DE2210267C3 - Diamantwerkzeug, - sogea Diamantfliese - insbesondere zum Abrichten von Schleifscheiben, mit einem etwa plattenförmigen Diamantträger und in ihm in Schichten angeordneten Diamanten - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Diamantwerkzeug, insbesondere zum Abrichten von Schleifscheiben, mit einem Halter und einem mit dem Halter verbundenen und mit Diamanten versehenen, etwa plattenförmigen Träger, in dem die etwa kugelförmigen oder kugelförmige Enden aufweisenden nadeiförmigen Diamanten ausgerichtet und in Schichten angeordnet sind.

Für ein Abrichten von Schleifscheiben sind Diamantwerkzeuge bekannt, bei denen mehrere Diamanten ausgerichtet und in Schichten angeordnet sind. Dabei liegendiekugelförmigenodcrnadelförmigen Diamanten in parallel zueinander verlaufenden Reihen, die senkrecht zu der Zustellrichtung des Werkzeuges ausgerichtet sind. Dadurch soll erreicht werden, daß während des Abrichtens stets die gleiche Anzahl von Diamantspitzen eingreifen. Es hat sich aber gezeigt, daß bei derartigen Werkzeugen der Verschleiß des auch als »Fliese« bezeichneten Werkzeuges regelmäßig nicht über die volle Werkzeuglänge gleichmäßig ist. Werden nämlich etwa Kugelförmige oder etwa kugelförmige Enden aufweisende nadclförmigc Diamanten ausgerichtet in parallelen Reihen angeordnet, die senkrecht zur Zustelirichtung verlaufen, so ist nicht die Summe der gesamten Dianiantqucrschnittc innerhalb jeder zur Zustellrichtung senkrechten Schnittebene eine gleichbleibende Größe. Demzufolge ändert sich zwangläulig der Verschleiß des Werkzeuges während seiner Benutzung erheblich. Liegt innerhalb einer Schiiittcbenc nur wenig an Diamantflächc. so verschleißt das Werkzeug innerhalb dieses Bereiches stärker, als nach einem weiteren teilweisen Aufgebrauch, nach welchem eine Schnittebene bzw. eine Diamantquerschnittsflache frei liegt, die einen größeren Anteil an Diamantflachen enthält.

Aufgabe der Erfindung ist es, ein Diamantwerkzeug

der im Hauptpatentanspruch beschriebenen Gattung

zu schaffen, bei dem über eine größere Länge in der

Zustellrichtung der Verschleiß gleichbleibend ist.

Erfindungsgemäß ist diese Aufgabe dadurch gelöst,

daß die gesamte Querschnittsfläche der Diamanten einer Schnittebene F_ge, = π · r² (3 - ₃~₂) - η ist, wobei

»r« der Radius eines kugelförmigen Diamanten oder Diamantabschnittes ist und »n« das Verhältnis vom Radius »r« zurr. Kopfabstand »I« zwischen zwei benachbarten Diamanten in zwei in Zustellrichtung

»5 n^beneinanderliegenden Diamantreihen von Diamantei· verschiedener Ausrichtungen in der Längsrichtung des Trägers, so daß die Gesamtquerschnittsfläche der Diamanten in den senkrecht zu der Halterachse liegenden Schnittebenen über die Länge des Trägers etwa konstant ist.

Wird weiterhin berücksichtigt, daß der hohenmäßige Abstand zweier Diamanten von zwei nebeneinandcrliccenden Diamantenreihen in Längsrichtung des

1 ²'· - Ί - /
T-ägersder Formel entsprechen sollte 1 = ^

se lassen sich unter Berücksichtigung dieser Gleichungen sowie der gewünschten Werkzeugabmessungen einwandfrei die Fragen beantworten, wie viele Kugelreihen pro Querschnitt überhaupt realisierbar sind, wie

stark damit das Werkzeug mit Diamanten besetzt sein kann unter Berücksichtigung der Abmessungen der Diamanten, welchen Radius beispielsweise kugelförmige Diamanten und welchen Abstand diu einzelnen Diamanten zueinander innerhalb einer Diamantreihe parallel zu der Zustellrichtung des Werkzeuges haben können.

Ausführungsbeispiele der Erfindung sind nachstehend näher unter Bezugnahme auf eine Zeichnung erläutert. In der Zeichnung zeigt

F i g. 1 ein Diamantwerkzeug in der Arbeitsstellung im Längsschnitt,

F i g. 2 das Werkzeug gemäß F i g. 1 in der Draufsicht,

F i g. 3 die Draufsicht von einem bekannten Wcrkzeug in vergrößerter Darstellung,

F i g. 4 einen Teilausschnitt des Trägers vom Werkzeug mit darin liegenden kugelförmigen Diamanten in perspektivischer Darstellung,

F i g. 5 die für eine Berechnung zu berückbichtigcnden Schnitlebcnen,

1 i g. 6 einen Schnitt durch mehrere nebeneinanderliegendc kugelförmige Diamanten, die innerhalb einei Schnittebene liegen,

F i g. 7 die optimale Verteilung von nadclföi migcr Diamanten innerhalb eines Trägers.

In den F-'i g. I und 2 ist ein an sich bekannte: Diamantwerkzeug — eine sogenannte Diamant fliese - in der Seitenansicht und in der Draufsicht dar gestellt, das mit mehreren nadeiförmigen Diamanten 1 öu versehen ist, die in einem schichtförmigen Träger ί eingebettet liegen. Der Träger 2 ist von einem Halter: getragen, der in der Zustellrichtung 4 gegen eine abzu richtende Schleifscheibe 5. deren Rotationsachse in de Zeichenebene von rechts nach links verläuft, nachz.u 6.-, stellen ist. Während der Benulzung des Werkzeuge tritt eine geringfügige Krümmung der Vorderkante auf wie F i g. 2 zu entnehmen ist, da die abzurichtendi Schleifscheibe 5 eine gekrümmte Umfangsfiäche hat

deren Krümmungsradius aber im Vergleich zu der Breite des Trägers 2 so groß ist, daß die geringfügige Krümmung hinsichtlich der optimalen Verteilung bzw. Anordnung der Diamanten 1 in dem T rager 2 vernachlässigt werden kann.

Der F i g. 3 ist zu entnehmen, daß bisher die Verteilung nadeiförmiger Diamanten in einem Träger 2 dergestalt erfolgte, daß diese sich nur mit ihren Endabschnitten geringfügig überlagerten. Dadurch war bisher die Summe der Querschnitte der Diamanten in einer Schnittebene senkrecht zu der Zustellrichtung 4 nicht konstant. Das hatte zur Folge, daß der Verschleiß des Werkzeuges nur sehr gering war, wenn eine Abnutzung stattgefunden hatte bis in einen Randabschnitt der vorderen Kanten einer zurückliegenden horizontalen Reihe von Diamanten, da in diesem Bereich der Gesamtquerschnitt der Diamantflächen etwa doppelt so groß ist, wie bei einem weiteren Verbrauch, innerhalb dessen sich eine Schnittebene durch eine einzige horizontale Reihe von Diamanten erstreckte, die nebeneinanderstehend einen reluti·. weiten Abstand zueinander haben. Diesem Mangel wird abgeholfen, wenn die Verteilung der einzelnen Diamanten in einem Träger gemäß F i g. 4 dergestalt erfolgt, daß die Summe der Querschniitsflächen der Diamanten innerhalb der dort gezeigten Sehnittebenen. die senkrecht zu der Vorschubrichtung verläuft, »leich ist der Summe der Diamantquerschnitte in einer parallelliegenden Schnittebene. Um eine entsprechende Verteilung von Diamanten innerhalb des Trägers, beispielsweise unter Zuhilfenahme eines Rasters zu ermöglichen, ist zu berücksichtigen, welchen Durchmesser bzw. Radius die einzelnen benutzten Diamanten haben, der in F i g. 5 mit <>r« angegeben ist. sowie welchen Abstand »d« diese mit ihren Vorderkanten zueinander aufweisen können. Der Kopfabsland I ist bei Verwendung kugelförmiger Diamanten gemäß F i g. b vor-

zugsvve ,e:

■ /

ist bei dieser Anordnung: /·„,■<

wobei /ι - ■ ist und I

rr ■ /■- i

ordnung F i g. 6 für Λ/ als Anzahl paralleler Reihen die Größe »7« gewählt ist und für »d« als gegenseitiger Abstand zweier Diamanten innerhalb einer Reihe in der Längsrichtung der Fliese die Größe ■>!<■ und als Radius r die Größe »2« angenommen ist. Die in der verstehenden Formel genannte Größe ·>/<· tritt bei der Verwendung kugelförmiger Diamanien nicht wirksam in der Gleichung auf bzw. kann als 0 gesclzt werden. Sie ist von Bedeutung bei Verwendung beispielsweise von nadeiförmigen Diamanten, wie nachstehend noch unter Bezugnahme auf F' i g. 7 beschrieben ist.

Die gesamte Diamantquerschniilslläche innerhalb der horizontal inaer Zeichnung eingetragenen Schniticbene

wobei cemäß der An-

Diese iicsamtc

Querschnittsfläche F_ges ist also diejenige F lache innerhalb einer . 1-F.bene, die sich aus der Summierung der einzelnen DiamantquerschniUsflächen ergibt, und sie ist gleich groß bei einer Verschiebung der Kogelreihen jeweils um das' Ausmaß /I, wobei diese Verschiebung bezogen ist auf die Diamanten der einen parallel zur Zustellrichtung verlaufenden Reihe in bezug auf die Diamanten der benachbarten parallellaufenden Reihe.

Die relative Flächenunruhe, welche zwischen diesen beiden Sehnittebenen noch vorhanden wäre bzw. relati ve Flächenabweichung, ist nur sehr geringfügig und läßt sich ausdrucken durch die Gleichung

•J * max *

F ~ 2n- '

Die vorstehenden Verhältnisse gelten sinngemäß auch bei Verwendung nadeiförmiger Diamanten gemäß F i g. 7. Dort ist allein zusätzlich noch die Größe »/« zu berücksichtigen, die dem Abstand entspricht zwischen zwei angenommenen Mittelpunkten im oberen und unteren Teil eines dort abgerundeten rudelförjiiigen Diamanten. Dicer Abstand »/«läßt sicii also zifi'ermäßig bei Kenntnis dd zu benutzenden Diamanten in der Formel mit berücksichtigen und entfällt nur hei Verwendung kugelförmiger Diamanten, v.eil er dort gleich 0 ist.

In Abweichung zu der Anordnung von F i g. <> sind iiei derjenigen nach F i g. 7 nicht acht verschieden gesetzte senkrechte Reihen von Diamanten.vorgesehen, sondern nur drei Reihen, die mit II. 12 und 13 bezeichnet sind, innerhalb derer die einzelnen Diamanten zu den Diamanten der benachbarten Reihe um I vers.et/.t sind. Es ist jedenfalls erkennbar, daß die dort mit 14 bezeichnete senkrechte Reihe von Diamanten eine Ausrichtung hat, wie sie bereits die Reihe 11 besitzt, so daß in diesem Fall in der vorgenannten Formel für M j eingesetzt werden kann.

Fin besonderer Vorteil der Anordnung von Diamanien gemäß der F i g. 7 ist darin zu sehen, daß im vorderen Arbeitsbereich des Werkzeuges nur verhältnismäßig wenig Diamanten vorhanden sind, so daß das Werkzeug sich zunächst leicht auf den geeigneten Krümmungsradius der Schleifscheibe einstellt.

Für die Herstellung eines solchen Werkzeuges können die einzelnen Diamanten von Hand in ein Pulver eingedrückt werden, das danach als Träger wirksam ist und vorher für die geeignete Lage der Diamanten unter Verwendung eines Rasters mit Markierungen versehen ist. Fin Rasterschema kann dabei für verschieden große zu fertigende Werkzeuge Anwendung linden.

Is verstellt sich, daß der deutlicheren Darstellung v.egeii die Wicilcigabc der Bestandteile des Werkzeuge?-, unit insbesondere der Diamanten selber 111 der Zeichnung unter Anwendung eines erheblich vergrößerten Maßstabes erfolgte. Tatsächlich haben die cin/clncti Diamanien in Kugclform gemäß F 1 g (· etwa einen Durchmesser von Wd Mikrometern mn! die ein/einet. Diamantnadeln gemäß F i g. 7 etwa eii.t" Länge von 2 Millimetern und einen Durchmesser win etwa I Millimeter. Der Radius entspricht in diesem tall also /· 0.5 Millimeter.

Hierzu 4 Blatt Zeichnungen

Claims (2)

Patentansprüche:

1. Diamantwerkzeug, insbesondere zum Abrichten von Schleifscheiben, mit einem Halter und einem mit dem Halter verbundenen und mit Diamanten versehenen, etwa plattenförmigen Träger, in dem die etwa kugelförmigen oder kugelförmige Enden aufweisenden nadeiförmigen Diamanten ausgerichtet und in Schichten angeordnet sind, dadurch gekennzeichnet, daß die gesamte Querschnittsfläche (F_gea) der Diamanten (1) einer Schnittebene (F) = F_ges = π · r² (* — y^j · « ist, wobei »r« der Radius eines kugelförmigen Diamanten (1) oder Diamantabschnittes ist und »μ« das Verhältnis vom Radius »/·« zum Kopfabstand »J« zwischen zwei benachbarten Diamanten (1) in zwei in Zustellrichtung (4) nebeneinanderlie genden Diamantreihen (1, 2, 3) \on Diamanten verschiedener Au,richtungen in der Längsrichtung (L) des Trägers (2), so daß die Gesamtquerschnittsfläche der Diamanten in den senkrecht zu der Halterachse liegenden Schnittebenen über die Länge (Z.) des Trägers (2) etwa konstant ist.

2. Diamantwerkzeug nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Kopfabstand zweier Diamanten (1) zweier nebeneinanderliegender Diamantreihen (11, 12) in Längsrichtung (Z.) des Trägers (2): .1 - ^lr ' ^d ' ^f

ist.