DE2303897A1

DE2303897A1 - METHOD OF MANUFACTURING A STONE CUTTING TOOL

Info

Publication number: DE2303897A1
Application number: DE19732303897
Authority: DE
Inventors: Walter Dipl Ing Gerhaeuser
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1973-01-26
Filing date: 1973-01-26
Publication date: 1974-08-01

Description

Verfahren zur Herstellung eines Schneidwerkzeuges für Stein Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung eines Schneidwerkzeuges in Form eines mit Diamantkörnern bewehrten Drahtes, Drahtseiles od. dgl. für Naturstein, Kunststein und ähnliche Werkstoffe, der nach Art eines Sägebandes geführt und antreibbar ist. Method of making a stone cutting tool The invention relates to a method for producing a cutting tool in the form of a with Diamond grains of reinforced wire, wire rope or the like for natural stone, artificial stone and similar materials that are guided and driven like a saw band.

Es ist bekannt, solchen umlaufend geführten Drähten, Seilen od. dgl. während des Schneidvorganges Quarzsand, Siliziumkarbid oder ähnliche möglichst harte Stoffe zuzuführen, um die Schneidleistung zu erhöhen. Da dies entsprechends Umstände über die Dauer des Schneidvorganges hinweg verursacht und kaum eine gleichmäßige Schneidleistung sicherstellt, hat man bereits vorgeschlagen, harte Stoffe, insbesondere auch Diamantkörner,- an dem Draht zu halten. Eine Reihe dieser Vorschläge geht dahin, zylindrische Trägerkörper auf dem Draht anzuordnen bzw. zu befestigen, die beispielsweise mit Diamantsplittern durchsetzt sind oder an ihren mit dem zu schnsidenden Stein in Berührung kommenden Randbereichen solche Splitter aufweisen. Auch sind in diesem Zusammenhang Hartmetallsplitter und Karbide usw. erwähnt. Die über den äußeren Umfang des Drahtes, Drahtseiles od. dgl. hinausragenden, beim Eintritt in den Schnittschlitz des zu bearbeitenden Steines stark stoßbeanspruchten Trägerkörper müssen aus einem entsprechend hochfesten Material bestehen. Hier kommt zur Stei-.It is known to use such revolving wires, ropes or the like. Quartz sand, silicon carbide or similar as hard as possible during the cutting process Adding substances to increase cutting performance. As this is appropriate to circumstances caused over the duration of the cutting process and hardly a uniform one Ensuring cutting performance, it has already been proposed to use hard fabrics, in particular also diamond grains - to hold on to the wire. A number of these proposals are to arrange or fasten cylindrical support bodies on the wire, for example are interspersed with diamond fragments or on their with the stone to be cut edge areas coming into contact have such splinters. Also are in this Connection of hard metal splinters and carbides etc. mentioned. The one about the outer perimeter of Wire, wire rope or the like protruding when entering the cut slot of the stone to be processed strongly impact-stressed carrier body must consist of a consist of high-strength material. Here comes the stone.

gerung der Stoßunempfindlichkeit insbesondere Sintern in Betracht. Der an sich bereits aufwendige Sinterprozeß wird noch dadurch verteuert, daß bei Verwendung von Diamantkörnern aufgrund der relativ niedrigen Verbrennungstemperatur von Diamant, nämlich 800 bis 9000C, unter Ausschluß von Sauerstoff gearbeitet werden muß. Da der Draht die Sintertemperaturen nicht aushält, müssen die Trägerkörper aus zwei Hälften bestehen, die in auf den#Draht aufgesetztem Zustand verlötet werden oder als Voll körper mit allen Halte- und Federvorrichtungen in mühsamer Kleinarbeit auf den Trägerdraht aufgesteckt und festgelegt werden.Consideration of the impact insensitivity, in particular sintering. The sintering process, which is already complex in itself, is made even more expensive by the fact that at Use of diamond grains due to the relatively low combustion temperature of diamond, namely 800 to 9000C, can be worked with exclusion of oxygen got to. Since the wire cannot withstand the sintering temperatures, the carrier bodies must consist of two halves, which are soldered when they are placed on the # wire or as a full body with all holding and spring devices in painstaking detail be attached to the carrier wire and fixed.

Um das harte Anschlagen der Trägerkörper an den Schlitzwänden des Steins zu mildern, wurde vorgeschlagen, die Trägerkörper über einen bestimmten Bereich beweglich an dem Draht zu halten.In order to avoid the hard hitting of the carrier body against the slit walls of the To mitigate stone, it has been suggested to use the support body over a certain area to keep moveable on the wire.

Aufgrund des anfallenden Steinstaubes geht jedoch nach kurzer Einsatzzeit jede Beweglichkeit verloren.Due to the accumulating stone dust, however, it works after a short period of use lost all mobility.

Neben dem Nachteil der hohen Stoßbeanspruchung und aufwendigen Herstellung und Montage der Trägerkörper an dem Draht muß weiterhin als nachteilig angesehen werden, daß die wirksame Schnittlänge des Werkzeuges auf die axiale Ausdehnung der Schneidflächen der Trägerkörper, die mit relativ großem Abstand voneinander an dem Draht gehalten sind, beschränkt ist.In addition to the disadvantage of high impact stress and complex production and mounting the carrier body on the wire must continue to be viewed as disadvantageous that the effective cutting length of the tool is based on the axial extent of the Cutting surfaces of the carrier body, which are at a relatively large distance from each other on the Wire are held is restricted.

Ein weiterer Vorschlag geht dahin, Diamantkörner durch Galvanisieren auf den Draht aufzubringen. Als galvanisches Trägermaterial wird Nickel verwendet, so daß die Diamantkörner an dem Draht in einem Nickelbett gehalten sind. Diese Halter#ung der Diamantkörner in einem Nickelbett erweist sich jedoch für den hier in Frage kommenden Anwendungsbereich als zu schwach, so daß die Standzeit des Werkzeugs unwirtschaftlich kurz wird. Als Vorteil dürfte hier die über die gesamte Länge hinweg durchgehend erreichbare Schicht von Diamantkörnern anzusehen sein.Another suggestion is to electroplate diamond grains to apply to the wire. Nickel is used as the galvanic carrier material, so that the diamond grains are held on the wire in a nickel bed. This holder # ung however, the diamond grains in a nickel bed turn out to be for the Applicable area of application here as too weak, so that the service life of the Tool becomes uneconomically short. The benefit here is likely to be across the board The layer of diamond grains that can be reached throughout the length must be viewed.

Mit der vorliegenden Erfindung soll die Herstellung eines Schneidwerkzeugs der eingangs genannten Art ermöglicht werden, das - vorzugsweise über die gesamte Längsausdehnung des Drahtes hinweg - auf einfachere und sparsamere Weise mit Diamantkörnern in für den in Frage stehenden Verwendungszweck ausreichend fester Einlagerung versehen ist. The present invention seeks to manufacture a cutting tool of the type mentioned are made possible - preferably over the entire Longitudinal expansion of the wire - in a simpler and more economical way with diamond grains in sufficiently stable storage for the intended purpose in question is.

Dies wird erfindungsgemäß dadurch erreicht, daß unmittelbar in ein unterhalb der Verkohlungstemperatur von Diamant härtbares Drahtmaterial vor dem Härten Diamantkörner eingelagert werden. This is achieved according to the invention that directly in a below the charring temperature of diamond hardenable wire material before Hardening diamond grains are stored.

Ausgegangen wird dabei von der Beobachtung, daß sich auch sehr harte und äußerst spröde Materialien in weichere Materialien ohne zu splittern eindrücken lassen, wenn die aufzuwendende Eindrückkraft nicht zu groß und insbesondere nicht zu rasch ansteigend gewählt wird. Um hier günstige Verhältnisse zu erzielen, werden erfindungsgemäß die Diamantkörner in ein ungehärtetes Material gedrückt, das danach ausgehärtet wird und dabei eine Festigkeit erhält, die die erforderliche entsprechend feste Einlagerung der Diamantkörnchen gewährleistet. Durch das erfindungsgemäße Vorgehen müssen die Diamantkörnchen also nicht in ein so festes Material gedrückt werden, wie es zu ihrer Halterung im Arbeitsprozeß erforderlich ist. Zweckmäßigerweise läßt sich der entsprechend gewählte Drahtwerkstoff härten, ohne daß dabei die Umwandlungstemperatur von Diamant in Graphit erreicht wird. Das hat zur Folge, daß in keiner Phase der Herstellung des erfindungsgemäusen Werkzeuges die Gegenwart von Sauerstoff ausgeschlossen werden muB. Im übrigen soll über die für das Härten notwendigen Maßnahmen nichts ausgesagt werden, d. h. es kann sich neben insoweit reinen Wärmeaushärtverfahren auch um Verfahren handeln, die denen des Einsatzhärtens oder Nitrierens gleich sind bzw. ähneln. Schließlich sind auch Aushärtverfahren wie das Altern denkbar, bei denen ganz auf eine Wärmeerhöhung verzichtet wird. It is based on the observation that it is also very hard and pressing extremely brittle materials into softer materials without splintering let, if the pressing force to be applied is not too great and in particular not too rapidly increasing is chosen. In order to achieve favorable conditions here, according to the invention pressed the diamond grains into an uncured material, which then is cured and thereby receives a strength that the required accordingly Fixed storage of the diamond grains guaranteed. By the invention The diamond grains do not have to be pressed into such a solid material as it is required to hold them in the work process. Appropriately the wire material selected can be hardened without affecting the transformation temperature is achieved by diamond in graphite. As a result, in no phase of the Production of the invention Tool the presence of Oxygen must be excluded. In addition, it should be about the necessary for hardening Measures are not stated, d. H. it can be in addition to pure heat curing processes also involve processes that are the same as those of case hardening or nitriding or resemble. Finally, curing processes such as aging are also conceivable which are completely dispensed with an increase in heat.

Je nach Einlagerungsbedingungen können Krater in dem Drahtwerkstoff, die durch Eindrücken von Diamantkörnern entstehen, noch nach dem Eindrückvorgang vorhanden sein. Insoweit offene Krater beeinträchtigen aber die Halterung der Diamantkörner auch nach dem Härten des Drahtmaterials. Deshalb wird in bevorzugter Ausführung der Erfindung dem Eindrücken ein Vorgang nachgeschaltet, durch den die Krater über den eingelagerten Diamantkörnern geschlossen werden. Dies kann zweckmäßig durch eine entsprechende Walzbehandlung geschehen.Depending on the storage conditions, craters in the wire material, which are created by indenting diamond grains, even after the indentation process to be available. To that extent, however, open craters impair the retention of the diamond grains even after the wire material has hardened. This is why it is preferred the invention is followed by a process through which the craters are pushed in the stored diamond grains are closed. This can expediently through a corresponding rolling treatment is done.

Entgegen dem geschilderten Stand der Technik, der zur Halterung der Diamantkörner bestimmter Trägerstoffe bedarf, werden erfindungsgemäß die Diamantkörner unmittelbar in das Drahtmaterial eingelagert. Dies bedeutet eine weitere Vereinfachung und Ersparnis.Contrary to the described prior art, which is used to hold the Diamond grains require certain carrier substances, the diamond grains are according to the invention embedded directly in the wire material. This means a further simplification and savings.

Die Bewehrung des Drahtes, Drahtseiles od. dgl. - hier sind alle praktisch einsetzbaren Formen angesprochen - mit Diamantkörnern kann derart vorgenommen werden, daß man vor dem Ausformen des Drahtes in das Ausgangsmaterial Diamantkörner einknetet. Man kann aber auch derart vorgehen, daß man lediglich die beim Schneiden mit dem Stein in Berührung tretenden Randbereiche des Drahtes mit Diamantkörnern versieht. Wie bereits betont, kann als Draht jedes Gebilde angesprochen werden, das die hier erforderlichen Eigenschaften besitzt. Dabei ist zu berücksichtigen, daß der Draht während des Betriebes unter einer bestimmten Vorspannung steht. Weiterhin sollten Hohlräume vorgesehen sein, die das Abführen des anfallenden Steinstaubes gestatten. Man wird in der Regel bestrebt sein, die Schnittlänge möglichst groß zu halten, doch kann auch eine in Längsrichtung intermittierend vorgesehene Bewehrung gewählt werden.The reinforcement of the wire, wire rope or the like - all are practical here usable shapes addressed - with diamond grains can be made in such a way, that diamond grains are kneaded into the starting material before the wire is formed. But you can also proceed in such a way that you only cut with the Stone-contacting edge areas of the wire are provided with diamond grains. As already emphasized, any structure can be addressed as a wire, the one here possesses the required properties. It should be noted that the wire during operation under a certain preload. Furthermore, cavities should be provided, which allow the removal of the accumulating stone dust allow. As a rule, efforts will be made to keep the length of the cut as large as possible to hold, but reinforcement provided intermittently in the longitudinal direction can also be used to get voted.

Ein solcher Draht kann insbesondere aus einem bandförmigen Profil durch Wendeln gewonnen werden. Die mit Diamantkörnern bewehrten Randbereiche sind dann die Schmalseiten des Bandes, der für den Abtransport des anfallenden Schleifstaubes vorzusehende Raum ergibt sich beim Wendeln ähnlich wie bei einem gewöhnlichen Spiralbohrer. Bei einem solchen Draht wird man beispielsweise so vorgehen, daß man die Randbereiche erst mit Diamantsplittern v#ersieht, nachwalzt, dann die Wendelung vornimmt und schließlich härtet. Je nach Material bzw. den beim Wendeln auftretenden Spannungen und Dehnungen kann es auch ratsam sein, vor dem Wendeln zu härten.Such a wire can in particular consist of a strip-shaped profile can be obtained by coiling. The edge areas reinforced with diamond grains are then the narrow sides of the belt, which is responsible for transporting away the grinding dust The space to be provided results when twisting in a manner similar to that of an ordinary twist drill. In the case of such a wire, for example, one will proceed in such a way that the edge areas first seen with diamond splinters, rolled over, then made the spiral and eventually hardens. Depending on the material or the stresses that occur during coiling and stretches, it may also be advisable to harden before coiling.

Wie bereits angesprochen, ist das für das erfindungsgemäse Verfahren zu wählende Drahtmerial nicht auf eine bestimmte Sorte festgelegt» es eignen sich vielmehr alle Stoffe, die die vorausgesetzte Härtung ermöglichen. Darunter sind beispielsweise relativ gering aufgekohlte Eisenlegierungen, Aluminiumlegierungen wie auch Kunststoffe zu verstehen.As already mentioned, this is the case for the method according to the invention Wire merial to be chosen is not fixed to a certain type »it is suitable rather, all substances that enable the required hardening. Among them are for example, relatively low-carbon iron alloys, aluminum alloys how to understand plastics.

Die Erfindung wird nachfolgend anhand der Zeichnung näher erläutert, die skizzenhaft ein Schema zum erfindungsgemäßan Herstellen eines Schneidwerkzeuges wiedergibt.The invention is explained in more detail below with reference to the drawing, FIG. 1 shows a sketch of a scheme for manufacturing a cutting tool according to the invention reproduces.

Bei dem Beispiel gemäß der Zeichnung wird von einem bandförmigen, aus einer Aluminiumlegierung bestehenden Werkstoff 1 ausgegangen, der hinsichtlich eines Breiten-Dicken-Verhältnisses unterschiedlich gewählt sein kann. Das zunächst in einer Ebene verlaufende flache Band 1 wird zunächst in den Schmalseitenbereichen 2, in die Diamantsplitter bzw. Körner eingelagert werden sollen, mit einem Ol oder Fett versehen, dieser Arbeitsgang wird durch entsprechend kastenförmig ausgebildete Rollen 3 versinnbildlicht. Das Ol oder Fett -auch ähnliche Stoffe sind denkbar - dient als Haftmittel für Diamantkörner, die in den Wandbereich eingelagert werden sollen. Durch die flächenmäßige Größe des Haftmittelauftrags, die Menge des Auftrags pro Flächeneinheit und/oder die Viskosität des Haftmittels kann man die Grösse des Randbereiches bzw. die Intensität der Bewehrung durch Diamantsplitter bestimmen.In the example according to the drawing, a band-shaped, Assumed from an aluminum alloy material 1, which with regard to a width-to-thickness ratio can be chosen differently. First of all Flat strip 1 running in one plane is first inserted into the Narrow side areas 2, in which diamond chips or grains are to be stored, with an oil or Provided fat, this work step is formed by appropriately box-shaped Roles 3 symbolized. The oil or fat - also similar substances are conceivable - serves as an adhesive for diamond grains that are embedded in the wall area should. Due to the areal size of the adhesive application, the amount of the application per unit area and / or the viscosity of the adhesive can be the size of the Determine the edge area or the intensity of the reinforcement using diamond splinters.

Das Band 1 durchläuft dann eine Station 4, in der Diamantkörner 5, vorzugsweise einer bestimmten Größe aus der Normentabelle, wie Korngröße 150*l, zumindest im Bereich des vorgesehenen zu bewehrenden Randes auf das Band gelangen. Aufgrund des Haftmittels bleibt eine dem Haftmittelauftrag und der Haftmittelviskosität entsprechende Menge von Diamantkörnern auf der Oberfläche dieses Randbereiches haften. Es wird betont, daß die hier rein skizzenhaft wiedergegebenen Einrichtungen lediglich Schemata für den Herstellungsablauf darstellen.The belt 1 then passes through a station 4, in which diamond grains 5, preferably of a certain size from the standard table, such as grain size 150 * l, get onto the tape at least in the area of the intended edge to be reinforced. Due to the adhesive, there remains one of the adhesive application and the adhesive viscosity Adhere a corresponding amount of diamond grains to the surface of this edge area. It is emphasized that the facilities shown here in a purely sketchy manner are only Represent schemes for the manufacturing process.

Die haften gebliebenen Diamantkörner werden nun mit Walzen 6, die an den Schmalseiten des Bandes angreifen, und Walzen 7, die den Breitseiten des Bandes zugeordnet sind, in das weiche, weil noch nicht gehärtEteXBandmaterial eingedrückt.The adhered diamond grains are now with rollers 6, the attack on the narrow sides of the belt, and rollers 7, which the broad sides of the Assigned to the tape, pressed into the soft, because not yet hardened, EteX tape material.

Es ergeben sich somit Randbereiche 8, die in einer bestimmbaren Intensität mit Diamantkörnern -bewehrt sind. Durch die Walzen werden die Diamantkörner in das noch weiche Bandmaterial gedrückt, ohne dass schlagartige Kräfte auftreten.This results in edge areas 8 that have a determinable intensity are reinforced with diamond grains. The diamond grains are pushed into the still soft band material pressed without sudden forces occurring.

Die Weichheit des Materials und die Art der Aufbringung des Druckes stellen sicher, daß die Diamantkörner bei diesem Eindrückvorgang nicht oder nicht nennenswert splittern.The softness of the material and the way in which the pressure is applied make sure that the diamond grains do not or not during this pressing process noticeably splinter.

Nach diesem Eindrück- und gegebenenfalls besonderem, nicht dargestelltem Kraterschließvorgang wird das Band zweckmäßigerweise zu einer Wendet geformt, wozu Walzen 9 vorgesehen sind. Diese Walzen 9 können in der dargestellten Pfeilrichtung um die Bandachse rotieren, dies vor allem zu Beginn des Wendelvorganges. Danach können sie auch in der dargestellten Ruhelage verbleiben, wenn das Band mit einer gleichmäßigen Geschwindigkeit in Richtung von den Walzen 7 zu den Walzen 9 fortbewegt wird.After this impression and possibly special, not shown The crater closing process is expediently shaped into a turn, for which purpose Rollers 9 are provided. These rollers 9 can move in the direction of the arrow shown Rotate around the belt axis, especially at the beginning of the spiral process. Thereafter they can also remain in the rest position shown when the tape with a uniform speed in the direction of the rollers 7 to the rollers 9 moved will.

Nach dem Wendeln wird das Band 1 einer Heizeinrichtung 10 zugeführt, die dem Härten des Bandwerkstoffes dient. Die Einrichtung 10 kann dabei je nach Bandmaterial andere oder noch weitere Einrichtungen für das Härten umfassen.After winding, the strip 1 is fed to a heating device 10, which is used to harden the strip material. The device 10 can depending on Tape material include other or still further means for hardening.

Als Ergebnis erhält man einen wendelförmigen Draht, dessen äussere Bereiche über eine gewisse Radialabmessung hinweg mit Diamarikörnern bewehrt sind. Durch das Härten des Bandmaterials sind die zuvor eingelagerten Diamantkörner in einem für die beabsichtigte Belastung ausreichenden Maße in dem Bandmaterial gehalten.The result is a helical wire, the outer one Areas are reinforced with diamond grains over a certain radial dimension. By hardening the band material, the previously stored diamond grains are in held in the tape material to an extent sufficient for the intended load.

Claims

P A.T E N T A N 5 P R ü C H E

Method for producing a cutting tool in the form of a with Diamond grains of reinforced wire, wire rope or the like for natural stone, artificial stone and similar materials that are guided and driven like a saw band, d a d u r c h e k e n n -z e i c h n e t that immediately into a below the Burning temperature of diamond hardenable wire material (1) before hardening diamond grains (5) be stored.

2. The method according to claim 1, d a d u r c h g e k e n n -z e i c h n e t that the diamond grains (5) in the attacking when cutting on the stone Edge areas (8) of the wire material (1) are stored.

3. The method according to claim 2, d a d u r c h g e k e n n -z e i c h n e t that the wire is first shaped as a flat band (1), then in his Narrow side areas (8) provided with diamond grains (5), then into a helix twisted and is finally hardened in this deformed state.

4. The method according to any one of claims 2 and 3, d a -d u r c h g It is not noted that the edge areas intended for receiving diamond grains (8) the wire material (1) is provided with oil, grease or the like adhesive (2) and then brought into contact with a supply of diamond grains (5), whereupon the diamond grains adhering to the adhesive layer are pressed into the edge areas will.

5. The method according to any one of the preceding claims, d a -d u r c h ge.ke n n n n z i c h n e t that caused by the pressing in of the diamond grains, craters remaining after the pressing process in the wire material around the embedded ones Diamond grains are closed around.

6. The method according to claim 5, d a d u r c h g e k e n n -z e i c n e t that after the diamond grains have been pressed into the wire material this is re-rolled.

7. The method according to claim 1, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t that the diamond grains the wire material before shaping to the wire shape be admitted.

8. The method according to any one of the preceding claims, d a -d u r c h g e k e n n n z e i q h n e t that the wire material (1) is a hardenable aluminum alloy is used.

9. The method according to any one of claims 1 to 7, d a d u r c h g e It is not stated that the wire material is a hardenable wire material that can be hardened by chemical additives Material is used.

10. The method according to claim 9, d a d u r c h g e k e n n -z e i c It does not mean that the wire material is a plastic.

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