JP5582695B2 - 石鋸刃 - Google Patents

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Description

本発明は、帯状の基体と、幾何的に画定された刃先を有するあさりのない歯(ungeschraenkten Zaehnen)とを備える石鋸刃であって、前記歯が、前記基体と接続された超硬合金から成る、後部逃げ面と横側面とを有している成形体を備える石鋸刃に関する。
石鋸刃(鋸刃)は、帯状の基体(bandfoermigen Grundkoerper)を有し、すなわち鋸帯として構成される。帯状の基体は、超硬合金(Hartmetall)から成る成形体を収容するように画定された座部を有する。原則的に、これらの座部は、帯状の基体のフライス加工によって作製される。超硬合金から成る成形体は、別個の要素として作製され、座部の上で、帯状の基体と安定的に接続される。超硬合金から成る成形体は、幾何的に画定された刃先を有し、それにより鋸刃の歯を形成する。
1つの鋸刃が、特許文献1から知られている。この鋸刃は、金属材料の加工用に構成されて画定される。この鋸刃は、刃先を有するあさりのない歯を伴う基体を有し、歯は、反復するサイクルで提供される。歯は、基体と接続された超硬合金から成る成形体から成ることがある。各サイクルは、高さ方向および幅方向段差(Hoehen− und einer Breitenstufung)を有する少なくとも3つの歯から成る少なくとも1つの歯グループ(Zahngruppe)から成る。歯は、歯ごとに減少する高さ、およびその際に増加する幅を有することができる。全ての歯が、基体を通る長手方向中心面に対して対称に構成される。歯は、幾何的に画定された刃先を有し、すなわち各歯が、切削角度や逃げ角度などを有する幾何的に画定された形状を有する。全ての歯の効果的な刃先または刃先断片は、それぞれ、折り曲げられた切断縁部によって形成され、切断縁部の内側断片は、長手方向中心面に対してほぼ垂直に延在し、その内側断片に、対称的な配置で外側へ、基体に向かって傾いた面取りがつながる。それにより、切断縁部は、折り曲げられた切断縁部の領域内でも、面取りと横側面との間の移行部でも、角部を備える。各歯での切断縁部は、折曲点の数の増加によって、その形状を変えることができる。
また、さらなる鋸刃が、特許文献2から知られている。この鋸刃も、金属材料の切断に使用される。サイクル内の歯の数は、ここでは少なくとも2である。歯は、基体と接続された超硬合金から成る成形体から成ることがある。2つの歯が、高さ方向および幅方向段差を有し、第1の歯グループを形成する。各歯で、効果的な切断縁部が、折り曲げられた線の形状で形成される。歯の第2のグループが提供され、これらの歯は、幅にわたって直進するそれぞれ1つの切断縁部を有する。第2の歯グループの歯は、同一に構成される。第2の歯グループの歯は、最大の幅および最小の高さを有する歯を表す。第1の歯グループと第2の歯グループとの歯は、交互に配置することができる。
独国特許出願公開第4200423A1明細書 独国特許出願公開第19963396A1明細書 欧州特許出願公開第0590408A1明細書 欧州特許出願公開第0715919A1明細書 独国特許出願公開第19652208A1明細書
本発明の目的は、大きな材料損失を伴わずに高い切削性能をもたらし、様々な測定寸法を有する加工物の製造に柔軟に使用可能であり、石の鋸引きに適している石鋸刃(鋸刃)を提供することである。
本発明によれば、この目的は、請求項1の特徴を有する石鋸刃(鋸刃)によって解決される。
すなわち、石の鋸引き用の成形体が、超硬合金から成る支持体と、刃先を形成する層とを備え、層は、少なくとも5000HKの硬度を有する。
また、石、特に花崗岩、砂岩、大理石などの切断のために、幾何的に画定された刃先を備えない鋸引き要素が使用されることも一般に知られている。すなわち、例えばワイヤ・ソー(Seilsaegen)が知られており、回転するワイヤが使用され、ワイヤは、ダイヤモンドでコーティングされた円筒形状のセグメントを付される。そのようなワイヤ・ソーは、低い切断性能しかもたらさず、比較的小さな送りでしか使用することができず、比較的幅広の切断チャネル(Schnittkanals)を石に設け、それにより、そのような切断作業で比較的大きな材料損失が生じる。生じ得る切断部は、あまり真っ直ぐにはならず、切断面で比較的大きな表面粗さ(Rautiefe)をもたらす。
さらに、石を切断するために、比較的大きな直径を有する丸鋸(Trennscheiben)が使用されることも一般に知られており、これは、有利には高い切断性能をもたらすが、欠点として、対応する幅広の切断チャネルを石に設ける。
また、石の鋸引きのためにおさのこ盤(Gattersaegen)が使用されることも一般に知られており、これは、その基本構造では、木材用のおさのこ盤の場合に知られているのと同様に構成されて配置される。しかし、ここでは、鋸刃にダイヤモンドがちりばめられており、したがって幾何的に画定された刃先はない。そのようなおさのこ盤の欠点は、低い柔軟性と、調節によって予め定められた盤の厚さとにある。
溝および切欠きのフライス加工用の工具が、特許文献3から知られている。すなわち、この文献は、フライス盤を示して、またさらにそれを説明する。この文献は、鋸刃の構造に関する指摘を含まない。
1つの鋸刃が、特許文献4から知られている。この文献は、クランプまたは差込み接続による基体との鋸刃のインサートの形状嵌合接続を示す。インサート(Einsaetze)は、少なくとも1200HV30の表面硬度を有することがある。
ドリルが、特許文献5から知られている。この文献は、特に、例えば石など硬い材料の穴開け用のドリルに関する。この文献は、鋸刃の構成に関する指摘を含まない。
本発明は、帯状の基体と、幾何的に画定された刃先を有するあさりのない歯とを備える鋸刃であって、歯が、基体と接続された超硬合金から成る成形体を備える鋸刃に関する。成形体は、石の鋸引きのために、超硬合金から成る支持体と、刃先を形成する層とを備え、層は、少なくとも5000HKの硬度を有する。すなわち、石鋸刃(Steinsaegeblatt)である。
ここで、幾何的に画定された刃先形状を有する刃先を用いた切削加工切断方法(spanend arbeitenden Trennverfahren)とは、本出願では、DIN8580の意味合いで、回転、ボーリング、フライス削り、平削り、ブローチ削り、鋸引き、およびやすり仕上げを意味することができる。幾何的に特定されない刃先形状を有する刃先を用いた切削加工切断方法としては、とりわけ、研磨、ホーニング仕上げ、ラップ仕上げを挙げることができる。
したがって、新規の層は、超硬合金から成る成形体の支持体よりも本質的に硬い。成形体は、鋸刃の歯を形成し、刃先、切断縁部、切削角度、逃げ角度などを有する幾何的に画定された形状を有する。超硬合金から成る成形体上の層は、比較的薄く寸法設定すれば十分である。重要なのは、極端に高い硬度であり、これは、幾つかの材料によってしか実現されない。層は、特に、多結晶ダイヤモンド(PKD)から成ることがあり、あるいはまた立方晶窒化ホウ素(CBN)から成ることもある。そのような材料は、これまで鋸刃では使用されていない。したがって、層は、少なくとも5000HKの硬度(ヌープ硬度;DIN EN ISO 4545も参照)を有し、ここで小さな負荷にはHK〜HV(ビッカース硬度)が適用される。
層は、帯進行方向で前方に向いた成形体の支持体の面の上に提供することができる。層は、切削面(Spanflaeche)を形成し、切除すべき材料および切除される材料が少なくとも一部この切削面と関わり合う。これは、切削面の切断縁部を含む。極端に大きな硬度を有するこの層のインサートは、支持体の構成と関係して、石の鋸引き時に切削屑の切削除去がそれほど生じず、衝撃またはハンマー効果が生じるようにし、その際、石の最小の領域が粉砕され、その意味で切断される。このとき、層は、摩耗から成形体の支持体を保護し、したがって歯を保護する。
有利には、帯進行方向に対向する、歯グループの少なくとも1つの歯、好ましくは鋸刃の全ての歯の正面図において、層の切削面の少なくとも石と接触する部分が、丸みを帯びた、または丸みを付けられた(runde)切断縁部を備える。したがって、好ましくは、従来技術で知られているような折り曲げられた切断縁部は使用されず、切断縁部の領域での角部または尖った折曲点がなくなる。これは、特に、切断縁部と後部逃げ(Rueckenfreiflaeche)との間の移行部に該当することがあるが、また歯の横側面(Flankenflaechen)への移行部にも関連することがある。丸みを帯びた形状により角部を回避する。この形状は、丸みを付けられた形態を備え、その形態は、やはり様々な半径を有する互いにつながる湾曲部片(Bogenstuecken)から形成することができる。特別な形状では、丸みを帯びた切断縁部が円形状に構成されることがある。
超硬合金から成る支持体と、高い硬度を有する層とから成る成形体は、帯状の基体で、フライス加工された座部に、画定されて形状嵌合して(definiert formschlussig)保持することができる。これは、少なくとも半径方向にも接線方向にも該当する。超硬合金から成る成形体と帯状の基体との間の安定的な接続は、溶接やはんだ付けなど、一般的な接続技法によって行うことができる。
石の切断用の新規の鋸刃のための幾何的に画定された刃先は、金属材料の切断用の鋸刃に関して本出願人の特許文献1および/または特許文献2から知られている全ての特徴及び利点を備えることができる。これは、変化するピッチ(可変ピッチ)の利用と、反復するサイクルでの様々な歯の配置とを含む。各サイクルは、高さ方向段差および幅方向段差を有する好ましくは少なくとも3つの歯から成る少なくとも1つの歯グループを有するべきであり、高さ方向段差は、歯ごとに減少することがあり、その際、幅方向段差が、歯ごとに増加することもある。また、いくつかの歯グループが、基体上で断続的に交互配置されて利用されてもよく、しかし少なくとも1つの歯グループの歯は、丸みを付けられた切断縁部を備えるべきである。別の歯グループも、丸みを付けられた切断縁部を有することができるが、グループ内で同一の幾何形状の歯のみを備える。
成形体によって形成される歯は、特に約−25°〜0°の間の負の切削角度を有することができる。逃げ角度は、0°〜15°であってよい。そのような逃げ角度は、歯の上面、および/または横側面の構成に該当する。
しかしまた、成形体によって形成される歯が、正の切削角度を、しかしここでは約0°〜−25°の負の保護面取りを伴って有することも可能である。また、それにより、鋸引き時に岩石材料のハンマー粉砕(haemmernde Zertruemmerung)が達成されると有利である。
切削面は、各成形体の層に硬質材料コーティングを備えることができる。このために、特に、窒化チタンアルミニウム、炭窒化チタンアルミニウム、窒化クロムなどが適している。また、コーティングは、多層積層構造として塗布されることもある。コーティングは、原則的には、各成形体で切削面の上に広がり、また切断縁部の上および横側面の一部の上にも広がるべきである。
本発明の有利な発展形態は、特許請求の範囲、詳細な説明、および図面から得られる。詳細な説明の導入部に挙げた幾つかの特徴、および複数の特徴の組合せの利点は、あくまでも例示にすぎず、代替的または併合的に効果を及ぼすことができ、その利点が必ず本発明による実施形態によって達成されなければならないわけではない。さらなる特徴は、図面から見て取ることができる(特に、幾つかの構成要素の図示される幾何形状および相対測定寸法、ならびにそれらの相対的な配置および機能連係)。同様に、本発明の様々な実施形態の特徴、または様々な特許請求の範囲の特徴の組合せが、特許請求の範囲の選択された従属関係から逸脱しても可能であり、ここで提起される。これは、別々の図面に図示される、またはその説明で言及される特徴にも該当する。また、これらの特徴は、様々な請求項の特徴と組み合わせることもできる。同様に、特許請求の範囲に記載された特徴を、本発明のさらなる実施形態のためになくすこともできる。
以下、本発明を、図面に図示された好ましい実施形態に基づいてさらに解説して説明する。
図1に一部を図示される例示の新規の鋸刃1は、周知の様式で矩形断面を有する帯状の基体2を備える。基体2の図示される側が、歯3を支持する。歯3は、あさりがなく、かつ好ましくは基体2の長手方向中心面14に対して対称に構成されて配置される。歯3は、基体2よりも大きい幅を有する。
歯3は、成形体4によって形成または一体形成される。各成形体4は、その大半の部分で、超硬合金から成る支持体21から成り、側面または平面上に層5を備え、この層5は、成形体4の支持体21の超硬合金よりも硬い金属から成る。成形体4の支持体21の超硬合金と安定的に接続される層5の硬度は、少なくとも5000HKである(ヌープ硬度;DIN EN ISO 4545参照)。そのような非常に高い硬度を有する適切な材料は、特に、多結晶ダイヤモンド(PKD)または立方晶窒化ホウ素(CBN)である。
層5を有する成形体4は、座部6内に嵌められる。座部6と、歯3が取り付けられている側での帯状の基体2の残りの造形とは、好ましくはフライス加工によってなされる。成形体4は、例えば溶接またははんだ付けによって、座部6で基体2の材料と安定的に接続される。座部6は、2つの少なくとも互いにほぼ直角に延びる方向で各成形体4が形状嵌合して載置されて保持されるように形作られる。成形体4の載置は、層5が帯進行方向7に向くようになされる。
図1から、歯3を形成する成形体4が負の切削角度8をもって配置されることがわかる。全ての歯3の切削角度8が一様に構成されてよい。しかし、負の切削角度8が歯3ごとに変わることも可能であり、そのようにすると、例えば3つの互いに続く歯3から成る歯グループが形成され、負の切削角度8が各グループ内のそれぞれの歯3で反復する。特に−25°〜0°の負の切削角度8が使用される。
図1から、歯3が変化するピッチをもって配置されうることもわかる。また、歯3は、高さ方向および/または幅方向段差で配置されることもある。各歯3は、帯進行方向7で前方に向いた層5の自由表面に切削面9を有し、切削面9は、その上側領域で切断縁部10に移行するか、またはこの切断縁部10で終端する。切削面9の上側領域と切断縁部10とが一緒になって、各場合に1つの刃先11を形成する。歯3を形成する成形体4は、逃げ角度12をもって配置され、それにより各歯3に後部逃げ面が生じる。
図2は、3つの歯3の相対的な設計を、刃先11の領域で、帯進行方向7に対向する相互の投影図で示す。歯3を見ることができ、歯3に、帯進行方向7に対向して第2の歯3が続き、第2の歯3に、帯進行方向7に対向してさらに歯3が続く。ここから、好ましくは少なくとも3つの歯3、3、3から成る歯グループが形成されることがわかる。このグループは反復する。各サイクルが、少なくとも1つのグループ、すなわち3つの互いに続く歯3を備える。しかしまた、別の構成の歯3、グループ、およびサイクルも可能である。
歯3が切削面9を備えることがわかり、切削面9は、その上端部で切断縁部10に移行する。切断縁部10は、円弧状に構成されて配置され、左右でそれぞれ1つの角部を形成しながら、それぞれ1つの横側面13に移行する。横側面13および関連の横側面角度は、全ての歯3、3、および3で一致し、投影図で重なる。
また、後続の歯3は、切断縁部10を有する。切断縁部10が一連の半径から組み立てられる造形が見て取られ、それにより、全体として、図示される丸みを付けられた形状が生じる。中央領域では、すなわち長手方向中心面14に続いて、切断縁部10が直線部片15を有し、この部片15では半径が無限大である。この直線部片15に、有限半径を有するそれぞれ1つの湾曲部片16がつながる。最後に、各湾曲部片16が、さらなる湾曲部片17に移行する。湾曲部片16と湾曲部片17との間の移行は、好ましくは共通の接線で行われる。湾曲部片17は、折曲点をほぼ有さずに横側面13に流れ込む。
また、歯グループ内の第3の歯3は、丸みを付けられた切断縁部10を有する。切断縁部10は、ここでも、1つの直線部片15と、2つの湾曲部片16および17とから組み立てられる。湾曲部片17は、接線方向で横側面13に流れ込むように配置され、そのように選択された半径によって特定される。移行点は、歯3がその最大幅を有する位置の少し下に位置する。歯3、3、および3の少なくとも1つが、歯3に基づいて説明したような造形を有する。しかし、横側面13への移行部での折曲点を回避するために、歯グループ内の全ての歯3をそのように設計することも可能である。
図2から、歯3、3、および3の高さ方向および幅方向段差もわかる。歯3は、最大の高さおよび最小の幅を有する歯である。歯3は、最小の高さおよび最大の幅を有する歯である。歯3は、それらの間にある。しかし、帯進行方向7での歯3、3、および3の順序は、決定的なものではない。歯3、3、および3は、同じ切削角度8を有していてよく、あるいはまたそれぞれ異なる切削角度8を有していてもよい。また、歯の後部での逃げ角度12が異なっていてもよい。各歯3、3、および3は、好ましくは、その切断縁部10の領域のみを用いて作業し、この領域は、図2による投影図では自由に突出している(frei uebersteht)。このようにすると、既に導入部で述べた従来技術と同様に、切断チャネル内の材料ストリップが除去される。しかし、岩石材料の個々のストリップ形状の領域が切断チャネルにおいて粉砕されて破壊されることにより、材料ストリップの除去は切削様式では行われず、むしろハンマー材料粉砕によって行われる。
図3および4に、成形体4の好ましい実施形態が示される。成形体4は、超硬合金から成る支持体21を備え、支持体21は、片側で、PKDまたはCBNから成る層5を支持する。層5は、成形体4の支持体21よりも薄く、一般には本質的に薄い。成形体4は、層5の自由表面によって切削面9を形成し、切削面9は、その上端部で切断縁部10に移行し、切断縁部10は、図4に示されるように、ここでは円弧状に構成される。下側領域で、成形体4は、凹部18またはチャネルを有し、その幅は、帯状の基体2の厚さに相当する。凹部18との関連で座部6の設計および配置に注目すると、それにより、各成形体4が、全ての3つの空間方向で、画定されて形状嵌合して基体2に固定されることがわかる。
図5は、基体2と、歯グループ内の3つの歯3、3、および3とを備える鋸刃1のさらなる実施形態を示す。歯グループ内の歯3の数は、3つより多くても少なくてもよいことを理解されたい。ここでは、歯3、3、および3は、正の切削角度19をもって配置される。個々の歯3、3、および3の切削角度19は、一致するように構成されてよく、あるいはまた異なるように構成されてもよい。同じことがピッチに関しても当てはまる。正の切削角度19で配置された層5の各切削面9は、しかし、その上側領域で負の保護面取り20に移行する。保護面取り20の最高点に切断縁部10が生じる。保護面取り20は、層5内で延在する。保護面取り20により、ここでも切断縁部10の領域で負の角度が生じ、したがってこの実施形態でも、やはり岩石材料に対する刃先11の意図的なハンマーおよび粉砕効果が可能になる。
層5の切削面9、および/または切断縁部10を含めた保護面取り20の領域は、硬質材料コーティング22を提供されることがある。これは、図5では、分かりやすいように歯3のみに図示される。また、硬質材料コーティング22は、歯3の横側面13の一部の上に広がることもできる。硬質材料コーティング22は、特に、窒化チタンアルミニウム、炭窒化チタンアルミニウム、または窒化クロムから成ることがある。
新規の鋸刃の第1の例示実施形態の側面図である。 帯進行方向に対向する、歯の先端領域の正面図である。 歯を形成する成形体の側面図である。 図3による成形体の前面図である。 新規の鋸刃の第2の例示実施形態の側面図である。
1 鋸刃
2 基体
3 歯
4 成形体
5 層
6 座部
7 帯進行方向
8 負の切削角度
9 切削面
10 切断縁部
11 刃先
12 逃げ角度
13 横側面
14 長手方向中心面
15 直線部片
16 湾曲部片
17 湾曲部片
18 凹部
19 正の切削角度
20 保護面取り
21 支持体
22 硬質材料コーティング

Claims (8)

  1. 帯状の基体(2)と、幾何的に画定された刃先(11)を有するあさりのない歯(3)とを備える石鋸刃(1)であって、前記歯(3)が、前記基体(2)と接続された超硬合金から成る、後部逃げ面と横側面とを有している成形体(4)を備える石鋸刃(1)において、
    前記成形体(4)によって形成される前記歯(3)が、負の切削角度(8)、または、0°〜−25°の負の保護面取り(20)を有する正の切削角度(19)を有すること、
    前記成形体(4)が、石の鋸引きのために、超硬合金から成る支持体(21)と、前記刃先(11)を形成する層(5)とを備えること
    前記層(5)が、少なくとも5000HKの硬度を有すること、
    前記層(5)が、前記成形体(4)の切削面(9)を形成すること、および、
    前記層(5)の前記切削面(9)の石と接触する部分が、前記切断縁部(10)と前記後部逃げ面との間の移行部の領域内、および、前記切断縁部(10)と前記これら横側面との間の移行部の領域内において、尖った折曲点のない丸みを帯びた切断縁部(10)を備えることを特徴とする石鋸刃(1)。
  2. 前記層(5)が、多結晶ダイヤモンド(PKD)または立方晶窒化ホウ素(CBN)から成ることを特徴とする請求項1に記載の石鋸刃。
  3. 前記丸みを帯びた切断縁部(10)が、円形状に構成されることを特徴とする請求項1に記載の石鋸刃。
  4. 超硬合金から成る前記支持体(21)と、前記層(5)とから成る成形体(4)が、前記帯状の基体(2)にフライス加工された座部(6)に形状嵌合して保持されることを特徴とする請求項1〜3のいずれか一項に記載の石鋸刃。
  5. 前記刃先(11)を形成する前記成形体(4)が、帯状の基体(2)上で、反復するサイクルで提供され、各サイクルが、高さ方向段差および幅方向段差を有する少なくとも3つの歯(3)から成る少なくとも1つの歯グループを備えることを特徴とする請求項1〜4のいずれか一項に記載の石鋸刃。
  6. 前記刃先(11)を形成する前記成形体(4)が、変化するピッチを有して、帯状の基体(2)上で、反復するサイクルで提供され、各サイクルが、高さ方向段差および幅方向段差を有する少なくとも3つの歯(3)から成る少なくとも1つの歯グループを備えることを特徴とする請求項1〜4のいずれか一項に記載の石鋸刃。
  7. 前記成形体(4)によって形成される前記歯(3)が、−25°〜0°の負の切削角度(8)および0°〜15°の逃げ角度(12)を有することを特徴とする請求項1〜6のいずれか一項に記載の石鋸刃。
  8. 前記層(5)が、前記成形体(4)の前記切削面(9)を形成し、前記切削面(9)が、窒化チタンアルミニウム、炭窒化チタンアルミニウムまたは窒化クロムから成る、硬質材料コーティング(22)を備えることを特徴とする請求項1〜7のいずれか一項に記載の石鋸刃。
JP2008293764A 2007-11-15 2008-11-17 石鋸刃 Active JP5582695B2 (ja)

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DE102007054601A DE102007054601A1 (de) 2007-11-15 2007-11-15 Sägeblatt mit einem Grundkörper und Zähnen mit Schneiden

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