WO2010112496A1 - Coated cutting wheel and method for the production thereof - Google Patents

Coated cutting wheel and method for the production thereof Download PDF

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WO2010112496A1
WO2010112496A1 PCT/EP2010/054176 EP2010054176W WO2010112496A1 WO 2010112496 A1 WO2010112496 A1 WO 2010112496A1 EP 2010054176 W EP2010054176 W EP 2010054176W WO 2010112496 A1 WO2010112496 A1 WO 2010112496A1
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WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
cutting
cutting wheel
coating
flank surfaces
recesses
Prior art date
Application number
PCT/EP2010/054176
Other languages
German (de)
French (fr)
Inventor
Heinrich Ostendarp
Original Assignee
Bohle Ag
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Bohle Ag filed Critical Bohle Ag
Publication of WO2010112496A1 publication Critical patent/WO2010112496A1/en

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    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C03—GLASS; MINERAL OR SLAG WOOL
    • C03B—MANUFACTURE, SHAPING, OR SUPPLEMENTARY PROCESSES
    • C03B33/00—Severing cooled glass
    • C03B33/10—Glass-cutting tools, e.g. scoring tools
    • C03B33/105—Details of cutting or scoring means, e.g. tips
    • C03B33/107—Wheel design, e.g. materials, construction, shape
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B28—WORKING CEMENT, CLAY, OR STONE
    • B28D—WORKING STONE OR STONE-LIKE MATERIALS
    • B28D1/00—Working stone or stone-like materials, e.g. brick, concrete or glass, not provided for elsewhere; Machines, devices, tools therefor
    • B28D1/22—Working stone or stone-like materials, e.g. brick, concrete or glass, not provided for elsewhere; Machines, devices, tools therefor by cutting, e.g. incising
    • B28D1/225—Working stone or stone-like materials, e.g. brick, concrete or glass, not provided for elsewhere; Machines, devices, tools therefor by cutting, e.g. incising for scoring or breaking, e.g. tiles

Definitions

  • the invention relates to a cutting wheel, in particular for glass and / or ceramic cutting devices, consisting of a first material having a cutting edge, which is formed by a contact line of two wedge-shaped in cross-section flank surfaces, wherein the flank surfaces production-related unevenness in the form of protrusions and depressions in have the first material, and wherein at least on the cutting edge and axially adjacent portions of the flank surfaces, a coating material is applied.
  • the invention further relates to a glass and / or ceramic cutting device and to a method for producing a coated cutting wheel.
  • Cutting wheels of the type mentioned are known from the prior art.
  • the patent application WO 2004/101455 A1 discloses a cutting wheel made of hard metal whose cutting edge and cutting edges are polished so that the unevennesses have widths of less than one micrometer. Thereafter, a coating of a hard material is applied to the polished areas - for example with elements of the IV and V main group of the periodic table. The coating is intended in particular to reduce the wear of the cutting edge and to make the cutting wheel suitable for cutting materials with different properties.
  • the coating known from WO 2004/101455 A1 makes the cutting edge with the coating material covered. It may happen that the pointed inlet of the cutting edges of the carbide cutting wheel is not accurately replicated by the coating at this point, but that the top of the coating is rounded in contrast. Thus, although a reduction in wear of the cutting wheel can be achieved, however, the cutting result is affected by this change in the cutting edge shape. Although the pointed inflow of the coating can be restored by reworking the coating, the expense of producing a cutting wheel is increased by such reworking, in particular due to the additional work steps on the one hand and due to the abraded material on the other hand.
  • a cutting wheel made of hard metal is again known, which is coated at least on the cutting edge with a polycrystalline diamond-containing layer.
  • This technique also serves to reduce the cutting wheel wear, resulting in an extension of the service life.
  • the layer of polycrystalline diamond is a very expensive and very brittle material with a comparatively high risk of demolition if the cutting wheel coated therewith strikes against a hard material. Furthermore, the results also in the diamond coating
  • the present invention is the
  • Task is based on specifying a cutting wheel with which at the same time reduced production costs Improve the cutting result and extend the tool life.
  • the invention is further based on the object to propose a glass and / or ceramic cutting device and a method for producing a coated cutting wheel.
  • the object is achieved with a cutting wheel according to the preamble of patent claim 1, characterized in that the recesses on the cutting edge and the axially adjacent portions of the flank surfaces through the
  • Coating material are leveled at least approximately to the height of the projections.
  • the cutting result can be improved if the production in a first material of the cutting wheel, for example by grinding processes, existing depressions are "filled" with a coating material, so that preferably the projections and the leveled, ie filled, wells are approximately at the same height level.
  • a coating material for example a glass or ceramic plate, which in turn is connected to a more homogeneous stress distribution in the cutting wheel and in the workpiece to be cut. It follows that the probability of occurrence of stress peaks in the cutting edge and in the surface of the cut
  • a further reduction of the susceptibility to wear results from the fact that the advantageous interaction of the very precise cutting edge and the very flat flank surfaces with the workpiece to be cut, the force with which the cutting wheel must be pressed against the workpiece to be cut to the with the Cracking effect generated, desired depth of cut in the workpiece to be cut, compared to an uncoated cutting wheel can reduce.
  • This reduced susceptibility to wear has the effect that the service life of such a coated cutting wheel can be extended by about a factor of five to ten over uncoated carbide cutting wheels.
  • the coating material forms with the contrast harder first material of the cutting wheel a special material complex, which solidifies the structure of the cutting wheel by the better force distribution or the more homogeneous contact zone between the cutting wheel and the workpiece to be cut in combination with the reduced contact force against uncoated cutting wheels, thus a higher wear resistance leads. This will make the coated cutter wheel over an extended period of time kept usable, so that a prolonged life of the coated cutting wheel is achieved.
  • the coating material has a lower hardness compared to the first material.
  • a filling of the production-related grooves is easily possible without the cutting wheel shape so it is changed.
  • the above described solidification effect is particularly pronounced in such a pairing of materials.
  • the first material may comprise a hard metal.
  • Tungsten carbide for example, which is admixed with 3 to 3% by weight of cobalt, and which has unavoidable impurities of at most about 0.5% by weight, is suitable.
  • the grain size of this alloy can be approximately between 0.5 and 0.8 microns.
  • the cobalt content of the tungsten carbide material can also be increased to 6 wt%. With otherwise identical properties, the Vickers hardness then results in about 1820.
  • the coating material may comprise titanium nitride, for example.
  • the thickness of the coating can be adapted to the height differences between the projections and the depressions, in particular between 0.5 and 3 ⁇ m, preferably 1.5 to 2 ⁇ m.
  • a structure in the form of, in particular regularly arranged, recesses may be provided along the cutting wheel circumference.
  • Such configurations of the cutting edge of a cutting wheel are known, for example, from the utility model DE 20 2007 013 306 U1, which is also based on the patent applicant. Due to the structure along the cutting wheel circumference, the cutting wheel, while it is guided over the workpiece to be cut, so rolls, exert an alternating contact force on the workpiece to be cut. The contact pressure is reduced in particular with respect to the portions of the workpiece to be cut, which lie opposite a recess in the cutting wheel circumference during the rolling process.
  • the pressing force is increased where a tooth on the cutting wheel periphery comes in contact with the corresponding portions of the workpiece to be cut during the rolling operation.
  • the cutting result can be improved due to the special nature of the introduction of force into the workpiece to be cut become.
  • the service life of a cutting wheel provided with a recess structure disclosed in DE 20 2007 013 306 U1 can be increased by approximately a factor of 1.5 compared with structured carbide cutting wheels known from practice (eg EP 0 773 194 B1).
  • Recesses may also be coated or uncoated.
  • a cutting edge formed by two cross-sectional wedge-shaped tapered second flank surfaces may be formed in the recesses.
  • a cutting edge can also be formed in the region of the recesses on the cutting wheel circumference, so that overall there is a cutting edge running along the circumference of the cutting wheel.
  • a scoring effect can be achieved when the cutting wheel is pressed in a height difference between the teeth and recesses exceeding degree in the workpiece to be cut.
  • the coating material is then applied at least to the cutting edge and axially adjacent portions of the second flank surfaces.
  • the coating can be applied at least to the wear region of the cutting wheel and the axially adjacent sections of the flank surfaces. Since a coating improves the interaction between the coated cutting wheel and the workpiece to be cut, it is expedient to coat the coating in the wear region of the coated article
  • Cutting wheel ie where the cutting edge and the axially adjacent portions of the flank surfaces in the zu deeply penetrate cutting work, apply.
  • a method for producing a coated cutting wheel comprising the following steps: providing a cutting edge having a cutting wheel of a first material, wherein the cutting edge is formed by a Beruhrungsline two in cross section wedge-shaped tapered flank surfaces, and wherein the flank surfaces production-related unevenness in the form of projections and depressions in the first material. Applying a Be slaughterungsmate ⁇ als at least on the cutting edge and axially adjacent portions of the flank surfaces, so that the recesses are leveled at the cutting edge and the axially adjacent portions of the flank surfaces by the Be istungsmatenal at least approximately to the height of the projections.
  • the leveling, so "filling", the wells can be made specifically.
  • a Coating material on the cutting wheel of a comparatively harder first material - as already explained in the comments on the cutting wheel according to the invention - a material complex is formed, which solidifies the structure of the cutting wheel surface and thus to a higher wear resistance, along with an increased life of the thus coated cutting wheel leads ,
  • the cutting edge is deburred by suitable measures before coating. In this way, even before the coating, a higher degree of precision can be achieved at the cutting edge.
  • the coating then essentially serves to fill the depressions to the height of the projections which have not been leveled by the preceding deburring operation.
  • not removed and subsequently coated burrs, in particular at the cutting edge have a negative influence on the wear resistance.
  • the coating can be applied with a thickness which has an excess compared to the height differences between the projections and the recesses. In this way, in particular the requirements for the precision of the coating process can be reduced.
  • the coating can be applied at least to the wear region of the cutting edge and the portions of the flank surfaces which abut it axially. That way that can
  • Coating material can be used economically.
  • the coating can be applied by means of physical and / or plasma-assisted chemical vapor deposition.
  • These coating processes allow, in particular, the coating also with temperature-sensitive materials and ensure the application of the coating material with largely homogeneous layer thicknesses even on complex-shaped substrates.
  • a structure in the form of recesses can be incorporated into the cutting wheel along the circumference of the cutting wheel before or after coating.
  • the recesses can be arranged regularly but also irregularly on the cutter wheel circumference.
  • the recesses can be introduced, for example by means of grinding or laser machining in the cutting wheel, as for example from the also going back to the patent applicant
  • the recesses are incorporated into the cutting wheel after coating, the area of the recesses remain uncoated because of the likewise removed coating material or in a second
  • Coating step to be recoated As a result, the area of the recesses can also be coated.
  • Cutting wheel affects.
  • the self-sharpening effect is achieved by subjecting the regions of the cutting edge (recesses) in the uncoated state a priori to a greater tendency to wear than the radially projecting, coated regions (teeth), which, although in a more intimate contact with the workpiece to be cut come, but are better protected from wear by the coating. This is obviously the geometry preservation of the cutting edge.
  • Fig. 3 is an enlarged view of the coated
  • Fig. 4a-b is an enlarged view of possible shapes of the projections and depressions on the coated
  • Fig. 5 is an isometric view of a
  • Embodiment of a cutting wheel which is provided along its Un ⁇ fangs with recesses.
  • Figure 1 shows an embodiment of a cutting wheel 2 in a front view.
  • the cutting wheel 2 can be rotatably supported in this example by means of a pin 4 about a rotation axis 6.
  • the cutting wheel 2 further comprises two parallel and perpendicular to the axis of rotation 6 extending side surfaces 8a, 8b.
  • the side surfaces 8a, 8b go into flank surfaces 10a, 10b, which touch each other at a certain angle, for example of 135 °, in a line 12 (extending in Figure 1 in the drawing plane).
  • two flank surfaces 10a, 10b run wedge-shaped towards each other, whereby along the circumference of the cutting wheel 2, a cutting edge 14 is formed.
  • the cutting edge 14 is pressed during the cutting of brittle materials such as glass or ceramic by means of a device (not shown) on which the cutting wheel 2 is mounted against the workpiece 16 to be cut (force arrow F) and rolls on the workpiece surface.
  • FIG. 2a shows an enlarged section of the cutting edge 14 of the embodiment of the cutting wheel 2 shown in FIG. 1.
  • the flank surfaces 10a, 10b have production-related unevennesses in the form of projections 18 and depressions 20.
  • the differences in height between projections 18 and recesses 20 may, depending on the selected machining accuracy at 0.5 to 3.0 microns, in particular between 1.5 and 2 microns, are.
  • the width of a recess 20 arranged between two protrusions 18 may be of the same order of magnitude.
  • Such unevenness can be caused for example by a grinding tool in the shaping of the cutting edge 14 and the adjoining portions of the flank surfaces 10a, 10b.
  • the contact zone of the cutting wheel 2 is reduced with the workpiece 16 to be cut during the cutting process.
  • This may have an effect on the cutting process in that, due to the imperfect contact along the cutting line, stress peaks occur in the material of the workpiece 16 to be cut and also in the cutting wheel surface. This can lead to fine, the quality of the breaking edge along the cutting line during the separation process of the workpiece 16 to be cut interfering material splitter, such as glass or ceramic splinters arise, and that the wear of the cutting wheel 2 is increased.
  • Figure 2b shows how the cutting wheel 2 can be formed so that the cutting result, in particular the good of the breaking edge, is improved.
  • the cutting edge 14 Prior to coating, the cutting edge 14 is preferably deburred to provide a greater degree of flatness of the surfaces involved and to remove protruding burrs, particularly at the cutting edge, which promote accelerated wear.
  • a coating material 22 is applied to the cutting edge 14 and portions of the flank surfaces 10a, 10b which bear against it axially.
  • the coating material 22 may be softer than the first material of the cutting wheel 2. Titanium nitride can be used in particular as the coating material 22.
  • the wear region of the cutting wheel 2 and the flank surfaces 10a, 10b ie the region which comes into contact with the workpiece 16 to be cut during the cutting process, is provided with the coating 22.
  • the wear region can be, for example, in the range between 10 and 50 ⁇ m, in particular between 20 and 30 ⁇ m (measured parallel to the axis of rotation 6), ie +/- 5 or 25 ⁇ m , in particular between +/- 10 and 15 microns, around the cutting edge 14 around.
  • the physical vapor deposition can be used. Physical vapor deposition can be carried out at very low process temperatures, allowing coating with temperature sensitive materials. Additionally or alternatively, the coating 22 can also by means of a plasma-enhanced chemical
  • Gas phase deposition can be applied.
  • This aforementioned coating method has in common that with them also complex shaped substrates can be covered with a coating 22 having a substantially homogeneous layer thickness.
  • other suitable coating methods can also be used.
  • the coating 22 is applied with a thickness which has an excess compared with the differences in height between the projections 18 and the recesses 20 (shown slightly coated in FIG. 2 b for clarity). In this way it can be ensured that each recess 20 in the region to be coated on the cutting edge 14 is at least "filled up" to the height of the surrounding projections 18.
  • the portions of the coating 22 projecting beyond the projections 18 are removed until a contact of the cutting wheel 2, which is made, for example, from a hard metal such as tungsten carbide, with the hard workpiece 16 is possible.
  • the coating 22 is removed, for example, except for the line 24 indicated in FIG. 2c (compare arrows 40).
  • the recesses 20 on the cutting edge 14 and the axially adjacent portions of the flank surfaces 10a, 10b then remain at least approximately filled in further use of the cutting wheel 2 with the coating material and ensure during a cutting process that the cutting wheel 2 a homogeneous contact zone with the workpiece to be cut 16 has.
  • FIG. 3 shows a cutting edge 14 and sections of the flank surfaces 10a, 10b on which the coating material has been applied with oversize, the coating 22 having been removed so far in a wear region that the filled-in depressions 20 with the projections 18 are at least approximately form a flat surface.
  • the coating 22 extends in the example shown in Figure 3 in the axial direction over the
  • FIG. 4a shows, in an enlarged view, a detail of one of the wedge-shaped tapering flank surfaces 10a, 10b of an exemplary embodiment of the cutting wheel 2 with projections 18 and depressions 20 in the coated state.
  • Example of Figure 4a the heights of the projections 18 are approximately at the same level, so that with the Coating 22 results in a largely flat level line 26.
  • Figure 4b shows a similar view as in Figure 4a, but in which the projections 18 are at different levels, so that with the coating 22 a slightly wavy level line 26 'results. But even this corrugated shape ensures the advantage of a more homogeneous contact zone between the cutting wheel 2 and the workpiece 16 to be cut.
  • Figure 5 shows a section of an embodiment of a cutting edge 14.
  • the cutting wheel 2 is provided along its circumference with, in this example regularly arranged recesses 28.
  • the recesses 28 can also be arranged irregularly, as known from the utility model DE 20 2007 013 306 Ul in principle.
  • Application can thus structured cutting wheels 2, for example, in the separation of display glass, especially high-quality glasses of TFT screens, find.
  • a cutting edge 14 is formed in the recesses 28 by two, second flank surfaces 30a, 30b tapered in the shape of a wedge.
  • the coating 22 is not shown in the embodiment shown in Figure 5 for the sake of clarity. However, the coating 22 may be applied to both the teeth 32 and recesses 28, as well as only on the teeth 32 of the cutting wheel 2. The latter may arise, for example, from the manufacturing process, if the recesses 28 after the coating process in the scope of the cutting wheel 2 are incorporated.
  • the coating 22 therefore has the advantage that, in particular with specially structured cutting wheels 2 made of hard metal, which are characterized by excellent cutting properties, especially in thin workpieces, such as glasses, due to improved cutting edge quality, a significant reduction of wear and, consequently, a prolonged service life is achieved ,

Abstract

The invention relates to a cutting wheel (2), in particular for glass and/or ceramic cutting devices, composed of a first material, comprising a cutting edge (14), which is formed by a contact line (12; 12b) of two flank surfaces (10a, 10b; 30a, 30b) that taper in a wedge shape in the cross-section thereof, wherein the flank surfaces (10a, 10b) comprise production-caused unevenness in the form of projections (18) and recesses (20) in the first material, and wherein a coating material (22) is applied at least to the cutting edge (14) and sections of the flank surfaces (10a, 10b) lying axially on the cutting edge. The invention is based on the problem of specifying a cutting wheel with which the cutting result can be improved and the tool service life extended while the production costs are reduced. The problem is solved in that the recesses (20) on the cutting edge (14) and the sections of the flank surfaces (10a, 10b) lying axially on the cutting edge are leveled at least approximately to the height of the projections (18) by the coating material (22). The invention further relates to a glass and/or ceramic cutting device and a method for producing a coated cutting wheel.

Description

Beschichtetes Schneidrad und Verfahren zu dessen Herstellung Coated cutting wheel and method for its manufacture
Die Erfindung betrifft ein Schneidrad, insbesondere für Glas- und/oder Keramikschneidvorrichtungen, bestehend aus einem ersten Material, mit einer Schneidkante, welche durch eine Berührungslinie zweier im Querschnitt keilförmig zulaufender Flankenflächen gebildet ist, wobei die Flankenflächen fertigungsbedingte Unebenheiten in Form von Vorsprüngen und Vertiefungen in dem ersten Material aufweisen, und wobei zumindest auf die Schneidkante und daran axial anliegende Abschnitte der Flankenflächen ein Beschichtungsmaterial aufgetragen ist. Die Erfindung betrifft ferner eine Glas- und/oder Keramikschneidvorrichtung sowie ein Verfahren zum Herstellen eines beschichteten Schneidrads.The invention relates to a cutting wheel, in particular for glass and / or ceramic cutting devices, consisting of a first material having a cutting edge, which is formed by a contact line of two wedge-shaped in cross-section flank surfaces, wherein the flank surfaces production-related unevenness in the form of protrusions and depressions in have the first material, and wherein at least on the cutting edge and axially adjacent portions of the flank surfaces, a coating material is applied. The invention further relates to a glass and / or ceramic cutting device and to a method for producing a coated cutting wheel.
Schneidräder der eingangs genannten Art sind aus dem Stand der Technik bekannt. Die Patentanmeldung WO 2004/101455 Al beispielsweise offenbart ein Schneidrad aus Hartmetall, dessen Schneidkante und Schneidflanken poliert werden, so dass die Unebenheiten Breiten von weniger als einem Mikrometer aufweisen. Danach wird auf die polierten Bereiche eine Beschichtung aus einem Hartwerkstoff - zum Beispiel mit Elementen der IV. und V. Hauptgruppe des Periodensystems - aufgetragen. Durch die Beschichtung soll insbesondere der Verschleiß der Schneidkante reduziert und das Schneidrad zum Schneiden von Werkstoffen mit unterschiedlichen Eigenschaften tauglich gemacht werden.Cutting wheels of the type mentioned are known from the prior art. The patent application WO 2004/101455 A1, for example, discloses a cutting wheel made of hard metal whose cutting edge and cutting edges are polished so that the unevennesses have widths of less than one micrometer. Thereafter, a coating of a hard material is applied to the polished areas - for example with elements of the IV and V main group of the periodic table. The coating is intended in particular to reduce the wear of the cutting edge and to make the cutting wheel suitable for cutting materials with different properties.
Durch die aus der WO 2004/101455 Al bekannte Beschichtung wird die Schneidkante mit dem Beschichtungsmaterial überdeckt. Dabei kann es geschehen, dass der spitze Zulauf der Schneidflanken des Hartmetall-Schneidrads durch die Beschichtung an dieser Stelle nicht genau nachgebildet wird, sondern dass die Spitze der Beschichtung demgegenüber abgerundet ist. Damit kann zwar eine Verschleißminderung des Schneidrads erzielt werden, allerdings wird das Schneidergebnis durch diese Veränderung der Schneidkantenform beeinträchtigt. Zwar lässt sich der spitze Zulauf der Beschichtung durch eine Nachbearbeitung der Beschichtung wiederherstellen, doch wird durch solch eine Nachbearbeitung insbesondere auf Grund der zusätzlichen Arbeitsschritte einerseits und auf Grund des abgetragenen Materials andererseits der Aufwand zur Schneidradherstellung erhöht.The coating known from WO 2004/101455 A1 makes the cutting edge with the coating material covered. It may happen that the pointed inlet of the cutting edges of the carbide cutting wheel is not accurately replicated by the coating at this point, but that the top of the coating is rounded in contrast. Thus, although a reduction in wear of the cutting wheel can be achieved, however, the cutting result is affected by this change in the cutting edge shape. Although the pointed inflow of the coating can be restored by reworking the coating, the expense of producing a cutting wheel is increased by such reworking, in particular due to the additional work steps on the one hand and due to the abraded material on the other hand.
Aus der Offenlegungsschrift DE 197 53 092 Al ist wiederum ein Schneidrad aus Hartmetall bekannt, welches zumindest an der Schneidkante mit einer polykristalline Diamanten aufweisenden Schicht überzogen ist. Auch diese Technik dient dazu, den Schneidradverschleiß zu verringern, woraus sich eine Verlängerung der Standzeit ergibt. Bei der Schicht mit polykristallinen Diamanten handelt es sich jedoch um ein sehr teures und dazu sehr sprödes Material mit einer vergleichsweise hohen Abbruchgefahr, wenn das damit beschichtete Schneidrad an einem harten Werkstoff anschlägt. Weiterhin ergibt sich auch bei der Diamantbeschichtung dasFrom the published patent application DE 197 53 092 A1, a cutting wheel made of hard metal is again known, which is coated at least on the cutting edge with a polycrystalline diamond-containing layer. This technique also serves to reduce the cutting wheel wear, resulting in an extension of the service life. The layer of polycrystalline diamond, however, is a very expensive and very brittle material with a comparatively high risk of demolition if the cutting wheel coated therewith strikes against a hard material. Furthermore, the results also in the diamond coating
Problem der abgerundeten (Beschichtungs-) Schneidkante, welche zwecks Aufrechterhaltung der Schneidqualität aufwändig nachgeschliffen bzw. nachgeschärft werden muss.Problem of the rounded (coating) cutting edge, which must be re-sharpened or resharpened in order to maintain the cutting quality.
Hiervon ausgehend liegt der vorliegenden Erfindung dieOn this basis, the present invention is the
Aufgabe zu Grunde, ein Schneidrad anzugeben, mit welchem sich bei gleichzeitig reduzierten Herstellungskosten das Schneidergebnis verbessern und die Werkzeugstandzeit verlängern lassen. Der Erfindung liegt ferner die Aufgabe zu Grunde, eine Glas- und/oder Keramikschneidvorrichtung sowie ein Verfahren zur Herstellung eines beschichteten Schneidrads vorzuschlagen.Task is based on specifying a cutting wheel with which at the same time reduced production costs Improve the cutting result and extend the tool life. The invention is further based on the object to propose a glass and / or ceramic cutting device and a method for producing a coated cutting wheel.
Erfindungsgemäß wird die Aufgabe mit einem Schneidrad gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1 dadurch gelöst, dass die Vertiefungen an der Schneidkante und den daran axial anliegenden Abschnitten der Flankenflächen durch dasAccording to the invention the object is achieved with a cutting wheel according to the preamble of patent claim 1, characterized in that the recesses on the cutting edge and the axially adjacent portions of the flank surfaces through the
Beschichtungsmaterial zumindest annähernd auf die Höhe der Vorsprünge nivelliert sind.Coating material are leveled at least approximately to the height of the projections.
Untersuchungen der Patentanmelderin haben in überraschender Weise gezeigt, dass sich das Schneidergebnis verbessern lässt, wenn die in einem ersten Material des Schneidrads fertigungsbedingt, beispielsweise durch Schleifprozesse, vorhandenen Vertiefungen mit einem Beschichtungsmaterial "aufgefüllt" werden, so dass vorzugsweise die Vorsprünge und die nivellierten, also aufgefüllten, Vertiefungen in etwa auf dem gleichen Höhenniveau liegen. Auf diese Weise kann das Maß der Unebenheit der Flankenflächen und damit auch der Schneidkante erheblich reduziert werden. Die Flankenflächen weisen damit während des Schneidvorgangs eine homogenere Kontaktzone mit dem zu schneidenden Werkstück, beispielsweise einer Glas- oder Keramikplatte, auf, die wiederum mit einer homogeneren Spannungsverteilung im Schneidrad und im zu schneidenden Werkstück verbunden ist. Daraus folgt, dass die Wahrscheinlichkeit des Auftretens von Spannungsspitzen in der Schneidkante und in der Oberfläche des zu schneidendenInvestigations by the patent applicant have surprisingly shown that the cutting result can be improved if the production in a first material of the cutting wheel, for example by grinding processes, existing depressions are "filled" with a coating material, so that preferably the projections and the leveled, ie filled, wells are approximately at the same height level. In this way, the degree of unevenness of the flank surfaces and thus also the cutting edge can be significantly reduced. The flank surfaces thus have during the cutting process a more homogeneous contact zone with the workpiece to be cut, for example a glass or ceramic plate, which in turn is connected to a more homogeneous stress distribution in the cutting wheel and in the workpiece to be cut. It follows that the probability of occurrence of stress peaks in the cutting edge and in the surface of the cut
Werkstücks verringert ist, wodurch sich weniger unerwünschte Mikrorisse im zu schneidenden Werkstück ausbilden, welche mit erhöhter Splitterbildung einhergehen. Durch die homogenere Spannungsverteilung wird darüber hinaus ein stark verzögerter und gleichmäßigerer Verschleiß des Schneidrads bewirkt. Die homogenere Kontaktzone sorgt demnach insbesondere dafür, dass ein saubererer Abbruch des Werkstücks, also unterWorkpiece is reduced, whereby less unwanted microcracks form in the workpiece to be cut, which with accompanied by increased splinter formation. In addition, the more homogeneous stress distribution causes a greatly delayed and more uniform wear of the cutting wheel. The more homogeneous contact zone thus ensures in particular that a cleaner demolition of the workpiece, ie under
Verringerung der Mikroriss- und Splitterbildung, entlang der Schneidlinie möglich wird.Reduction of microcracking and splintering along the cutting line becomes possible.
Eine weitere Verminderung der Verschleißanfälligkeit ergibt sich dadurch, dass durch die vorteilhafte Wechselwirkung der sehr präzisen Schneidkante bzw. der sehr ebenen Flankenflächen mit dem zu schneidenden Werkstück sich die Kraft, mit welcher das Schneidrad gegen das zu schneidende Werkstück gedrückt werden muss, um den mit dem Ritzeffekt erzeugten, gewünschten Tiefenriss im zu schneiden Werkstück zu erzielen, gegenüber einem unbeschichteten Schneidrad verringern lässt. Diese reduzierte Verschleißanfälligkeit bewirkt, dass die Standzeit eines derart beschichteten Schneidrads gegenüber unbeschichteten Schneidrädern aus Hartmetall etwa um den Faktor fünf bis zehn verlängert werden kann .A further reduction of the susceptibility to wear results from the fact that the advantageous interaction of the very precise cutting edge and the very flat flank surfaces with the workpiece to be cut, the force with which the cutting wheel must be pressed against the workpiece to be cut to the with the Cracking effect generated, desired depth of cut in the workpiece to be cut, compared to an uncoated cutting wheel can reduce. This reduced susceptibility to wear has the effect that the service life of such a coated cutting wheel can be extended by about a factor of five to ten over uncoated carbide cutting wheels.
Das Beschichtungsmaterial bildet mit dem demgegenüber härteren ersten Material des Schneidrads einen besonderen Materialkomplex, welcher das Gefüge der Schneidradoberfläche durch die bessere Kraftverteilung bzw. die homogenere Kontaktzone zwischen dem Schneidrad und dem zu schneidenden Werkstück in Kombination mit der verringerten Anpresskraft gegenüber unbeschichteten Schneidrädern verfestigt, somit zu einer höheren Verschleißresistenz führt. Damit wird das beschichtete Schneidrad über einen verlängerten Zeitraum einsetzbar gehalten, so dass eine verlängerte Standzeit des beschichteten Schneidrads erreicht wird.The coating material forms with the contrast harder first material of the cutting wheel a special material complex, which solidifies the structure of the cutting wheel by the better force distribution or the more homogeneous contact zone between the cutting wheel and the workpiece to be cut in combination with the reduced contact force against uncoated cutting wheels, thus a higher wear resistance leads. This will make the coated cutter wheel over an extended period of time kept usable, so that a prolonged life of the coated cutting wheel is achieved.
Vorzugsweise weist das Beschichtungsmaterial eine gegenüber dem ersten Material geringere Härte auf. In diesem Fall ist ein Auffüllen der fertigungsbedingten Riefen problemlos möglich, ohne dass die Schneidradform also solche dabei verändert wird. Ferner ist der vorstehende beschriebene Verfestigungseffekt bei einer derartigen Materialpaarung besonders ausgeprägt.Preferably, the coating material has a lower hardness compared to the first material. In this case, a filling of the production-related grooves is easily possible without the cutting wheel shape so it is changed. Furthermore, the above described solidification effect is particularly pronounced in such a pairing of materials.
Das erste Material kann ein Hartmetall aufweisen. Geeignet ist beispielsweise Wolframcarbid, welchem 3,-3 Gew.-% Cobalt zulegiert sind, und welches unvermeidliche Verunreinigungen in Höhe von maximal etwa 0,5 Gew.-% aufweist. Die Korngröße dieser Legierung kann etwa zwischen 0,5 und 0,8 μm betragen. In dieser Zusammensetzung ergibt sich eine Vickers-Härte für den Wolframcarbid-Werkstoff in der Größenordnung von 2020. Der Cobaltanteil des Wolframcarbid-Werkstoffs kann auch auf 6 Gew.-% erhöht werden. Bei ansonsten gleichen Eigenschaften ergibt sich die Vickers-Härte dann zu etwa 1820.The first material may comprise a hard metal. Tungsten carbide, for example, which is admixed with 3 to 3% by weight of cobalt, and which has unavoidable impurities of at most about 0.5% by weight, is suitable. The grain size of this alloy can be approximately between 0.5 and 0.8 microns. In this composition, there is a Vickers hardness for the tungsten carbide material in the order of 2020. The cobalt content of the tungsten carbide material can also be increased to 6 wt%. With otherwise identical properties, the Vickers hardness then results in about 1820.
Das Beschichtungsmaterial kann beispielsweise Titannitrid aufweisen.The coating material may comprise titanium nitride, for example.
Die Dicke der Beschichtung kann auf die Höhenunterschiede zwischen den Vorsprüngen und den Vertiefungen, insbesondere zwischen 0,5 und 3 μm, vorzugsweise 1,5 bis 2 μm, angepasst sein. Durch das zumindest annähernd vollständige Nivellieren der Vertiefungen mit dem Beschichtungsmaterial können dieThe thickness of the coating can be adapted to the height differences between the projections and the depressions, in particular between 0.5 and 3 μm, preferably 1.5 to 2 μm. By at least approximately complete leveling of the wells with the coating material, the
Flankenflächen an der Schneidkante mit einem größeren Maß an Ebenheit und damit die Schneidkante mit einem größeren Maß an Präzision versehen werden. Es ist dabei aber nicht zwingend erforderlich, eine ideal ebene Fläche zu erzielen. Vielmehr werden die vorteilhaften Effekte der Beschichtung auch schon dann erreicht, wenn die Höhenunterschiede zwischen den Vorsprüngen und den Vertiefungen durch ein zumindest teilweises Auffüllen der Vertiefungen mit dem Beschichtungsmaterial verringert werden. Die vorteilhafte Wirkung der homogeneren Kontaktzone des beschichteten Schneidrads mit dem zu schneidenden Werkstück kommt grundsätzlich umso stärker zur Geltung, je geringer dieFlank surfaces on the cutting edge with a greater degree of flatness and thus the cutting edge with a greater degree Precision be provided. However, it is not absolutely necessary to achieve an ideally flat surface. Rather, the advantageous effects of the coating are already achieved when the height differences between the projections and the recesses are reduced by at least partially filling the recesses with the coating material. The advantageous effect of the more homogeneous contact zone of the coated cutting wheel with the workpiece to be cut is in principle more pronounced, the lower the
Höhenunterschiede sind (mit anderen Worten, je geringer das Maß an Unebenheit ist) .Height differences are (in other words, the lower the degree of unevenness).
In einer bevorzugten Ausgestaltung des Schneidrads kann entlang des Schneidradumfangs eine Struktur in Form von, insbesondere regelmäßig angeordneten, Ausnehmungen vorgesehen sein. Derartige Ausgestaltungen der Schneidkante eines Schneidrads sind beispielsweise aus dem ebenfalls auf die Patentanmelderin zurückgehenden Gebrauchsmuster DE 20 2007 013 306 Ul bekannt. Durch die Struktur entlang des Schneidradumfangs kann das Schneidrad, während es über das zu schneidende Werkstück geführt wird, also abrollt, eine wechselnde Anpresskraft auf das zu schneidende Werkstück ausüben. Die Anpresskraft ist insbesondere gegenüber den Abschnitten des zu schneidenden Werkstücks verringert, welche einer Ausnehmung im Schneidradumfang während des Abrollvorgangs gegenüber liegen. Die Anpresskraft ist hingegen dort erhöht, wo ein Zahn am Schneidradumfang mit den entsprechenden Abschnitten des zu schneidenden Werkstücks während des Abrollvorgangs in Kontakt kommt. Auf diese Weise kann das Schneidergebnis auf Grund der besonderen Art der Krafteinleitung in das zu schneidende Werkstück verbessert werden. Die Standzeit eines mit einer in der DE 20 2007 013 306 Ul offenbarten Ausnehmungsstruktur versehenen Schneidrads lässt sich gegenüber aus der Praxis bekannten strukturierten Hartmetall-Schneidrädern (z.B. EP 0 773 194 Bl) um etwa den Faktor 1,5 erhöhen. DieIn a preferred embodiment of the cutting wheel, a structure in the form of, in particular regularly arranged, recesses may be provided along the cutting wheel circumference. Such configurations of the cutting edge of a cutting wheel are known, for example, from the utility model DE 20 2007 013 306 U1, which is also based on the patent applicant. Due to the structure along the cutting wheel circumference, the cutting wheel, while it is guided over the workpiece to be cut, so rolls, exert an alternating contact force on the workpiece to be cut. The contact pressure is reduced in particular with respect to the portions of the workpiece to be cut, which lie opposite a recess in the cutting wheel circumference during the rolling process. On the other hand, the pressing force is increased where a tooth on the cutting wheel periphery comes in contact with the corresponding portions of the workpiece to be cut during the rolling operation. In this way, the cutting result can be improved due to the special nature of the introduction of force into the workpiece to be cut become. The service life of a cutting wheel provided with a recess structure disclosed in DE 20 2007 013 306 U1 can be increased by approximately a factor of 1.5 compared with structured carbide cutting wheels known from practice (eg EP 0 773 194 B1). The
Ausnehmungen können ferner beschichtet oder unbeschichtet sein .Recesses may also be coated or uncoated.
In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung des Schneidrads kann in den Ausnehmungen eine durch zwei im Querschnitt keilförmig zulaufende zweite Flankenflächen gebildete Schneidkante ausgebildet sein. Auf diese Weise kann auch im Bereich der Ausnehmungen am Schneidradumfang eine Schneidkante gebildet werden, so dass sich insgesamt eine entlang des Umfangs des Schneidrads durchgehende Schneidkante ergibt. Mit dieser Ausgestaltung kann insbesondere ein Ritzeffekt erzielt werden, wenn das Schneidrad in einem den Höhenunterschied zwischen den Zähnen und Ausnehmungen übersteigenden Maß in das zu schneidende Werkstück gedrückt wird. Vorzugsweise ist dann zumindest auf die Schneidkante und daran axial anliegende Abschnitte der zweiten Flankenflächen das Beschichtungsmaterial aufgetragen.In a further advantageous embodiment of the cutting wheel, a cutting edge formed by two cross-sectional wedge-shaped tapered second flank surfaces may be formed in the recesses. In this way, a cutting edge can also be formed in the region of the recesses on the cutting wheel circumference, so that overall there is a cutting edge running along the circumference of the cutting wheel. With this embodiment, in particular a scoring effect can be achieved when the cutting wheel is pressed in a height difference between the teeth and recesses exceeding degree in the workpiece to be cut. Preferably, the coating material is then applied at least to the cutting edge and axially adjacent portions of the second flank surfaces.
In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung des Schneidrads kann die Beschichtung zumindest auf den Abnutzungsbereich des Schneidrads und die daran axial anliegenden Abschnitte der Flankenflächen aufgetragen sein. Da eine Beschichtung die Wechselwirkung zwischen dem beschichteten Schneidrad und dem zu schneidenden Werkstück verbessert, ist es zweckmäßig, die Beschichtung im Abnutzungsbereich des beschichtetenIn a further advantageous embodiment of the cutting wheel, the coating can be applied at least to the wear region of the cutting wheel and the axially adjacent sections of the flank surfaces. Since a coating improves the interaction between the coated cutting wheel and the workpiece to be cut, it is expedient to coat the coating in the wear region of the coated article
Schneidrads, also dort, wo die Schneidkante und die daran axial anliegenden Abschnitte der Flankenflächen in das zu schneidende Werkstuck tief eindringen, aufzutragen. Es kann aber auch vorteilhaft sein, die Beschichtung m Bereichen, welche über den Abnutzungsbereich hinausgehen, zu beschichten, beispielsweise um eine Schutzschicht gegen äußere Einflüsse für das Schneidradmaterial zu schaffen.Cutting wheel, ie where the cutting edge and the axially adjacent portions of the flank surfaces in the zu deeply penetrate cutting work, apply. However, it may also be advantageous to coat the coating in areas which extend beyond the wear area, for example to create a protective layer against external influences on the cutting wheel material.
Erfmdungsgemaß wird die Aufgabe auch durch eine Glas- und/oder Keramikschneidvorrichtung, welche ein wie zuvor beschriebenes Schneidrad aufweist, gelost.Erfmdungsgemaß the task is also by a glass and / or ceramic cutting device, which has a cutting wheel as described above, solved.
Hinsichtlich der Vorteile und vorteilhafter Ausgestaltungen der Schneidvorrichtung wird auf die Ausfuhrungen zu dem zuvor beschriebenen Schneidrad verwiesen.With regard to the advantages and advantageous embodiments of the cutting device is made to the statements to the cutting wheel described above.
Erfmdungsgemaß wird die Aufgabe auch durch ein Verfahren zum Herstellen eines beschichteten Schneidrads gelost, welches folgende Verfahrensschritte aufweist: Bereitstellen eines eine Schneidkante aufweisenden Schneidrads aus einem ersten Material, wobei die Schneidkante durch eine Beruhrungslinie zweier im Querschnitt keilförmig zulaufender Flankenflachen gebildet ist, und wobei die Flankenflachen fertigungsbedingte Unebenheiten in Form von Vorsprungen und Vertiefungen in dem ersten Material aufweisen. Auftragen eines Beschichtungsmateπals zumindest auf die Schneidkante und daran axial anliegende Abschnitte der Flankenflachen, so dass die Vertiefungen an der Schneidkante und den daran axial anliegenden Abschnitten der Flankenflachen durch das Beschichtungsmatenal zumindest annähernd auf die Hohe der Vorsprunge nivelliert werden.Erfmdungsgemaß the object is also achieved by a method for producing a coated cutting wheel, comprising the following steps: providing a cutting edge having a cutting wheel of a first material, wherein the cutting edge is formed by a Beruhrungslinie two in cross section wedge-shaped tapered flank surfaces, and wherein the flank surfaces production-related unevenness in the form of projections and depressions in the first material. Applying a Beschichtungsmateπals at least on the cutting edge and axially adjacent portions of the flank surfaces, so that the recesses are leveled at the cutting edge and the axially adjacent portions of the flank surfaces by the Beschichtungsmatenal at least approximately to the height of the projections.
Das Nivellieren, also "Auffüllen", der Vertiefungen kann dabei gezielt vorgenommen werden. Durch das Auftragen eines Beschichtungsmaterials auf das Schneidrad aus einem demgegenüber härteren ersten Material - wie bereits in den Ausführungen zum erfindungsgemäßen Schneidrad erläutert - wird ein Materialkomplex gebildet, welcher das Gefüge der Schneidradoberfläche verfestigt und somit zu einer höheren Verschleißresistenz, einhergehend mit einer erhöhten Standzeit des derart beschichteten Schneidrads, führt.The leveling, so "filling", the wells can be made specifically. By applying a Coating material on the cutting wheel of a comparatively harder first material - as already explained in the comments on the cutting wheel according to the invention - a material complex is formed, which solidifies the structure of the cutting wheel surface and thus to a higher wear resistance, along with an increased life of the thus coated cutting wheel leads ,
Vorzugsweise wird die Schneidkante vor dem Beschichten durch geeignete Maßnahmen entgratet. Auf diese Weise kann schon vor der Beschichtung ein höheres Maß an Präzision an der Schneidkante erzielt werden. Die Beschichtung dient dann im Wesentlichen zum Auffüllen der Vertiefungen auf die Höhe der Vorsprünge, welche durch den vorhergehenden Entgratungsvorgang nicht eingeebnet wurden. Hingegen haben nicht entfernte und anschließend beschichtete Grate insbesondere an der Schneidkante einen negativen Einfluss auf die Verschleißresistenz.Preferably, the cutting edge is deburred by suitable measures before coating. In this way, even before the coating, a higher degree of precision can be achieved at the cutting edge. The coating then essentially serves to fill the depressions to the height of the projections which have not been leveled by the preceding deburring operation. On the other hand, not removed and subsequently coated burrs, in particular at the cutting edge, have a negative influence on the wear resistance.
In einer vorteilhaften Ausführungsform des Verfahrens kann die Beschichtung mit einer Dicke aufgetragen werden, welche gegenüber den Höhenunterschieden zwischen den Vorsprüngen und den Vertiefungen ein Übermaß aufweist. Auf diese Weise können insbesondere die Anforderungen an die Präzision des Beschichtungsvorgangs vermindert werden.In an advantageous embodiment of the method, the coating can be applied with a thickness which has an excess compared to the height differences between the projections and the recesses. In this way, in particular the requirements for the precision of the coating process can be reduced.
Weiterhin kann gewährleistet werden, dass alle in den Flankenflächen vorhandenen Vertiefungen zumindest bis auf die Höhe der Vorsprünge mit Beschichtungsmaterial aufgefüllt sind und somit das vorteilhaft hohe Maß an Ebenheit derFurthermore, it can be ensured that all depressions present in the flank surfaces are filled with coating material at least up to the height of the projections and thus the advantageously high degree of flatness of the
Flankenflächen und damit einhergehend eine hohe Präzision der Schneidkante erreicht wird. Bei der Ausführung des Verfahrens kann die Beschichtung zumindest auf den Abnutzungsbereich der Schneidkante und die daran axial anliegenden Abschnitte der Flankenflächen aufgetragen werden. Auf diese Weise kann dasFlank surfaces and, consequently, a high precision of the cutting edge is achieved. In carrying out the method, the coating can be applied at least to the wear region of the cutting edge and the portions of the flank surfaces which abut it axially. That way that can
Beschichtungsmaterial ökonomisch verwendet werden.Coating material can be used economically.
In einer vorteilhaften Ausführungsform des Verfahrens kann die Beschichtung mittels physikalischer und/oder plasmaunterstützter chemischer Gasphasenabscheidung aufgetragen werden. Diese Beschichtungsprozesse erlauben insbesondere das Beschichten auch mit temperaturempfindlichen Materialien und gewährleisten die Auftragung des Beschichtungsmaterials mit weitgehend homogenen Schichtdicken auch auf komplex geformten Untergründen.In an advantageous embodiment of the method, the coating can be applied by means of physical and / or plasma-assisted chemical vapor deposition. These coating processes allow, in particular, the coating also with temperature-sensitive materials and ensure the application of the coating material with largely homogeneous layer thicknesses even on complex-shaped substrates.
In einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform des Verfahrens kann entlang des Schneidradumfangs vor oder nach dem Beschichten eine Struktur in Form von Ausnehmungen in das Schneidrad eingearbeitet werden. Die Ausnehmungen können regelmäßig, aber auch unregelmäßig am Schneidradumfang angeordnet werden. Die Ausnehmungen lassen sich beispielsweise mittels Schleifen oder Laserbearbeitung in das Schneidrad einbringen, wie es beispielsweise aus der ebenfalls auf die Patentanmelderin zurückgehendenIn a further advantageous embodiment of the method, a structure in the form of recesses can be incorporated into the cutting wheel along the circumference of the cutting wheel before or after coating. The recesses can be arranged regularly but also irregularly on the cutter wheel circumference. The recesses can be introduced, for example by means of grinding or laser machining in the cutting wheel, as for example from the also going back to the patent applicant
DE 10 2007 045 383 Al bekannt ist. Die Erzeugung der Ausnehmungen vor dem Beschichten erlaubt die Beschichtung der Schneidkante und der daran axial anliegenden Abschnitte der Flankenflächen in einem Beschichtungsschritt .DE 10 2007 045 383 Al is known. The production of the recesses before coating allows the coating of the cutting edge and the axially adjacent portions of the flank surfaces in a coating step.
Werden die Ausnehmungen nach dem Beschichten in das Schneidrad eingearbeitet, kann der Bereich der Ausnehmungen wegen des ebenfalls abgetragenen Beschichtungsmaterials unbeschichtet bleiben oder in einem zweitenIf the recesses are incorporated into the cutting wheel after coating, the area of the recesses remain uncoated because of the likewise removed coating material or in a second
Beschichtungsschritt nachbeschichtet werden. Demzufolge kann auch der Bereich der Ausnehmungen beschichtet werden.Coating step to be recoated. As a result, the area of the recesses can also be coated.
Bleibt der Bereich der Ausnehmungen unbeschichtet, wird er bei Gebrauch einem höheren Verschleiß unterliegen als die beschichteten Zähne der Struktur. Auf diese Weise kann sich ein Selbstschärfungseffekt der Strukturgeometrie einstellen, welcher sich positiv auf die Geometrieerhaltung desIf the area of the recesses remains uncoated, in use it will be subject to greater wear than the coated teeth of the structure. In this way, a self-sharpening effect of the structure geometry can be established, which has a positive effect on the geometry preservation of the structure
Schneidrads auswirkt. Der Selbstschärfungseffekt kommt zustande, indem die radial zurückstehenden und somit weniger beanspruchten Bereiche der Schneidkante (Ausnehmungen) im unbeschichteten Zustand a priori einer höheren Verschleißneigung unterliegen als die radial vorstehenden, beschichteten Bereiche (Zähne), welche zwar in einen innigeren Kontakt mit dem zu schneidenden Werkstück kommen, aber durch die Beschichtung besser vor Verschleiß geschützt sind. Dies dient ersichtlich der Geometrieerhaltung der Schneidkante.Cutting wheel affects. The self-sharpening effect is achieved by subjecting the regions of the cutting edge (recesses) in the uncoated state a priori to a greater tendency to wear than the radially projecting, coated regions (teeth), which, although in a more intimate contact with the workpiece to be cut come, but are better protected from wear by the coating. This is obviously the geometry preservation of the cutting edge.
Hinsichtlich weiterer Vorteile des Verfahrens wird auf die Ausführungen zu dem zuvor beschriebenen Schneidrad verwiesen.With regard to further advantages of the method, reference is made to the comments on the cutting wheel described above.
Es gibt vielfältige Möglichkeiten, das erfindungsgemäßeThere are many possibilities, the invention
Schneidrad bzw. das erfindungsgemäße Verfahren auszugestalten und weiterzubilden. Hierzu wird einerseits auf die abhängigen Patentansprüche und andererseits auf die Erläuterung von Ausführungsbeispielen in Verbindung mit der beigefügten Zeichnung verwiesen. In der Zeichnung zeigen: Fig. 1 eine Frontalansicht eines Schneidrads gemäß einem Ausführungsbeispiel,Design and further develop cutting wheel or the inventive method. Reference is made on the one hand to the dependent claims and on the other hand to the explanation of embodiments in conjunction with the accompanying drawings. In the drawing show: 1 is a front view of a cutting wheel according to an embodiment,
Fig. 2a-c den Ablauf des Verfahrens zum Herstellen eines beschichteten Schneidrads gemäß einem2a-c the sequence of the method for producing a coated cutting wheel according to a
Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung,Embodiment of the present invention
Fig. 3 eine vergrößerte Ansicht der beschichtetenFig. 3 is an enlarged view of the coated
Schneidkante und der beschichteten Flankenflächen eines Ausführungsbeispiels des Schneidrads, nachdem der bestimmungsgemäße Gebrauch des Schneidrads begonnen hat,Cutting edge and the coated flank surfaces of an embodiment of the cutting wheel after the intended use of the cutting wheel has begun,
Fig. 4a-b eine vergrößerte Ansicht von möglichen Formen der Vorsprünge und Vertiefungen an den beschichtetenFig. 4a-b is an enlarged view of possible shapes of the projections and depressions on the coated
Flankenflächen, undFlank surfaces, and
Fig. 5 eine isometrische Ansicht einesFig. 5 is an isometric view of a
Ausführungsbeispiels eines Schneidrads, welches entlang seines Unαfangs mit Ausnehmungen versehen ist.Embodiment of a cutting wheel, which is provided along its Unαfangs with recesses.
Figur 1 zeigt ein Ausführungsbeispiel eines Schneidrads 2 in einer Frontalansicht. Das Schneidrad 2 kann in diesem Beispiel mittels eines Stifts 4 um eine Drehachse 6 drehbar gelagert werden. Das Schneidrad 2 weist weiterhin zwei parallele und sich senkrecht zur Drehachse 6 erstreckende Seitenflächen 8a, 8b auf. Die Seitenflächen 8a, 8b, gehen in Flankenflächen 10a, 10b über, die sich unter einem bestimmten Winkel, beispielsweise von 135°, in einer Linie 12 (sich in Figur 1 in die Zeichenebene erstreckend) berühren. Im Querschnitt laufen also zwei Flankenflächen 10a, 10b keilförmig aufeinander zu, wodurch entlang des Umfangs des Schneidrads 2 eine Schneidkante 14 gebildet wird. Die Schneidkante 14 wird während des Schneidens von spröden Werkstoffen wie Glas oder Keramik mittels einer Vorrichtung (nicht dargestellt), an welcher das Schneidrad 2 montiert ist, gegen das zu schneidende Werkstück 16 gedrückt (Kraftpfeil F) und rollt auf der Werkstückoberfläche ab.Figure 1 shows an embodiment of a cutting wheel 2 in a front view. The cutting wheel 2 can be rotatably supported in this example by means of a pin 4 about a rotation axis 6. The cutting wheel 2 further comprises two parallel and perpendicular to the axis of rotation 6 extending side surfaces 8a, 8b. The side surfaces 8a, 8b, go into flank surfaces 10a, 10b, which touch each other at a certain angle, for example of 135 °, in a line 12 (extending in Figure 1 in the drawing plane). In cross-section, therefore, two flank surfaces 10a, 10b run wedge-shaped towards each other, whereby along the circumference of the cutting wheel 2, a cutting edge 14 is formed. The cutting edge 14 is pressed during the cutting of brittle materials such as glass or ceramic by means of a device (not shown) on which the cutting wheel 2 is mounted against the workpiece 16 to be cut (force arrow F) and rolls on the workpiece surface.
Figur 2a zeigt einen vergrößerten Ausschnitt der Schneidkante 14 des in Figur 1 gezeigten Ausführungsbeispiels des Schneidrads 2. Die Flankenflächen 10a, 10b weisen fertigungsbedingte Unebenheiten in Form von Vorsprüngen 18 und Vertiefungen 20 auf. Die Höhenunterschiede zwischen Vorsprüngen 18 und Vertiefungen 20 können je nach gewählter Bearbeitungsgenauigkeit bei 0,5 bis 3,0 μm, insbesondere zwischen 1,5 und 2 μm, liegen. Die Breite einer zwischen zwei Vorsprüngen 18 angeordneten Vertiefung 20 kann in derselben Größenordnung liegen. Derartige Unebenheiten können beispielsweise durch ein Schleifwerkzeug bei der Formgebung der Schneidkante 14 und der daran anliegenden Abschnitte der Flankenflächen 10a, 10b hervorgerufen werden.FIG. 2a shows an enlarged section of the cutting edge 14 of the embodiment of the cutting wheel 2 shown in FIG. 1. The flank surfaces 10a, 10b have production-related unevennesses in the form of projections 18 and depressions 20. The differences in height between projections 18 and recesses 20 may, depending on the selected machining accuracy at 0.5 to 3.0 microns, in particular between 1.5 and 2 microns, are. The width of a recess 20 arranged between two protrusions 18 may be of the same order of magnitude. Such unevenness can be caused for example by a grinding tool in the shaping of the cutting edge 14 and the adjoining portions of the flank surfaces 10a, 10b.
Durch die Vorsprünge 18 und Vertiefungen 20 wird die Kontaktzone des Schneidrads 2 mit dem zu schneidenden Werkstück 16 während des Schneidvorgangs verkleinert. Dies kann sich auf den Schneidvorgang dahingehend auswirken, dass auf Grund des unvollkommenen Kontakts entlang der Schneidlinie Spannungsspitzen in dem Werkstoff des zu schneidenden Werkstücks 16 und auch in der Schneidradoberfläche entstehen. Dies kann dazu führen, dass während des Trennvorgangs des zu schneidenden Werkstücks 16 entlang der Schneidlinie feine, die Güte der Bruchkante beeinträchtigende Werkstoffsplitter, beispielsweise Glasoder Keramiksplitter entstehen, und dass der Verschleiß des Schneidrads 2 erhöht wird.By the projections 18 and recesses 20, the contact zone of the cutting wheel 2 is reduced with the workpiece 16 to be cut during the cutting process. This may have an effect on the cutting process in that, due to the imperfect contact along the cutting line, stress peaks occur in the material of the workpiece 16 to be cut and also in the cutting wheel surface. This can lead to fine, the quality of the breaking edge along the cutting line during the separation process of the workpiece 16 to be cut interfering material splitter, such as glass or ceramic splinters arise, and that the wear of the cutting wheel 2 is increased.
Figur 2b zeigt, wie das Schneidrad 2 so ausgebildet werden kann, dass das Schneidergebnis, insbesondere die Gute der Bruchkante, verbessert wird. Vor dem Beschichten wird die Schneidkante 14 bevorzugt entgratet, um ein höheres Maß an Ebenheit der beteiligten Oberflachen zu erzielen und um vorstehende Grate insbesondere an der Schneidkante, welche einen beschleunigten Verschleiß begünstigen, zu entfernen. Zunächst wird auf die Schneidkante 14 und daran axial anliegende Abschnitte der Flankenflachen 10a, 10b ein Beschichtungsmatenal 22 aufgetragen. Das Beschichtungsmatenal 22 kann beispielsweise weicher als das erste Material des Schneidrads 2 sein. Als Beschichtungsmatenal 22 kann insbesondere Titannitrid verwendet werden.Figure 2b shows how the cutting wheel 2 can be formed so that the cutting result, in particular the good of the breaking edge, is improved. Prior to coating, the cutting edge 14 is preferably deburred to provide a greater degree of flatness of the surfaces involved and to remove protruding burrs, particularly at the cutting edge, which promote accelerated wear. First, a coating material 22 is applied to the cutting edge 14 and portions of the flank surfaces 10a, 10b which bear against it axially. For example, the coating material 22 may be softer than the first material of the cutting wheel 2. Titanium nitride can be used in particular as the coating material 22.
Vorzugsweise wird der Abnutzungsbereich des Schneidrads 2 und der Flankenflachen 10a, 10b, also der Bereich, welcher wahrend des Schneidvorgangs mit dem zu schneidenden Werkstuck 16 in Kontakt kommt, mit der Beschichtung 22 versehen. Bei typischen Abmessungen eines Schneidrads 2 mit einem Umfang von einigen Millimetern kann der Abnutzungsbereich beispielsweise in dem Bereich zwischen 10 und 50 μm, insbesondere zwischen 20 und 30 μm, liegen (gemessen parallel zur Drehachse 6) , also +/- 5 bzw. 25 μm, insbesondere zwischen +/- 10 und 15 μm, um die Schneidkante 14 herum. Es ist aber ebenso möglich, darüber hinausgehende Bereiche des Schneidrads 2 zu beschichten. Auf diese Weise können die Präzisionsanforderungen an das Beschichtungswerkzeug verringert werden.Preferably, the wear region of the cutting wheel 2 and the flank surfaces 10a, 10b, ie the region which comes into contact with the workpiece 16 to be cut during the cutting process, is provided with the coating 22. In the case of typical dimensions of a cutting wheel 2 with a circumference of a few millimeters, the wear region can be, for example, in the range between 10 and 50 μm, in particular between 20 and 30 μm (measured parallel to the axis of rotation 6), ie +/- 5 or 25 μm , in particular between +/- 10 and 15 microns, around the cutting edge 14 around. But it is also possible to coat beyond ranges of the cutting wheel 2. In this way, the Precision requirements for the coating tool can be reduced.
Als Beschichtungsverfahren kann beispielsweise die physikalische Gasphasenabscheidung verwendet werden. Die physikalische Gasphasenabscheidung kann bei sehr niedrigen Prozesstemperaturen ausgeführt werden, wodurch die Beschichtung mit temperaturempfindlichen Materialien möglich wird. Zusätzlich oder alternativ kann die Beschichtung 22 auch mittels einer plasmaunterstützten chemischenAs a coating method, for example, the physical vapor deposition can be used. Physical vapor deposition can be carried out at very low process temperatures, allowing coating with temperature sensitive materials. Additionally or alternatively, the coating 22 can also by means of a plasma-enhanced chemical
Gasphasenabscheidung aufgetragen werden. Diesen vorgenannten Beschichtungsverfahren ist gemein, dass mit ihnen auch komplex geformte Untergründe mit einer eine weitgehend homogene Schichtdicke aufweisenden Beschichtung 22 bedeckt werden können. Es können aber auch andere geeignete Beschichtungsverfahren angewendet werden.Gas phase deposition can be applied. This aforementioned coating method has in common that with them also complex shaped substrates can be covered with a coating 22 having a substantially homogeneous layer thickness. However, other suitable coating methods can also be used.
In Figur 2b ist die Beschichtung 22 mit einer Dicke aufgetragen, welche gegenüber den Höhenunterschieden zwischen den Vorsprüngen 18 und den Vertiefungen 20 ein Übermaß aufweist (in Figur 2b zur Verdeutlichung leicht überzogen dargestellt). Auf diese Weise kann sichergestellt werden, dass jede Vertiefung 20 in dem zu beschichtenden Bereich an der Schneidkante 14 zumindest bis auf die Höhe der umliegenden Vorsprünge 18 "aufgefüllt" ist. DieIn FIG. 2 b, the coating 22 is applied with a thickness which has an excess compared with the differences in height between the projections 18 and the recesses 20 (shown slightly coated in FIG. 2 b for clarity). In this way it can be ensured that each recess 20 in the region to be coated on the cutting edge 14 is at least "filled up" to the height of the surrounding projections 18. The
Oberflächenkontur des Schneidrads 2 an der Schneidkante 14 und den daran axial anliegenden Abschnitten der Flankenflächen 10a, 10b wird von der Beschichtungskontur im Wesentlichen nachgebildet. In Figur 2b ist die Beschichtungskontur mit der Schneidradkontur weitgehend identisch, was jedoch der Vereinfachung der Darstellung geschuldet ist. In der Realität kann die Beschichtungskontur gegenüber der Schneidradkontur, insbesondere an der Beruhrungslime 12 der beiden keilförmig zulaufenden Flankenflachen 10a, 10b, etwas geglättet sein.Surface contour of the cutting wheel 2 at the cutting edge 14 and the axially abutting portions of the flank surfaces 10a, 10b is substantially replicated by the coating contour. In Figure 2b, the coating contour with the cutting wheel contour is largely identical, but this is due to the simplification of the representation. In reality, the coating contour can relative to the cutting wheel contour, in particular on the Beruhrungslime 12 of the two wedge-shaped tapered flank surfaces 10a, 10b, be slightly smoothed.
Bei dem beschichteten Schneidrad 2 werden die über die Vorsprunge 18 hinausragenden Anteile der Beschichtung 22 abgetragen bis ein Kontakt des Schneidrads 2, welches beispielsweise aus einem Hartmetall wie Wolframcarbid gefertigt ist, mit dem harten Werkstuck 16 möglich ist. Zu diesem Zeitpunkt ist die Beschichtung 22 beispielsweise bis auf die in Figur 2c angedeutete Linie 24 abgetragen (vgl. Pfeile 40) . Die Vertiefungen 20 an der Schneidkante 14 und den daran axial anliegenden Abschnitten der Flankenflachen 10a, 10b bleiben danach im weiteren Gebrauch des Schneidrads 2 mit dem Beschichtungsmaterial zumindest annähernd ausgefüllt und gewährleisten wahrend eines Schneidprozesses, dass das Schneidrad 2 eine homogene Kontaktzone mit dem zu schneidenden Werkstuck 16 aufweist. Durch die Nivellierung der Vertiefungen 20 können Spannungsspitzen entlang der Schneidlime in dem zu schneidenden Werkstuck 16 und damit die Gefahr von Splitterbildung wahrend des Abbruchvorgangs sowie Spannungsspitzen m dem Schneidrad 2 mit damit einhergehendem, insbesondere lokal, erhöhten Verschleiß reduziert werden. Darüber hinaus kann auch die Anpresskraft F, also die Kraft, mit welcher das Schneidrad 2 gegen das Werkstuck 16 gedruckt werden muss, um den die erforderlichen Tiefenrisse erzeugenden Ritzeffekt entlang der Schneidlime zu erzielen, reduziert werden.In the case of the coated cutting wheel 2, the portions of the coating 22 projecting beyond the projections 18 are removed until a contact of the cutting wheel 2, which is made, for example, from a hard metal such as tungsten carbide, with the hard workpiece 16 is possible. At this time, the coating 22 is removed, for example, except for the line 24 indicated in FIG. 2c (compare arrows 40). The recesses 20 on the cutting edge 14 and the axially adjacent portions of the flank surfaces 10a, 10b then remain at least approximately filled in further use of the cutting wheel 2 with the coating material and ensure during a cutting process that the cutting wheel 2 a homogeneous contact zone with the workpiece to be cut 16 has. By leveling the wells 20 stress peaks along the Schneidlime in the workpiece to be cut 16 and thus the risk of splintering during the demolition process and voltage peaks m the cutting wheel 2 with concomitant, especially local, increased wear can be reduced. In addition, the contact force F, ie the force with which the cutting wheel 2 must be pressed against the work piece 16, in order to achieve the scoring effect along the cutting slimes that generates the necessary depth cracks, can also be reduced.
Untersuchungen der Patentanmeldenn haben gezeigt, dass die Lebensdauer eines derart beschichteten Schneidrads 2 gegenüber einem unbeschichteten Schneidrad aus Hartmetall um etwa den Faktor fünf bis zehn verlängert werden kann. Diese verlängerte Standzeit reicht annähernd an die Standzeit teurer Schneidräder aus polykristallinem Diamantmaterial heran.Investigations of the Patentanmeldenn have shown that the life of such a coated cutting wheel compared to an uncoated carbide cutting wheel can be extended by about a factor of five to ten. This extended service life approximates the service life of expensive cutting wheels made of polycrystalline diamond material.
Figur 3 zeigt eine Schneidkante 14 und daran axial anliegende Abschnitte der Flankenflächen 10a, 10b, auf welche das Beschichtungsmaterial mit Übermaß aufgetragen wurde, wobei die Beschichtung 22 in einem Abnutzungsbereich so weit abgetragen ist, dass die aufgefüllten Vertiefungen 20 mit den Vorsprüngen 18 eine zumindest annähernd ebene Fläche bilden. Ein weitergehender Abtrag des Beschichtungsmaterials 22 aus den Vertiefungen 20 erfolgt bei fortgesetztem Gebrauch in diesem Zustand nur extrem langsam, so dass der vorteilhafte Effekt einer homogeneren Kontaktzone für einen langen Zeitraum aufrechterhalten werden kann.FIG. 3 shows a cutting edge 14 and sections of the flank surfaces 10a, 10b on which the coating material has been applied with oversize, the coating 22 having been removed so far in a wear region that the filled-in depressions 20 with the projections 18 are at least approximately form a flat surface. Continued removal of the coating material 22 from the depressions 20 takes place with continued use in this state only extremely slowly, so that the advantageous effect of a more homogeneous contact zone for a long period can be maintained.
Die Beschichtung 22 erstreckt sich in dem in Figur 3 gezeigten Beispiel in axialer Richtung über denThe coating 22 extends in the example shown in Figure 3 in the axial direction over the
Abnutzungsbereich hinaus. Dies kann beispielsweise dann sinnvoll sein, wenn ein beschichtetes Schneidrad 2 für Schneidvorgänge mit unterschiedlichen Eindringtiefen in den Werkstoff des zu schneidenden Werkstücks 16 verwendet werden soll.Wear area beyond. This can be useful, for example, if a coated cutting wheel 2 is to be used for cutting operations with different penetration depths into the material of the workpiece 16 to be cut.
Figur 4a zeigt in einer vergrößerten Ansicht einen Ausschnitt einer der keilförmig zulaufenden Flankenflächen 10a, 10b eines Ausführungsbeispiels des Schneidrads 2 mit Vorsprüngen 18 und Vertiefungen 20 im beschichteten Zustand. In demFIG. 4a shows, in an enlarged view, a detail of one of the wedge-shaped tapering flank surfaces 10a, 10b of an exemplary embodiment of the cutting wheel 2 with projections 18 and depressions 20 in the coated state. By doing
Beispiel der Figur 4a liegen die Höhen der Vorsprünge 18 in etwa auf dem gleichen Niveau, so dass sich mit der Beschichtung 22 eine weitgehend ebene Niveaulinie 26 ergibt. Um zu verdeutlichen, dass das beschichtete Schneidrad 2 gemäß der vorliegenden Erfindung nicht auf diese Ausgestaltung beschränkt ist, zeigt Figur 4b eine ähnliche Ansicht wie in Figur 4a, bei welcher jedoch die Vorsprünge 18 auf unterschiedlichen Niveaus liegen, so dass sich mit der Beschichtung 22 eine leicht gewellte Niveaulinie 26' ergibt. Doch auch diese gewellte Form gewährleistet den Vorteil einer homogeneren Kontaktzone zwischen dem Schneidrad 2 und dem zu schneidenden Werkstück 16.Example of Figure 4a, the heights of the projections 18 are approximately at the same level, so that with the Coating 22 results in a largely flat level line 26. To clarify that the coated cutting wheel 2 according to the present invention is not limited to this embodiment, Figure 4b shows a similar view as in Figure 4a, but in which the projections 18 are at different levels, so that with the coating 22 a slightly wavy level line 26 'results. But even this corrugated shape ensures the advantage of a more homogeneous contact zone between the cutting wheel 2 and the workpiece 16 to be cut.
Figur 5 zeigt einen Ausschnitt eines Ausführungsbeispiels einer Schneidkante 14. Das Schneidrad 2 ist entlang seines Umfangs mit, in diesem Beispiel regelmäßig angeordneten, Ausnehmungen 28 versehen. Die Ausnehmungen 28 können allerdings auch unregelmäßig angeordnet werden, wie aus dem Gebrauchsmuster DE 20 2007 013 306 Ul im Grundsatz bekannt. Anwendung können derart strukturierte Schneidräder 2 beispielsweise bei der Vereinzelung von Displaygläsern, insbesondere hochwertigen Gläsern von TFT-Bildschirmen, finden.Figure 5 shows a section of an embodiment of a cutting edge 14. The cutting wheel 2 is provided along its circumference with, in this example regularly arranged recesses 28. However, the recesses 28 can also be arranged irregularly, as known from the utility model DE 20 2007 013 306 Ul in principle. Application can thus structured cutting wheels 2, for example, in the separation of display glass, especially high-quality glasses of TFT screens, find.
In dem in Figur 5 gezeigten Beispiel ist in den Äusnehmungen 28 eine Schneidkante 14 durch zwei keilförmig zulaufende, zweite Flankenflächen 30a, 30b gebildet. Die Beschichtung 22 ist in dem in Figur 5 gezeigten Ausführungsbeispiel der Übersichtlichkeit halber nicht dargestellt. Die Beschichtung 22 kann jedoch sowohl auf den Zähnen 32 und Ausnehmungen 28, als auch lediglich auf den Zähnen 32 des Schneidrads 2 aufgetragen sein. Letzteres kann sich beispielweise aus dem Herstellungsverfahren ergeben, wenn die Ausnehmungen 28 nach dem Beschichtungsvorgang in den Umfang des Schneidrads 2 eingearbeitet werden.In the example shown in FIG. 5, a cutting edge 14 is formed in the recesses 28 by two, second flank surfaces 30a, 30b tapered in the shape of a wedge. The coating 22 is not shown in the embodiment shown in Figure 5 for the sake of clarity. However, the coating 22 may be applied to both the teeth 32 and recesses 28, as well as only on the teeth 32 of the cutting wheel 2. The latter may arise, for example, from the manufacturing process, if the recesses 28 after the coating process in the scope of the cutting wheel 2 are incorporated.
Untersuchungen der Patentanmelderin haben ergeben, dass die Lebensdauer eines die aus der DE 20 2007 013 306 Ul bekannte Struktur in Form von Ausnehmungen aufweisenden Schneidrads gegenüber einem aus dem Stand der Technik bekannten strukturierten Hartmetall-Schneidrad um etwa den Faktor 1,5 verlängert werden kann. Werden die beiden standzeitverlängernden Maßnahmen in Form der Einarbeitung der speziellen Struktur (Faktor 1,5) und in Form der die Vertiefungen annähernd nivellierenden Beschichtung (Faktor 5 bis 10) gemäß der vorliegenden Erfindung bei der Abschätzung der Standzeit eines entsprechend ausgestalteten Schneidrads 2 berücksichtigt, ergibt sich in erster Näherung eine gegenüber einem unbeschichteten und in bekannter Weise strukturierten Schneidrad aus Hartmetall um den Faktor 7,5 bis 15 verlängerte Standzeit des beschichteten und speziell strukturierten Schneidrads 2. Diese verlängerte Standzeit ist trotz Verwendung eines gegebenenfalls deutlich kostengünstigeren Beschichtungsmaterials mit der Standzeit eines Schneidrads aus einem polykristallinen Diamantmaterial ohne weiteres vergleichbar.Investigations by the patent applicant have shown that the life of a known from DE 20 2007 013 306 Ul known structure in the form of recesses having cutting wheel over a known from the prior art structured carbide cutting wheel by about a factor of 1.5 can be extended. If the two life-prolonging measures in the form of the incorporation of the special structure (factor 1.5) and in the form of the coating approximately leveling the depressions (factor 5 to 10) according to the present invention are taken into account in estimating the service life of a correspondingly configured cutting wheel 2 In the first approximation, a tool life of the coated and specially structured cutting wheel 2 extended by a factor of 7.5 to 15 compared to an uncoated and conventionally structured cutting wheel of carbide. This extended service life is despite the use of a possibly much more cost-effective coating material with the life of a cutting wheel of a polycrystalline diamond material readily comparable.
Die Beschichtung 22 hat demzufolge den Vorteil, dass insbesondere bei speziell strukturierten Schneidrädern 2 aus Hartmetall, die sich durch hervorragende Schneideigenschaften insbesondere bei dünnen Werkstücken, beispielsweise Gläsern, infolge einer verbesserten Schneidkantenqualität auszeichnen, eine erheblich Reduktion des Verschleißes und damit einhergehend eine verlängerte Standzeit erreicht wird. The coating 22 therefore has the advantage that, in particular with specially structured cutting wheels 2 made of hard metal, which are characterized by excellent cutting properties, especially in thin workpieces, such as glasses, due to improved cutting edge quality, a significant reduction of wear and, consequently, a prolonged service life is achieved ,

Claims

Patentansprüche claims
1. Schneidrad (2), insbesondere für Glas- und/oder Keramikschneidvorrichtungen, bestehend aus einem ersten Material, - mit einer Schneidkante (14), welche durch eine Berührungslinie (12; 12b) zweier im Querschnitt keilförmig zulaufender Flankenflächen (10a, 10b; 30a, 30b) gebildet ist, wobei die Flankenflächen (10a, 10b) fertigungsbedingte Unebenheiten in Form von Vorsprüngen (18) und1. Cutting wheel (2), in particular for glass and / or ceramic cutting devices, consisting of a first material, - with a cutting edge (14), which by a contact line (12; 12b) of two in cross section wedge-shaped tapered flank surfaces (10a, 10b; 30a, 30b), wherein the flank surfaces (10a, 10b) production-related unevenness in the form of protrusions (18) and
Vertiefungen (20) in dem ersten Material aufweisen, und wobei zumindest auf die Schneidkante (14) und daran axial anliegende Abschnitte der Flankenflächen (10a, 10b) ein Beschichtungsmaterial (22) aufgetragen ist, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, d a s s die Vertiefungen (20) an der Schneidkante (14) und den daran axial anliegenden Abschnitten der Flankenflächen (10a, 10b) durch das Beschichtungsmaterial (22) zumindest annähernd auf die Höhe der Vorsprünge (18) nivelliert sind.Recesses (20) in the first material, and wherein at least on the cutting edge (14) and axially abutting portions of the flank surfaces (10a, 10b) a coating material (22) is applied, characterized in that the recesses (20) at the cutting edge (14) and the axially abutting portions of the flank surfaces (10a, 10b) are leveled by the coating material (22) at least approximately to the height of the projections (18).
2. Schneidrad nach Anspruch 1, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, d a s s das Beschichtungsmaterial (22) eine gegenüber dem ersten Material geringere Härte aufweist.2. The cutting wheel according to claim 1, characterized in that the coating material (22) has a lower hardness compared to the first material.
3. Schneidrad nach Anspruch 1 oder 2, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, d a s s das erste Material ein Hartmetall, insbesondere Wolframcarbid, aufweist. 3. Cutting wheel according to claim 1 or 2, characterized in that the first material comprises a hard metal, in particular tungsten carbide.
4. Schneidrad nach einem der Ansprüche 1 bis 3, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, d a s s das Beschichtungsmaterial (22) Titannitrid aufweist.4. The cutting wheel of claim 1, wherein the coating material comprises titanium nitride.
5. Schneidrad nach einem der Ansprüche 1 bis 4, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, d a s s die Dicke der Beschichtung (22) auf die Höhenunterschiede zwischen den Vorsprüngen (18) und den Vertiefungen (20) angepasst ist.5. The cutting wheel according to claim 1, wherein the thickness of the coating is adapted to the height differences between the projections and the recesses.
6. Schneidrad nach einem der Ansprüche 1 bis 5, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, d a s s entlang des Schneidradumfangs eine Struktur in Form von, insbesondere regelmäßig angeordneten, Ausnehmungen (28) vorgesehen ist.6. The cutting wheel according to claim 1, wherein a structure in the form of, in particular regularly arranged, recesses (28) is provided along the circumference of the cutting wheel.
7. Schneidrad nach Anspruch 6, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, d a s s die Ausnehmungen (28) unbeschichtet sind.7. The cutting wheel according to claim 6, wherein the recesses (28) are uncoated.
8. Schneidrad nach Anspruch 6, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, d a s s in den Ausnehmungen (28) eine durch zwei im Querschnitt keilförmig zulaufende zweite Flankenflächen (30a, 30b) gebildete Schneidkante (14) ausgebildet ist, und zumindest auf die Schneidkante (14) und daran axial anliegende Abschnitte der zweiten Flankenflächen (30a, 30b) das Beschichtungsmaterial (22) aufgetragen ist. 8. Cutting wheel according to claim 6, characterized in that in the recesses (28) formed by two in cross section wedge-shaped tapered second flank surfaces (30a, 30b) formed cutting edge (14), and at least on the cutting edge (14) and axially adjacent thereto Sections of the second flank surfaces (30a, 30b), the coating material (22) is applied.
. Schneidrad nach einem der Ansprüche 1 bis 8 , d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , d a s s die Beschichtung (22) zumindest auf den Abnutzungsbereich des Schneidrads (2) und die daran axial anliegenden Abschnitte der Flankenflächen (10a, 10b; 30a, 30b) aufgetragen ist., The cutting wheel according to one of claims 1 to 8, wherein the coating (22) is applied at least to the wear region of the cutting wheel (2) and the axially adjacent portions of the flank surfaces (10a, 10b; 30a, 30b).
10. Glas- und/oder Keramikschneidvorrichtung, welche ein Schneidrad (2) nach einem der Ansprüche 1 bis 9 aufweist.10. Glass and / or ceramic cutting device, which has a cutting wheel (2) according to one of claims 1 to 9.
11. Verfahren zum Herstellen eines beschichteten Schneidrads, insbesondere nach einem der Ansprüche 1 bis 9, welches die folgenden Verfahrensschritte aufweist: Bereitstellen eines eine Schneidkante aufweisenden Schneidrads aus einem ersten Material, wobei die Schneidkante durch eine Berührungslinie zweier im Querschnitt keilförmig zulaufender Flankenflächen gebildet ist, und wobei die Flankenflächen fertigungsbedingte Unebenheiten in Form von Vorsprüngen und Vertiefungen in dem ersten Material aufweisen,11. A method for producing a coated cutting wheel, in particular according to one of claims 1 to 9, which comprises the following method steps: providing a cutting edge having a cutting wheel of a first material, wherein the cutting edge is formed by a contact line of two in cross section wedge-shaped tapered flank surfaces, and wherein the flank surfaces have production-related unevennesses in the form of protrusions and depressions in the first material,
Auftragen eines Beschichtungsmaterials zumindest auf die Schneidkante und daran axial anliegende Abschnitte der Flankenflächen, so dass die Vertiefungen an der Schneidkante und den daran axial anliegenden Abschnitten der Flankenflächen durch das Beschichtungsmaterial zumindest annähernd auf die Höhe der Vorsprünge nivelliert werden. Applying a coating material at least on the cutting edge and axially adjacent portions of the flank surfaces, so that the recesses are leveled at the cutting edge and the axially adjacent portions of the flank surfaces by the coating material at least approximately to the height of the projections.
12. Verfahren nach Anspruch 11, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, d a s s die Schneidkante vor dem Beschichten entgratet wird.12. The method of claim 11, wherein the cutting edge is deburred prior to coating.
13. Verfahren nach Anspruch 11 oder 12, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, d a s s die Beschichtung mit einer Dicke aufgetragen wird, welche gegenüber den Höhenunterschieden zwischen den Vorsprüngen und den Vertiefungen ein Übermaß aufweist.13. Method according to claim 11 or 12, wherein the coating is applied with a thickness which has an excess compared with the height differences between the projections and the recesses.
14. Verfahren nach einem der Ansprüche 11 bis 13, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, d a s s die Beschichtung zumindest auf den Abnutzungsbereich der Schneidkante und die daran axial anliegenden Abschnitte der Flankenflächen aufgetragen wird.14. The method according to claim 11, wherein the coating is applied to at least the wear region of the cutting edge and the portions of the flank surfaces which abut it axially.
15. Verfahren nach einem der Ansprüche 11 bis 14, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, d a s s die Beschichtung mittels physikalischer und/oder plasmaunterstützter chemischer Gasphasenabscheidung aufgetragen wird.15. The method of claim 11, wherein the coating is applied by means of physical and / or plasma-assisted chemical vapor deposition.
16. Verfahren nach einem der Ansprüche 11 bis 15, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, d a s s entlang des Schneidradumfangs vor oder nach dem16. The method according to any one of claims 11 to 15, d a d u r c h e c e n e c e s e s, d a s s along the Schneidradumfangs before or after the
Beschichten eine Struktur in Form von, insbesondere regelmäßig angeordneten, Ausnehmungen in das Schneidrad eingearbeitet wird.Coating a structure in the form of, in particular regularly arranged, recesses is incorporated into the cutting wheel.
17. Verfahren nach Anspruch 16, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, d a s s der Bereich der Ausnehmungen beschichtet wird. 17. Method according to claim 16, wherein the region of the recesses is coated.
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