Schneidsegment und Trennscheibe mit Schneidsegmenten

Abstract

 Ein Schneidsegment (6) weist eine stirnseitige Kontaktseite (9) und zwei seitlichen Kontaktseiten (10) auf, die bei einem Bearbeitungsvorgang mit einem zu bearbeitenden Werkstück in Kontakt kommen. Die seitlichen Kontaktseiten (10) sind mit Vertiefungen (12) und bei dem Bearbeitungsvorgang mit dem Werkstück in einem seitlichen Kontaktbereich (14) in Kontakt kommenden Erhebungen (11) ausgebildet, wobei die Erhebungen (11) mit in Richtung eines streifenartigen Kontaktbereiches (14) aufeinander zu laufenden Flanken (13) ausgebildet sind. Dies führt zu einer sehr geringen Erwärmung der bei bestimmungsgemäßer Verwendung an einer Trennscheibe vorhandenen Schneidsegmente (6), so dass sich eine hohe Zerspanungsrate bei harten Materialien wie Stein oder Metall ergibt sowie weiterhin auch entzündliche Materialien wie insbesondere Holz betriebssicher bearbeitbar sind.

Beschreibung

[0001] Die Erfindung betrifft ein Schneidsegment mit einer stirnseitigen Kontaktseite und seitlichen Kontaktseiten, die bei einem Bearbeitungsvorgang mit einem zu bearbeitenden Werkstück in Kontakt kommen, wobei die seitlichen Kontaktseiten mit Vertiefungen und bei dem Bearbeitungsvorgang mit dem Werkstück in einem seitlichen Kontaktbereich in Kontakt kommenden Erhebungen ausgebildet sind.

[0002] Die Erfindung betrifft weiterhin eine mit derartigen Schneidsegmenten ausgestattete Trennscheibe.

[0003] Ein derartiges Schneidsegment sowie eine mit derartigen Schneidsegmenten ausgestattete Trennscheibe ist aus EP 1 114 696 A1 bekannt. Bei dem vorbekannten, kreissegmentartig ausgebildeten Schneidsegment sind eine stirnseitige Kontaktseite und seitliche Kontaktseiten vorhanden, die bei einem Bearbeitungsvorgang mit einem zu bearbeitenden Werkstück in Kontakt kommen. Die seitlichen Kontaktseiten weisen Vertiefungen und bei dem Bearbeitungsvorgang mit dem Werkstück in einem seitlichen Kontaktbereich in Kontakt kommende Erhebungen auf. Die sich über einen Teil der Höhe des Schneidsegmentes erstreckenden Erhebungen sind mit flachen Plateauflächen ausgebildet, die sich typischerweise wenigstens über die Hälfte der Länge des Kreissegmentes erstrecken. Dadurch wird bei einem Bearbeitungsvorgang in einem sehr harten Material wie Beton oder Stein die Abfuhr von Wärme sowie abgetragenem Material in Richtung von in die Trennscheibe eingebrachten Schlitzen beeinflusst.

[0004] Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Schneidsegment der eingangs genannten Art und eine mit derartigen Schneidsegmenten ausgestattete Trennscheibe zu schaffen, die sich sowohl bei Bearbeitungsvorgängen in sehr harten Materialien wie Beton oder Stein durch hohe Zerspanungsraten sowie eine lange Lebensdauer auszeichnen und überdies auch bei Bearbeitungsvorgängen in entzündlichen Materialien wie Holz betriebssicher einsetzbar sind.

[0005] Diese Aufgabe wird bei einem Schneidsegment der eingangs genannten Art erfindungsgemäß dadurch gelöst, dass Erhebungen mit aufeinander zu laufenden und in einem streifenartigen Kontaktbereich ineinander übergehenden Flanken ausgebildet sind.

[0006] Diese Aufgabe wird bei einer Trennscheibe der eingangs genannten Art erfindungsgemäß dadurch gelöst, dass sie mit erfindungsgemäßen Schneidsegmenten ausgestattet ist.

[0007] Dadurch, dass bei erfindungsgemäßen Schneidsegmenten in den seitlichen Kontaktseiten streifenartige, im Grenzfall sogar linienartige schmale Kontaktbereiche ausgebildet sind, in die die Flanken zusammenlaufen, ist die Erwärmung an den seitliche Kontaktseiten durch Reibung mit dem Material des zu bearbeitenden Werkstückes verhältnismäßig gering, und die Abfuhr der erzeugten Wärme erfolgt relativ schnell. Dadurch wird aufgrund der verhältnismäßig geringen Erwärmung bei der Bearbeitung von harten Materialien bei verhältnismäßig geringem Verschleiß eine hohe Zerspanungsrate erzielt und eine betriebssichere Bearbeitung von feuerempfindlichen Materialien wie insbesondere Holz ohne die Gefahr einer Entzündung überhaupt erst ermöglicht.

[0008] Bei einer bevorzugten Ausführung eines erfindungsgemäßen Schneidsegmentes erstrecken sich die Kontaktbereiche über die gesamte Höhe des Schneidsegmentes.

[0009] Vorzugsweise gehen bei einer Weiterbildung der vorgenannten Ausführung eines erfindungsgemäßen Schneidsegmentes die Flanken der Erhebungen in Wandungen von benachbarten Vertiefungen über, so dass die Abfolge von Erhebungen und Vertiefungen eine sich in ihren seitlichen Abständen zu einer Bezugslinie periodisch ändernde, eine sogenannte gewellte, Struktur aufweist. Dadurch sind diese erfindungsgemäßen Schneidsegmente durch die große Anzahl von Überkreuzungen mit einem Trägerkörper einer Trennscheibe auch bei verhältnismäßig geringen Wandstärken betriebssicher mit dem Trägerkörper verbindbar beziehungsweise verbunden.

[0010] Bei der vorgenannten Weiterbildung ist die gewellte Struktur in einer zweckmäßigen Ausgestaltung eine wellenartige, stufenfreie Struktur mit rundlichen Übergängen zwischen nach außen gebogenen Flanken von Erhebungen. Diese Ausgestaltung zeichnet sich durch eine verhältnismäßig hohe Verschleißarmut aus.

[0011] Bei der vorgenannten Weiterbildung ist die gewellte Struktur in einer weiteren zweckmäßigen Ausgestaltung eine dreieckige Struktur mit kantigen Übergängen zwischen in linienartigen Kontaktbereichen zusammenlaufenden geraden Flanken. Bei dieser Ausgestaltung ergibt sich eine verhältnismäßig hohe Zerspanungsrate.

[0012] Bei der letztgenannten zweckmäßigen Ausgestaltung ist es zum einen zweckmäßig, dass alle geraden Flanken mit betragsmäßig gleicher Steigung zusammenlaufen, um unabhängig von der Drehrichtung jeweils gleiche Zerspanungsraten zu schaffen.

[0013] Bei der letztgenannten zweckmäßigen Ausgestaltung ist es zum Erzielen einer in einer Drehrichtung besonders hohen Zerspanungsrate zum anderen zweckmäßig, dass die in einem Kontaktbereiche zusammenlaufenden geraden Flanken eine betragsmäßig unterschiedliche Steigung aufweisen, wobei beidseitig jedes Kontaktbereiches jeweils eine steile und eine abgeflachte gerade Flanke vorhanden sind.

[0014] Bei einer Ausführung eines erfindungsgemäßen Schneidsegmentes sind die Randabschnitte gegeneinander versetzt, um eine weitgehende unterbrechungsfreie stirnseitige Kontaktseite zu schaffen.

[0015] Weiterhin ist es bei erfindungsgemäße Schneidsegmenten vorteilhaft, dass abriebsharte Teilchen, insbesondere Diamantkörner, eingebettet sind, um auch bei zu bearbeitenden Werkstücken aus sehr harten Materialien einen verhältnismäßig geringem Verschleiß zu erzielen.

[0016] Es versteht sich, dass erfindungsgemäße Trennscheiben mit vorgenannten verschiedenen Ausgestaltungen, Weiterbildungen und Ausführungen erfindungsgemäßer Schneidsegmente eines Typs oder verschiedener Typen ausgestattet sein können.

[0017] Weitere zweckmäßige Ausgestaltungen und Vorteile der Erfindung sind Gegenstand der nachfolgenden Beschreibung von Ausführungsbeispielen unter Bezug auf die Figuren der Zeichnung. Es zeigen:

Fig. 1

in einer Seitenansicht ein erstes Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Trennscheibe mit erfindungsgemäßen, voneinander beabstandeten Schneidsegmenten gemäß einer ersten Ausführung,

Fig. 2

das Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 1 in einer Schnittansicht entlang der Linie 11-11,

Fig. 3

in einer Seitenansicht ein weiteres Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Trennscheibe mit erfindungsgemäßen, sich in Randabschnitten überlappenden Schneidsegmenten gemäß der ersten Ausführung,

Fig. 4

das Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 3 in einer Schnittansicht entlang der Linie IV-IV,

Fig. 5

in einer Draufsicht ein erfindungsgemäßes Schneidsegment gemäß einer zweiten Ausführung und

Fig. 6

in einer Draufsicht ein erfindungsgemäßes Schneidsegment gemäß einer dritten Ausführung.

[0018] Fig. 1 zeigt in einer Seitenansicht ein erstes Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Trennscheibe 1. Die Trennscheibe 1 verfügt über einen Trägerkörper 2 mit einem kreisförmigen Umfang und einer mittigen Antriebswellenausnehmung 3, die zur drehfesten Verbindung mit einer drehbaren Antriebswelle einer in Fig. 1 nicht dargestellten Antriebseinheit dient. Die Trennscheibe 1 ist im äußeren Umfangsbereich mit sich radial erstreckenden, regelmäßig beabstandeten Basisausnehmungen 4 ausgebildet, zwischen denen sich jeweils ein Basisabschnitt 5 der Trennscheibe 1 erstreckt.

[0019] Bei dem Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 1 ist beispielsweise durch Laserschweißen an jedem Basisabschnitt 5 ein erfindungsgemäßes Schneidsegment 6 gemäß einer ersten Ausführung angebracht. Die Schneidsegmente 6 erstrecken sich bei dem Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 1 zwischen den Rändern benachbarter Basisausnehmungen 4 und sind somit voneinander beabstandet. Die aufeinander zu weisenden Randflächen von einander gegenüberliegenden ersten Randabschnitten 7 und zweiten Randabschnitten 8 benachbarter Schneidsegmente 6 sind vorzugsweise in radialer Richtung nach außen angeschrägt, so dass der Abstand zwischen den benachbarten Randabschnitten 7, 8 von den Basisausnehmungen 4 radial nach außen zunimmt.

[0020] Die von dem Trägerkörper 2 wegweisend radial nach außen gerichtete stirnseitige Kontaktseite 9 ist kreisbogenförmig ausgebildet, so dass die bei einem Bearbeitungsvorgang mit einem zu bearbeitenden Werkstück in Kontakt kommenden und im wesentlichen die Zerspanung verursachenden stirnseitigen Kontaktseiten 9 auf einer äußeren kreisförmigen Umfangslinie der Trennscheibe 1 liegen.

[0021] Die Schneidsegmente 6 sind vorzugsweise über einen pulvermetallurgischen Sinterprozess hergestellt und verfügen über eingebettete abriebsharte Teilchen, insbesondere Diamanten oder andere Hartkörper, mit Korngrößen von typischerweise zwischen etwa 0,1 Millimeter und etwa 1 Millimeter.

[0022] Fig. 2 zeigt das Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 1 in einer Schnittansicht entlang der Linie II-II. Die Schneidsegmente 6 in der ersten Ausführung gemäß Fig. 1 und Fig. 2 verfügen endseitig über die bereits in Zusammenhang mit Fig. 1 erläuterten ersten Randabschnitte 7 und zweiten Randabschnitte 8. Zwischen den Randabschnitten 7, 8 sind in seitlichen Kontaktseiten 10 eine Anzahl von Erhebungen 11 und Vertiefungen 12 vorhanden, die gemäß der ersten Ausführung durch gebogene Flanken 13 ausgebildet sind.

[0023] Bei der ersten Ausführung laufen die gebogenen Flanken 13 paarweise in Richtung von gegenüber den Vertiefungen 12 erhabenen streifenartigen Kontaktbereichen 14 aufeinander zu. Die gebogenen Flanken 13 ändern dabei periodisch ihren seitlichen Abstand zu einer Bezugslinie beziehungsweise zu dem Trägerkörper 2 und bilden dadurch eine gewellte, in diesem Fall wellenartige, stufenfreie Struktur mit in den Kontaktbereichen 14 rundlichen Übergängen zwischen den benachbart der Kontaktbereiche 14 nach außen gebogenen Flanken 13. Dadurch kommen die seitlichen Kontaktseiten 10 lediglich in den gegenüber der umfänglichen Erstreckung der Schneidsegmente 6 verhältnismäßig schmalen streifenartigen Kontaktbereichen 14 mit dem zu bearbeitenden Werkstück in Kontakt.

[0024] Typischerweise entspricht in der Praxis unter Berücksichtigung einer gewissen Abflachung aufgrund fertigungstechnisch bedingter Abweichung von der wellenartigen Reinform die gesamte Breite der auf einer seitlichen Kontaktseite 10 gelegenen streifenartigen Kontaktbereichen 14 etwa einem Fünftel bis etwa einem Zwanzigstel der umfänglichen Erstreckung der Schneidsegmente 6. Bei der ersten Ausführung erstrecken sich die Kontaktbereiche 14 über die gesamte Höhe der Schneidsegmente 6.

[0025] Das Vorsehen der verhältnismäßig schmalen streifenartigen, im Grenzfall linienartigen Kontaktbereiche 14 führt dazu, dass aufgrund der verhältnismäßig geringen Reibung zwischen den Schneidsegmenten 6 und dem Material des zu bearbeitenden Werkstückes an den seitlichen Kontaktseiten 10 die Erwärmung verhältnismäßig gering ist. Dadurch wird insbesondere auch bei Trockenschnitten die Zerspanungsrate bei sehr harten Materialien wie Natursteine, armierter Beton oder Eisen verbessert und weiterhin das Bearbeiten von entzündlichen Materialien wie insbesondere Holz mit erfindungsgemäßen Trennscheiben 1 überhaupt erst ermöglicht.

[0026] Weiterhin ist aus Fig. 2 ersichtlich, dass durch die Vielzahl von Überkreuzungen zwischen den erfindungsgemäßen Schneidsegmenten 6 aufgrund der gewellten Struktur und dem Trägerkörper 2 auch bei im Vergleich zu der Dicke des Trägerkörpers 2 dünnwandigeren Schneidsegmenten 6 mit einer Materialdicke zwischen typischerweise etwa 0,6 Millimeter und etwa 3 Millimeter, bevorzugt zwischen etwa 1,0 Millimeter und etwa 1,6 Millimeter, eine betriebssichere Verbindung zwischen dem Trägerkörper 2 und den Schneidsegmenten 6 und überdies eine zur Zerspanung gute, das heißt im wesentlichen hintereinander liegende, Verteilung der eingebetteten Diamanten oder Hartkörper geschaffen ist.

[0027] Fig. 3 zeigt in einer Seitenansicht ein weiteres Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Trennscheibe 1 mit erfindungsgemäßen, sich in den Randabschnitten 7, 8 überlappenden Schneidsegmenten 6 gemäß der ersten Ausführung. Bei diesem Ausführungsbeispiel ergibt sich aufgrund der Überlappung eine weitgehend unterbrechungsfreie stirnseitige Kontaktseite 9.

[0028] Fig. 4 zeigt das Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 3 in einer Schnittansicht entlang der Linie IV-IV. Die aneinandergrenzenden Randabschnitte 7, 8 der Schneidsegmente 6 sind bei dieser Ausführung zum Erzielen der Überlappung um etwa die halbe Materialdicke eines Schneidsegmentes 6 versetzt zueinander angeordnet, so dass ein Überlappungsbereich 15 geschaffen ist, der in der Ebene der streifenartigen Kontaktbereiche 14 liegt.

[0029] Fig. 5 zeigt in einer Draufsicht ein erfindungsgemäßes Schneidsegment 6 gemäß einer zweiten Ausführung, wobei die bereits in Zusammenhang mit Fig. 1 bis Fig. 4 genannten Elemente mit den gleichen Bezugszeichen versehen und im weiteren nicht näher erläutert sind. Bei der Ausführung gemäß Fig. 5 ist das Schneidsegment 6 mit einer gewellten dreiecksförmigen, die Erhebungen 11 und Vertiefungen 12 aufweisenden Struktur mit beidseitig jedes bei dieser Ausführung sehr schmalen, linienartigen Kontaktbereiches 14 mit mit betragsmäßig gleicher Steigung angrenzenden und über eine Kante ineinander übergehenden geraden Flanken 16 ausgebildet.

[0030] Bei mit Schneidsegmenten 6 gemäß der zweiten Ausführung ausgestatteten Trennscheiben 1 ist wie bei den anhand Fig. 1 bis Fig. 4 dargestellten Ausführungsbeispielen erfindungsgemäßer Trennscheiben 1 aufgrund der Symmetrie der Erhebungen 11 und Vertiefungen 12 zur bestimmungsgemäßen Verwendung die Befestigung an einer Antriebswelle von beiden Seiten möglich.

[0031] Fig. 6 zeigt in einer Draufsicht ein erfindungsgemäßes Schneidsegment 6 gemäß einer dritten Ausführung, wobei die bereits in Zusammenhang mit Fig. 1 bis Fig. 5 genannten Elemente mit den gleichen Bezugszeichen versehen und im weiteren nicht näher erläutert sind. Bei der Ausführung gemäß Fig. 6 ist das Schneidsegment 6 mit einer gewellten sägezahnartigen, die Erhebungen 11 und Vertiefungen 12 aufweisenden Struktur mit beidseitig jedes bei dieser Ausführung sehr schmalen, linienartigen Kontaktbereiches 14 mit unterschiedlicher Steigung angrenzenden geraden Flanken 16 ausgebildet. Für besondere ausgeprägte Zerspanungsergebnisse bei einem dabei jedoch auftretenden höheren Verschleiß ist eine gerade Flanke 16 im wesentlichen rechtwinklig zur Umfangsrichtung ausgerichtet. Die in Fig. 6 dargestellte asymmetrische Ausführung zeichnet sich durch besonders hohe Zerspanungsraten bei in Drehrichtung der Trennscheibe 1 vorderseitigen Anordnung der steileren geraden Flanken 16 aus.

Ansprüche

1. Schneidsegment mit einer stirnseitigen Kontaktseite und seitlichen Kontaktseiten, die bei einem Bearbeitungsvorgang mit einem zu bearbeitenden Werkstück in Kontakt kommen, wobei die seitlichen Kontaktseiten mit Vertiefungen und bei dem Bearbeitungsvorgang mit dem Werkstück in einem seitlichen Kontaktbereich in Kontakt kommenden Erhebungen ausgebildet sind, dadurch gekennzeichnet, dass Erhebungen (11) mit aufeinander zu laufenden und in einem streifenartigen Kontaktbereich (14) ineinander übergehenden Flanken (13, 16) ausgebildet sind.

2. Schneidsegment nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass sich die Kontaktbereiche (14) über die gesamte Höhe des Schneidsegmentes (6) erstrecken.

3. Schneidsegment nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Flanken (13, 16) der Erhebungen (11) in Wandungen von benachbarten Vertiefungen (12) übergehen, so dass die Abfolge von Erhebungen (11) und Vertiefungen (12) eine gewellte Struktur aufweist.

4. Schneidsegment nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die gewellte Struktur eine wellenartige, stufenfreie Struktur mit rundlichen Übergängen zwischen nach außen gebogenen Flanken (13) von Erhebungen (11) ist.

5. Schneidsegment nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die gewellte Struktur eine dreieckige Struktur mit kantigen Übergängen zwischen in linienartigen Kontaktbereichen (14) zusammenlaufenden geraden Flanken (16) ist.

6. Schneidsegment nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass alle geraden Flanken (16) mit betragsmäßig gleicher Steigung zusammenlaufen.

7. Schneidsegment nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die in einem Kontaktbereich (14) zusammenlaufenden geraden Flanken (16) eine betragsmäßig unterschiedliche Steigung aufweisen, wobei beidseitig jedes Kontaktbereiches (14) jeweils eine steile und eine abgeflachte gerade Flanke (16) vorhanden sind.

8. Schneidsegment nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Randabschnitte (7, 8) gegeneinander versetzt sind.

9. Schneidsegment nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass abriebsharte Teilchen, insbesondere Diamantkörner, eingebettet sind.

10. Trennscheibe mit Schneidsegmenten (6) nach einem der Ansprüche 1 bis 9.

Zeichnung