DE102009008261A1 - Tool for operating artificial and natural stone, is made of hard metal body with sintered or hot-pressed polycrystalline diamond cutting material in different geometrical shapes - Google Patents

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Abstract

The tool is made of a hard metal body with sintered or hot-pressed polycrystalline diamond cutting material in different geometrical shapes. The geometrical shapes are connected to a tool supporting element in a fixed or detachably fixed manner. The geometrical shapes are provided to operate mineral surfaces, e.g. stone or artificial stone base, concrete and asphalt surfaces.

Description

Stand der Technik:State of the art:

Mit der Gebrauchsmusterschrift DE 202 20969 U1 wurde erstmals ein PKD-Element (polykristaliner Diamant) von der Firma HTC Sweden AB zur Bodenbearbeitung von Kunst- und Naturstein vorgestellt. Die dünnen PKD-Elemente werden mittels von Lötverbindungen an einem Aufnahmeträger befestigt, welcher ebenfalls durch Lötverbindungen am Werkzeugträger befestigt werden. Mit diesem Verfahren ist es möglich „weichplastische” Materialien gegenüber dem herkömmlich gesinterten Diamantwerkzeugen zu schleifen, da diese nicht verkleben, da hier durch das PKD-Element ein Zerspannungsvorgang gegenüber den Vorgang des Mahlens entsteht. Dieses Werkzeug führt bei „weichplastischen” Oberflächen zu sehr guten Zerspannungsleistungen, aber auch zu sehr schnellen Zerstörung des PKD-Elements bei härteren Materialien bzw. beim Eindringen in eine härtere Schicht. Hartmetallgrundkörper mit einer aufgesinterten Schneide aus einem PKD Schneidwerkstoff finden bereits in computergesteuerten Bearbeitungszentren zur Bearbeitung von Holzwerkstoffen, Gummi und thermoplastischen Materialien in der Industrie Anwendung. Bohrkronen oder Sägeblätter werden mit einem aufgelöteten PKD Schneidwerkstoff als Plättchen in jüngster Zeit angeboten, aber Hartmetallgrundkörper mit aufgesinterten PKD Schneidwerkstoff sind hier nicht wiederzufinden. Hartmetallgrundkörper mit aufgesinterten PKD Schneidwerkstoff sind ausschließlich in den benannten computergestützten Bearbeitungszentren oder als Spezial-Bohrkopf für Erdölbohrungen wiederzufinden.With the utility model DE 202 20969 U1 For the first time, a PCD element (polycrystalline diamond) was presented by HTC Sweden AB for the tillage of artificial and natural stone. The thin PCD elements are fixed by means of solder joints on a receiving carrier, which are also secured by solder joints on the tool carrier. With this method, it is possible to grind "soft plastic" materials compared to the conventionally sintered diamond tools, as they do not stick together, since here by the PCD element a Zerspannungsvorgang compared to the process of milling. For "soft-plastic" surfaces, this tool leads to very good machining performance, but also to very rapid destruction of the PCD element in the case of harder materials or when penetrating into a harder layer. Carbide basic bodies with a sintered cutting edge made of a PCD cutting material are already used in computer-controlled machining centers for processing wood-based materials, rubber and thermoplastic materials in industry. Drill bits or saw blades are being offered with a soldered PCD cutting material as platelets recently, but carbide body with sintered PCD cutting material can not be found here. Carbide base bodies with sintered PCD cutting material can only be found in the named computer-aided machining centers or as a special drilling head for oil wells.

Aufgabenstellung der Erfindung:Object of the invention:

Aufgabe der Erfindung ist es ein Werkzeug zur Zerspannung von Oberflächen herzustellen, welches zusätzlich noch schlagfest ist und mittels unterschiedlicher Konstruktion und Anordnungsmöglichkeiten den Abtrag zu optimieren. Bisherige PKD-Elemente sind bereits nach kurzer Zeit zerbrochen, wenn diese auf einen härteren Stein trafen. Eine weitere Aufgabenstellung war es ein Werkzeug herzustellen, auf tellerförmigen Bearbeitungsmaschinen kontrollierter einen vorher bestimmbaren Fräsvorgang auszuführen, welcher in Zerspannung und Zertrümmerung vertikal arbeitenden Fräsmaschinen gleich steht, aber weniger Bauteilschwingungen verursacht. Eine weitere Aufgabenstellung war es, insbesondere auf harten Materialien, wie z. B. Granit, metallarmierten Beton, ein grobes Schleifwerkzeug herzustellen, welches als erster Schleifvorgang eine Granulatartige tiefe Abtragung erzielt und zusätzlich die Oberfläche nachträglich nivelliert, aber nicht wie beim Trommelfräsen die Oberfläche nachhaltig schädigt. Insbesondere Aufgabe der Erfindung ist es, ein Werkzeug für abrasive Oberflächen, herzustellen da die bisherige Diamantschleiftechnik hier den höchsten Werkzeugverschleiß hat und keine geeigneten Bearbeitungsmöglichkeiten gegeben sind.task The invention is a tool for cutting surfaces produce, which is additionally impact-resistant and by means of different construction and arrangement options optimize the removal. Previous PKD elements are already behind broken short time, if this on a harder stone met. Another task was to make a tool controlled on plate-shaped processing machines to carry out a previously determinable milling process, which are working vertically in cutting and shattering Milling machines is the same, but less component vibrations caused. Another task was, especially on hard materials, such. As granite, metal-reinforced concrete, a produce coarse grinding tool, which as the first grinding process achieved a granular deep ablation and additionally the Surface leveled later, but not as in the case of drum milling, the surface is sustainable damaged. In particular, the object of the invention is a tool for abrasive surfaces, since the manufacture Previous diamond grinding technology here has the highest tool wear and no suitable editing options are.

Beschreibung der Erfindung:Description of the invention:

Die Erfindung betrifft ein Schleifwerkzeug zur Bearbeitung von nahezu allen Natur- und Kunststeinböden, Beton- und Asphaltflächen, Entfernung von weichen Beschichtungen und abrasiven Oberflächen. Im Vergleich zum bisherigen Schleifen ist der Abtrag mit diesem Werkzeug aus Hartmetallgrundkörper mit aufgesinterten PKD Schneidkörper wesentlich schneller und effektiver. Gegenüber bisherigen Verfahren des Trommelfräsens wird der Untergrund nicht geschädigt und es wird eine ebene, beschichtungsfähige Oberfläche erzielt. Das Werkzeug ist dadurch gekennzeichnet, das sich ein, aus verschiedenen geometrischen Figuren vorstellbarer, polykristaliner Diamant in Form einer dünnen Scheibe durch ein Heißpress-Verfahren, mit einer gleichgeometrischen dickeren Verbindung aus Hartmetall oder anderen harten Materialien verbunden ist.The The invention relates to a grinding tool for machining almost all natural and artificial stone floors, concrete and asphalt surfaces, Removal of soft coatings and abrasive surfaces. Compared to previous grinding is the removal with this Tool made of hard metal base body with sintered PCD Cutting body much faster and more effective. Across from Previous method of drum milling is the background not damaged and it becomes a level, coatable Surface achieved. The tool is characterized which can be imagined from different geometrical figures, polycrystalline diamond in the form of a thin disk through a hot pressing process, with an equal geometric thicker compound of hard metal or other hard materials connected is.

Aufgrund dieser Verbindung im Heißpress-Verfahren wird das PKD-Element schlagfest und kann während des Zerspannungsvorganges entgegenstehende harte Materialien zertrümmern. Bisherige PKD-Elemente waren durch einen zusätzlichen zähen Kern aus Hartmetall legiert. Bei diesem Verfahren wird ein Hartmetallkörper durch ein Heißpressverfahren mit einem PKD-Schneidelement dauerhaft befestigt. Durch die Dicke des dahinter gestellten Hartmetallkörpers kann das Werkzeug, sowohl in der Schlagfestigkeit als auch auf die Eignung für das Material eingestellt werden. Dickere Verbindungselemente sind für härtere und abrasivere Materialien, wobei dünnere Verbindungselemente bei weicheren Materialien eingesetzt werden. Dieses wird durch den Reibungswiderstand beeinflusst und ist ein geringer Nachteil, da dickere Verbindungselemente zum verkleben bei weichen Materialien führen. Positiv beeinflusst der höhere Reibungswiderstand des dickeren Verbindungselementes aus Hartmetall bei härteren und abrasiveren Materialien einen erschütterungsgeringen Lauf der Maschinen.by virtue of This compound in the hot pressing process is the PCD element impact resistant and can be opposed during the Zerspannungsvorganges smash hard materials. Previous PKD elements were through an additional tough core made of carbide alloyed. In this method, a hard metal body by a hot pressing process with a PCD cutting element permanently attached. Due to the thickness of the cemented carbide body behind Can the tool, both in the impact resistance as well as on the Suitability for the material to be adjusted. Thicker fasteners are for harder and more abrasive materials, taking thinner fasteners used in softer materials become. This is influenced by the frictional resistance and is a minor disadvantage, since thicker fasteners stick together with soft materials. Positive influences the higher frictional resistance of the thicker connecting element hard metal for harder and more abrasive materials a vibration-free run of the machines.

Die PKD-Elemente mit Heißgepressten Hartmetall, nachfolgend PKD Komposition bezeichnet, können in unterschiedlichen Formen hergestellt werden und auch in unterschiedlichen Formen auf der Werkzeugträgerplatte gemischt befestigt werden. Denkbar wäre auch ein versenken auf der Trägerplatte oder durch einer zusätzlichen Stütze aus einem Diamantsegment oder durch Metallformen gestützt werden.The PCD elements with hot-pressed carbide, below PKD composition may be different Molds are made and also in different forms the tool carrier plate are mixed mixed. Conceivable would be a sinking on the support plate or by an additional support made of a diamond segment or supported by metal molds.

Mittels unterschiedlicher Formen und Stellungen kann der Zerspannungsvorgang beeinflusst werden, welcher sich positiv auf den Zertrümmerungsvorgang verhält.By means of different shapes and positions of the Zerspannungsvorgang influenced which behaves positively to the smashing process.

Die PKD Komposition werden auf den Werkzeugträgern mittels Hartlötverbindungen befestigt. Eine Schraubverbindung oder ähnliches wäre ebenfalls denkbar. Zusätzlich kann die PKD Komposition von hinten durch eine Aufnahme aus Metall gestützt werden und/oder durch eine Versenkung oder Einkerbung gestützt werden. Versenkungen und Einkerbungen dienen zusätzlich einer Winkelpositionierung. Stützen aus Metall können auch aus aufgeschweißten oder aufgelöteten Material denkbar sein.The PCD composition will be done on the tool carriers Brazed joints attached. A screw connection or the like would also be possible. Additionally, the PKD Composition supported from behind by a metal receptacle and / or supported by a sinking or indentation become. Countersinks and notches serve additionally an angular positioning. Metal supports can also made of welded or soldered material be conceivable.

Je nach geometrischer Zusammensetzung und Positionierung dieser Hartmetallkörper mit aufgesinterten PKD Schneidwerkstoff kann ein Abtrag bzw. ein Eindringen in die Oberfläche beeinflusst werden. Die Stellungen der Werkzeuge auf dem Werkzeugtragelement können in allen möglichen Positionen erfolgen, soweit gewährleistet ist, das die Schnittkante des PKD Schneidelements vor dem Hartmetallgrundkörper sitzt.ever according to geometric composition and positioning of these carbide body with sintered PCD cutting material can erosion or a Penetration into the surface can be influenced. The positions the tools on the tool support element can in all possible positions, as far as guaranteed is the cutting edge of the PCD cutting element in front of the carbide body sitting.

In der 1 wird ein denkbares Schneidwerkzeug in halbrunder Körperform auf dem Werkzeugtragelement dargestellt. Die 2 zeigt ein eingekerbtes halbrundes Schneidwerkzeug, welches im Innenkreis mittels einer Metallstütze für einen ruhigen Lauf als Schneidwerkzeug denkbar angefertigt werden kann. Mittels der Höhe der Stütze ist es möglich die Eindringtiefe des Werkzeugs anzupassen. In der 3 wird ein Werkzeugtragelement mit einem vorderen eingekerbten Schneidwerkzeug und einen hinteren aufgesetzten Schneidwerkzeug vorgestellt. Der Einsatz eines solchen Werkzeuges wäre denkbar, bei stark abrasiven und körnigen Oberflächen, wodurch durch das erste, obere Element der Stein eingeschnitten wird und anschließend durch den Inneren nachgeschnitten wird. 4 zeigt ein denkbares viertel Schneidwerkzeug, welches auf einem eingekerbten Tragekörper befestigt ist. Durch die große Schnittkante wäre es denkbar sehr tiefe Schnittleistungen zu erzielen, wozu der Tragekörper als zusätzliche Befestigung dient und zudem das Werkzeugtragelement vor den direkten Kontakt zur Oberfläche schützt. 5 zeigt wie die 4 ein ähnliches zusätzliches Tragelement, welches zusätzlich als hintere Stütze dient. Hier wäre es auch denkbar einen nach hinten geneigten Winkel für das Schneidwerkzeug anzunehmen, um eine bessere Schnittleistung zu erzielen. in 6 wird wie in 2 ein Schneidwerkzeug mit separaten Stützelement angedacht. Die Einkerbung ist hier nicht erforderlich, da das Schneidwerkzeug zusätzlich von hinten mittels einer zusätzlichen Stütze gehalten wird. Denkbar wäre hier der Einsatz bei sehr harten Materialien. Bei weicheren Oberflächen wäre es denkbar, wie in 7 dargestellt, sogenannte Löffelähnliche Schneidwerkzeuge auf das Werkzeugtragelement aufzubauen, welche durch eine zusätzliche Stütze gehalten wird. Mittels dieser Methode wäre es denkbar verschiedene Winkelstellungen des Schneidwerkzeuges anzunehmen, um die Schnittleistung und Eindringtiefe zu verbessern. 8 und 9 stellen die unterschiedlichen Dicken des Hartmetalltragekörpers für das PKD-Schneidelement dar. Stärke Hartmetallkörper finden mehr Aufnahmefläche auf dem Werkzeugtragelement und damit mehr Widerstand, wobei bei dünneren Schneidplatten eine Stütze denkbar wäre.In the 1 a conceivable cutting tool is shown in a semi-circular body shape on the tool support member. The 2 shows a notched half-round cutting tool, which can be made conceivable in the inner circle by means of a metal support for quiet running as a cutting tool. By means of the height of the support, it is possible to adjust the penetration depth of the tool. In the 3 A tool support member having a front notched cutting tool and a rear attached cutting tool is presented. The use of such a tool would be conceivable for highly abrasive and granular surfaces, which is cut through the first, upper element of the stone and then recut through the interior. 4 shows a conceivable quarter cutting tool which is mounted on a notched support body. Due to the large cutting edge, it would be conceivable to achieve very deep cutting performance, to which the support body serves as an additional attachment and also protects the tool support member from direct contact with the surface. 5 shows like that 4 a similar additional support element, which also serves as a rear support. Here it would also be possible to assume a backward inclined angle for the cutting tool in order to achieve a better cutting performance. in 6 will be like in 2 a cutting tool with separate support element considered. The notch is not required here, since the cutting tool is additionally held from the rear by means of an additional support. Conceivable here would be the use of very hard materials. For softer surfaces, it would be conceivable, as in 7 shown to build so-called spoon-like cutting tools on the tool support member which is held by an additional support. By means of this method it would be conceivable to assume different angular positions of the cutting tool in order to improve the cutting performance and penetration depth. 8th and 9 are the different thicknesses of the hard metal carrier body for the PCD cutting element. Thickness carbide body find more receiving surface on the tool support member and thus more resistance, with thinner inserts a support would be conceivable.

Diese Abbildungen stellen nur einen kleinen Teil der möglichen Variationen dar, welche mit dieser Erfindung denkbar wären. Denkbar wäre es, diese Schneidkörper aus Hartmetall mit aufgesinterten PKD-Schnittdiamanten auf jeden erdenklichen Werkzeugträger für Bodenschleifmaschinen auf zusetzen oder sogar für Winkelschleifer nutzbare Werkzeuge herzustellen.These Pictures represent only a small part of the possible Variations that would be conceivable with this invention. It would be conceivable, this cutting body made of carbide with sintered PCD cutting diamonds on every imaginable tool carrier for floor grinding machines or even for Angle grinder to produce usable tools.

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNGQUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION

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Zitierte PatentliteraturCited patent literature

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Claims (7)

Werkzeuge zur Bearbeitung von Kunst- und Naturstein, dadurch gekennzeichnet, das sie aus einem Hartmetallkörper mit aufgesinterten oder heißgepressten PKD Schneidwerkstoff bestehen, in verschiedenen geometrischen Formen, welche durch festes oder wiederlösbares Befestigen an einem Werkzeugträgerelement verbunden sind.Tools for processing artificial and natural stone, characterized in that they consist of a hard metal body with sintered or hot-pressed PCD cutting material, in various geometric shapes, which are connected by fixed or detachable fastening to a tool carrier element. Werkzeuge zur Bearbeitung von Kunst- und Naturstein aus einem Hartmetallkörper mit aufgesinterten oder heißgepressten PKD Schneidwerkstoff bestehen, in verschiedenen geometrischen Formen, welche zur Bearbeitung von mineralischen Oberflächen, wie Stein- oder Kunststeinböden, Beton- und Asphaltflächen, zum Entfernen von Spachtelmassen, Klebstoffresten oder ein- oder zweikomponentige Bodenbeschichtungen auf horizontal und vertikal rotierenden Bearbeitungsmaschinen eingesetzt werden.Tools for processing artificial and natural stone made of a carbide body with sintered or hot-pressed PCD cutting material exist, in various geometric shapes, which for processing mineral surfaces, such as stone or artificial stone floors, concrete and asphalt surfaces, for removing putties, adhesive residues or on or two-component floor coatings on horizontal and vertical rotating machine tools are used. Werkzeug nach den Ansprüchen 1 bis 2, dadurch gekennzeichnet das sich mindestens ein Schneid- und Fräswerkzeug auf dem Werkzeugaufnahmeelement befindet, welches in unterschiedlichen geometrischen Formen mit und ohne einem zusätzlichen Stützelement, aus einem Schleifsegment oder Metallkörper befestigt sind.Tool according to claims 1 to 2, characterized characterized at least one cutting and milling tool located on the tool receiving element, which in different geometric shapes with and without an additional support element, are attached from a grinding segment or metal body. Werkzeug nach den Ansprüchen 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, das sich auf dem Werkzeugträger eine Versenkung bzw. Kerbe zum einlassen des Werkzeugs befindetTool according to claims 1 to 3, characterized characterized in that on the tool carrier sinking or notch for engaging the tool is located Werkzeug nach den Ansprüchen 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, das sich hinter dem Werkzeug eine zusätzliche Stütze befindet.Tool according to claims 1 to 4, characterized marked behind the tool an additional Support is located. Werkzeug nach den Ansprüchen 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, das sich mindestens ein geometrisch Scheid- und Fräswerkzeug auf dem Werkzeugtragelement befindet.Tool according to claims 1 to 5, characterized characterized in that at least one geometrically divide and Milling tool is located on the tool support element. Werkzeug nach den Ansprüchen 1–6, dadurch gekennzeichnet, das sich unterschiedliche Winkel der Befestigung und Werkzeuganbringungen auf dem Aufnahmeträger befinden.Tool according to claims 1-6, characterized in that different angles of attachment and tool attachments are located on the receiving carrier.
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