grünlings der FIG. 6A zum Bearbeitungssegment der FIGN. 5A-C eingesetzt werden. FIGN. 7A-C are some tool components that are used in the further processing of the green body of FIG. 6A to 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 11A sind fest mit dem Bohrschaft 12A verbunden, beispiels weise 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 11A 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 1 1 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 1 1 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 eine 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 to a core drilling device via the tool holder 13A, 13B and is driven by the core drilling device in a direction of rotation 14 about an axis of rotation 15 during drilling operation. During the rotation of the core bit 10A, 10B about the axis of rotation 15, the core bit 10A, 10B is moved along a feed direction 16 into a workpiece to be machined, the feed direction 16 parallel to the axis of rotation 15 runs. 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 11A 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 11A 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-Verbin- dung, wie in EP 2 745 965 A1 oder EP 2 745 966 A1 beschrieben, ausgebildet. Die Ausbil dung 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 drill segments 11A or the drill ring 11 B are fixedly connected to the drill 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. The first and second drill shaft sections are connected to one another via a releasable connecting device. The detachable connection device is designed, for example, as a plug-and-turn connection, as described in EP 2 745 965 A1 or EP 2 745 966 A1. The training 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 Sä geblatt und das in FIG. 2B dargestellte Sägeblatt 20B als zweites Sägeblatt bezeichnet, aus serdem werden das erste und zweite Sägeblatt 20A, 20B unter dem Begriff "Sägeblatt" zu sammengefasst. 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 grouped together 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 21A 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 21A are firmly connected to the master 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 bear beitenden 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 runs. 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 is driven in the removal mode by the tool device in a direction of rotation 34 about an axis of rotation 35. 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 ausgebil dete Grundkörper 38 und mehrere Verbindungsglieder 39. Die Bearbeitungssegmente 37, die zum Trennschleifen eingesetzt werden, werden auch als Trennschleifsegmente bezeich net und die gliedförmig ausgebildeten Grundkörper 38 werden auch als Treibglieder bezeich net. 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 basic bodies 38 and a plurality of connecting links 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.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.
Die Nietbolzen ermöglichen eine Drehung der Treibglieder 38 relativ zu den Verbindungsglie dern 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 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). Das Bearbeitungssegment 41 entspricht vom Aufbau und der Zusammensetzung den Bear beitungssegmenten 1 1A, 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 1 1A, 1 1 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. 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). The processing segment 41 corresponds in structure and composition to the processing segments 1 1A, 21 A, 21 B, 31, 37; the machining segment 11 B formed as a drilling ring differs in its annular structure from the machining segment 41. 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 1 1A, 1 1 B 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 composed of 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; in processing segments 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 Weiterverarbeitung eines Grünlings hergestellt werden, weisen eine Schicht mit ersten Hartstoffpartikeln 45 auf, weitere Schichten mit ersten Hartstoffpartikeln 45 sind nicht vorgesehen. Als "erste Hartstoff partikel" werden die Hartstoffpartikel des Bearbeitungssegmentes 41 bezeichnet, die nach der Herstellung des Bearbeitungssegmentes an der Oberseite einen Überstand gegenüber dem ersten Matrixwerkstoff 44 aufweisen. Hartstoffpartikel, die beim Bearbeitungssegment 41 vollständig in den ersten Matrixwerkstoff 44 eingebettet sind, fallen nicht unter die Defini tion der ersten Hartstoffpartikel. Machining segments which are produced with the method according to the invention for further processing a green compact 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” are the hard material particles of the machining segment 41 which, after the production of the machining segment, have an overhang on the upper side compared to the first matrix material 44. Hard material particles that are completely embedded in the first matrix material 44 in the machining 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 ablation, the underside of the machining segments is generally flat, whereas the underside of machining segments for sawing is one Has curvature in order to be able to fasten the machining segments on 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. The first hard material particles 45 are arranged in accordance with 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 lying opposite the underside 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.
Die ersten Hartstoffpartikel 45 entstammen in der Regel einer Partikelverteilung, die durch einen minimalen Durchmesser, einen maximalen Durchmesser und einen mittleren Durch messer charakterisiert ist. Aufgrund der Partikelverteilung der ersten Hartstoffpartikeln 45 zwischen dem minimalen und maximalen Durchmesser können die Überstände der ersten Hartstoffpartikel 45 entsprechend variieren. Im Ausführungsbeispiel weisen sämtliche ersten Hartstoffpartikel 45 einen Überstand von mehr als 400 mhi gegenüber dem umgebenden ers ten Matrixwerkstoff 44 auf. 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 with respect 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 Hartstoff- partikels 45 unterschieden werden. Das Bearbeitungssegment 41 eignet sich aufgrund sei ner 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. The machining segment 41 is suitable due to its geometry with a flat underside 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 45 in den vorderseitigen Be reichen 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 45 in the front Be from 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.
Das Bearbeitungssegment 41 wird aus einem Grünling 53 hergestellt, der zum Bearbeitungs segment 41 weiterverarbeitet wird. In einer ersten Ausführungsform wird der Grünling 53 zu einem Pressling 54 verdichtet, der zum Bearbeitungssegment 41 weiterverarbeitet wird, und in einer zweiten Ausführungsform wird der Grünling 53 direkt zum Bearbeitungssegment 41 weiterverarbeitet. The processing segment 41 is made from a green compact 53, which is further processed into the processing segment 41. In a first embodiment, the green compact 53 becomes compresses a compact 54, which is further processed to the processing segment 41, and in a second embodiment, the green compact 53 is processed directly to the processing segment 41.
FIGN. 6A, B zeigen den Grünling 53, der aus dem ersten Matrixwerkstoff 44 und den ersten Hartstoffpartikeln 45 aufgebaut wird, und den Pressling 54, der durch Verdichten des Grün lings 53 hergestellt wird. Der Grünling 53 wird unter Druckeinwirkung verdichtet, bis der Pressling 54 im Wesentlichen die Endgeometrie des Bearbeitungssegmentes 41 aufweist.FIGN. 6A, B show the green compact 53, which is built up from the first matrix material 44 and the first hard material particles 45, and the compact 54, which is produced by compacting the green compact 53. The green compact 53 is compressed under the action of pressure until the compact 54 has essentially the final geometry of the machining segment 41.
Als Verfahren, die eine Druckeinwirkung auf den Grünling 53 erzielen, eignen sich beispiels weise Kaltpressverfahren oder Warmpressverfahren. Bei Kaltpressverfahren wird der Grün ling 53 ausschließlich einer Druckeinwirkung ausgesetzt, während der Grünling 53 bei Warmpressverfahren neben der Druckeinwirkung einer Temperatureinwirkung bis zu Tempe raturen von ca. 200 °C ausgesetzt wird. Der Pressling 54 wird unter Temperatureinwirkung beispielsweise beim Sintern oder durch Infiltrieren zum Bearbeitungssegment 41 weiterverar beitet. As a method that achieve pressure on the green compact 53, for example, cold pressing or hot pressing are suitable. In the cold pressing process, the green compact 53 is only exposed to pressure, while the green compact 53 in hot pressing processes is exposed not only to the pressure but also to a temperature up to temperatures of approx. 200 ° C. The compact 54 is processed under the influence of temperature, for example during sintering or by infiltration to the processing segment 41.
FIGN. 7A-C zeigen einige Werkzeugkomponenten, die bei der Weiterverarbeitung des Grün lings 53 zum Bearbeitungssegment 41 eingesetzt werden. Die Werkzeugkomponenten um fassen einen Unterstempel 61 , eine Matrize 62 und einen Oberstempel 63, wobei der Unters tempel 61 auch als erster Pressstempel und der Oberstempel 63 als zweiter Pressstempel bezeichnet wird. FIGN. 7B und 7C zeigen den Oberstempel 63 im Detail. FIGN. 7A-C show some tool components that are used in the further processing of the green body 53 to the machining segment 41. The tool components include a lower punch 61, a die 62 and an upper punch 63, the lower temple 61 also being referred to as the first press punch and the upper punch 63 as the second press punch. FIGN. 7B and 7C show the upper stamp 63 in 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 eine zweite Öffnung, in die der Oberstempel 63 verschiebbar ist. Der Oberstempel 63 weist in einer Pressfläche Vertiefungen 64 auf, deren Anordnung dem definierten Partikelmuster der ersten Hartstoffpartikel 45 entspricht. 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 can be moved, and a second opening on the top, into which the upper punch 63 can be moved. The upper punch 63 has depressions 64 in a pressing surface, the arrangement of which corresponds to the defined particle pattern of the first hard material particles 45.
Der Grünling 53 wird von unten nach oben aufgebaut, d.h. von der Unterseite 47 zur Ober seite 48. Der erste Matrixwerkstoff 44 wird mithilfe eines Füllschuhs in die Matrize 62 einge füllt, bis die gewünschte Füllhöhe erreicht ist. In den ersten Matrixwerkstoff 44 werden die ersten Hartstoffpartikel 45 entsprechend dem definierten Partikelmuster in die Oberfläche des ersten Matrixwerkstoff 44 platziert und bis zu einer gewünschten Einbetttiefe in den ers ten Matrixwerkstoff 44 eingebettet. Der Grünling 53 wird mithilfe des Unterstempels 61 und des Oberstempels 63 weiterverarbeitet. Mit dem erfindungsgemäßen Verfahren zur Herstellung eines Grünlings werden Grünlinge 53 hergestellt, bei denen die ersten Hartstoffpartikel 45 an der Oberseite einen Überstand ge genüber dem ersten Matrixwerkstoff 44 aufweisen. Mithilfe des speziellen Oberstempels 63 können die Bearbeitungssegmente 41 erzeugt werden, die für die Trockenbearbeitung von Betonwerkstoffen geeignet sind. Die Vertiefungen 64 in der Pressfläche des Oberstempels 63 sind erforderlich, damit der Überstand der ersten Hartstoffpartikel 45 an der Oberseite 48 beim Verdichten oder Heißpressen bewahrt wird. The green compact 53 is built up from bottom to top, ie from the bottom 47 to the top 48. The first matrix material 44 is filled into the die 62 using a filling shoe until the desired filling level is reached. The first hard material particles 45 are placed in the first matrix material 44 in accordance with the defined particle pattern in the surface of the first matrix material 44 and embedded in the first matrix material 44 to a desired embedding depth. The green compact 53 is processed further using the lower stamp 61 and the upper stamp 63. With the method according to the invention for producing a green body, green bodies 53 are produced in which the first hard material particles 45 have an overhang on the upper side compared to the first matrix material 44. With the help of the special upper punch 63, the processing segments 41 can be produced which are suitable for the dry processing of concrete materials. The depressions 64 in the pressing surface of the upper punch 63 are required so that the protrusion of the first hard material particles 45 on the upper side 48 is preserved during compression or 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 Oberstempels 63 vermieden werden. Als Maßnahme eignet sich die Verwendung von umhüllten 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. The use of coated first hard material particles 45 is suitable as a measure.
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 Hüll werkstoff dient zum Schutz des Oberstempels 63 beim Verdichten oder Heißpressen und sollte beim fertigen Bearbeitungssegment möglichst schnell entfernt werden können, um die ersten Hartstoffpartikel 45, die den Betonwerkstoff bearbeiten, freizustellen. 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 or hot pressing 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.
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 ver teilte Partikel dem ersten Matrixwerkstoff 44 beigemischt werden oder die zweiten Hartstoff partikel werden gemäß einem definierten zweiten Partikelmuster im ersten Matrixwerkstoff 44 platziert. Die zweiten Hartstoffpartikel werden insbesondere im Bereich der Seitenflächen des Bearbeitungssegmentes 41 platziert. 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 Grünlings (53) für ein Bearbeitungssegment (11 A, 11 B; 1. A method for producing a green compact (53) for a processing segment (11 A, 11 B;
21A, 21 B; 31 ; 37; 41), welches mit einer Unterseite (47) mit einem Grundkörper (12A, 12B; 22A, 22B; 32; 38) eines Bearbeitungswerkzeuges (10A, 10B; 20A, 20B; 30; 36) ver bunden wird, wobei der Grünling (53) aus einem ersten Matrixwerkstoff (44) und ersten Hartstoffpartikeln (45) aufgebaut wird und die ersten Hartstoffpartikel (45) gemäß einem definierten Partikelmuster im ersten Matrixwerkstoff (44) platziert werden, 21A, 21 B; 31; 37; 41), which is connected to an underside (47) with a base body (12A, 12B; 22A, 22B; 32; 38) of a machining tool (10A, 10B; 20A, 20B; 30; 36), the green body (53 ) is built up from a first matrix material (44) and first hard material particles (45) and the first hard material particles (45) are placed in the first matrix material (44) according to a defined particle pattern,
dadurch gekennzeichnet, dass die ersten Hartstoffpartikel (45) im ersten Matrixwerkstoff characterized in that the first hard material particles (45) in the first matrix material
(44) an einer der Unterseite (47) gegenüberliegenden Oberseite (48) mit einem Über stand (Ti) gegenüber dem ersten Matrixwerkstoff (44) platziert werden. (44) on an underside (47) opposite top (48) with an overhang (Ti) against the first matrix material (44) are placed.
2. Verfahren nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass die ersten Hartstoffpartikel2. The method according to claim 1, characterized in that the first hard material particles
(45) im ersten Matrixwerkstoff (44) an der Oberseite (48) mit einem Überstand (Ti) von mindestens 400 mhi gegenüber dem ersten Matrixwerkstoff (44) platziert werden. (45) in the first matrix material (44) on the top (48) with an overhang (Ti) of at least 400 mhi compared to the first matrix material (44).
3. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 2, dadurch gekennzeichnet, dass erste Hart stoffpartikel (45) verwendet werden, die von einem Hüllwerkstoff umhüllt sind, wobei der Hüllwerkstoff dem ersten Matrixwerkstoff (44) entspricht. 3. The method according to any one of claims 1 to 2, 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).
4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 2, dadurch gekennzeichnet, dass erste Hart stoffpartikel (45) verwendet werden, die von einem Hüllwerkstoff umhüllt sind, wobei der Hüllwerkstoff vom ersten Matrixwerkstoff (44) verschieden ist. 4. The method according to any one of claims 1 to 2, 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).
5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, 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. 5. The method according to any one of claims 1 to 4, 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).
6. Verfahren zur Weiterverarbeitung eines Grünlings (53), der mit einem Verfahren zur Her stellung eines Grünlings nach einem der Ansprüche 1 bis 5 hergestellt wurde, in ein Be arbeitungssegment (11A, 11 B; 21A, 21 B; 31 ; 37; 41), welches mit einer Unterseite (47) mit einem Grundkörper (12A, 12B; 22A, 22B; 32; 38) eines Bearbeitungswerkzeuges (10A, 10B; 20A, 20B; 30; 36) verbunden wird. 6. A method for further processing a green compact (53), which was produced using a method for producing a green compact according to one of claims 1 to 5, into a processing segment (11A, 11B; 21A, 21B; 31; 37; 41 ), which is connected with an underside (47) to a base body (12A, 12B; 22A, 22B; 32; 38) of a processing tool (10A, 10B; 20A, 20B; 30; 36).
7. Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass der Grünling (53) unter 7. The method according to claim 6, characterized in that the green compact (53) under
Druckeinwirkung zwischen einem ersten Pressstempel (61), der die Unterseite (47) des Bearbeitungssegmentes formt, und einem zweiten Pressstempel (63), der eine der Unter- seite (47) gegenüberliegende Oberseite (48) des Bearbeitungssegmentes formt, zu ei nem Pressling (54) verdichtet wird und der Pressling (54) anschließend zum Bearbei tungssegment (41) weiterverarbeitet wird. Pressure between a first press stamp (61), which forms the underside (47) of the machining segment, and a second press stamp (63), which forms one of the lower Forms side (47) opposite top (48) of the processing segment, is compacted into a compact (54) and the compact (54) is then further processed to the processing segment (41).
8. Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass beim Verdichten des Grün- lings (53) ein zweiter Pressstempel (63) verwendet wird, welcher in einer Pressfläche8. The method according to claim 7, characterized in that when compacting the green compact (53) a second press ram (63) is used, which in a press surface
Vertiefungen (64) aufweist, wobei die Anordnung der Vertiefungen (64) dem definierten Partikelmuster der ersten Hartstoffpartikel (45) entspricht. Has depressions (64), the arrangement of the depressions (64) corresponding to the defined particle pattern of the first hard material particles (45).
9. Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass der Grünling (53) durch 9. The method according to claim 6, characterized in that the green compact (53) by
Heißpressen unter Temperatureinwirkung und 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 Bearbeitungssegmentes formt, zum Bearbeitungssegment (41) weiterverarbeitet wird. Hot pressing under the action of temperature and 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), to the machining segment ( 41) is processed further.
10. Verfahren nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass beim Heißpressen des Grün- lings (53) ein zweiter Pressstempel (63) verwendet wird, welcher in einer Pressfläche10. The method according to claim 9, characterized in that when the green compact (53) is hot pressed, a second press stamp (63) is used, which is in a pressing surface
Vertiefungen (64) aufweist, wobei die Anordnung der Vertiefungen (64) dem definierten Partikelmuster der ersten Hartstoffpartikel (45) entspricht. Has depressions (64), the arrangement of the depressions (64) corresponding to the defined particle pattern of the first hard material particles (45).
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