DE69924993T2

DE69924993T2 - Moduläres kreissägenblättersystem zum formen von gekrümmten oberflächen in marmor, stein oder dergleichen materialien

Info

Publication number: DE69924993T2
Application number: DE69924993T
Authority: DE
Inventors: Quintilio Lupi
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1998-03-06
Filing date: 1999-03-03
Publication date: 2005-09-29
Anticipated expiration: 2019-03-04
Also published as: AU3273699A; US6142139A; IL138120A; IL138120A0; IT1299363B1; CN1291933A; EP1091838B1; ES2239847T3; ATE294055T1; WO1999044798A1; AU746646B2; BR9908519A; EP0940237A1; ITRM980136A1; ITRM980136A0; DE69924993D1; EP1091838A1; US6371103B1; CA2319533A1

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Werkzeug und ein System von modularen Elementen zur maschinellen Bearbeitung von Marmor, Stein und dergleichen.
Die maschinelle Bearbeitung von Marmor, Stein und dergleichen, die das Entfernen einer großen Menge an Material erforderlich macht, bietet zahlreiche Schwierigkeiten, selbst wenn Diamantwerkzeuge benutzt werden.
Das Entfernen von großen Mengen an Material, entweder zum Ausheben von Vertiefungen oder wenigstens für die grobe Endbearbeitung von tiefen Formgebungen auf Platten, wird durch Meißeln, Bohren und Zertrümmern des überschüssigen Materials vorgenommen, oder durch aufeinanderfolgende Vorbeitritte von Diamantwerkzeugen.
Alle diese bekannten Techniken haben viele Nachteile: Im Fall des Meißelns oder Kernbohrens und Zertrümmerns des überschüssigen Materials machen die Arbeitsvorgänge ein beträchtliches Maß an Zeit und Arbeit erforderlich. Wenn Diamantwerkzeuge verwendet werden, sind die Arbeitsvorgänge langsam und wegen der Abnutzung der Diamantwerkzeuge kostspielig.
Außerdem wird, wenn im Fall von tiefen Formgebungen profilierte Diamantwerkzeuge verwendet werden, derjenige Teil des Werkzeugs, der eine große Menge an Material entfernt, offensichtlich einer größeren Abnutzung unterliegen als derjenige Teil oder diejenigen Teile, die weniger Material entfernen. Die Lebensdauer des profilierten Diamantwerkzeugs ist daher auf die Lebensdauer von demjenigen Diamantteil begrenzt, der den größten Teil der Entfernungsarbeit leistet, während derjenige Teil, der "wenig" oder keine Arbeit geleistet hat, einer begrenzten oder überhaupt keiner Abnutzung unterliegt. Wenn ein Teil des Diamantmaterials eines solchen Werkzeugs abgenutzt ist, muss das gesamte profilierte Werkzeug ersetzt werden, mit einer daraus folgenden Verschwendung von nicht-abgenutztem Diamant, da diese Werkzeuge nicht wiederhergestellt oder wieder erneuert werden können, wie dies zum Beispiel mit einem gebundenen Schleifrad erfolgen kann, das aufgrund der Tatsache, dass der Diamantteil nur eine dünne Schicht von Diamanten auf der Oberfläche des profilierten Werkzeugs ist, wiederbelebt oder neu profiliert werden kann. Sobald ein Teil der Beschichtung abgenutzt ist, muss das Werkzeug weggeworfen werden, selbst wenn ein Teil der Diamantbeschichtung noch nutzbar ist. Es ist offensichtlich, dass dies die Kosten erhöht.
Natürlich wird mit profilierten Diamantwerkzeugen der Marmor oder Stein oder dergleichen ganz durch Abtrag entfernt: die Menge an Diamant, die pro Oberflächeneinheit des Werkzeugs notwendig ist, ist daher groß.
Außerdem macht jede Art von Formteil oder Profil ein "negativ" geformtes Werkzeug mit einer entsprechenden Diamantbeschichtung für jede Gestaltung des Formteils oder Profils erforderlich, was es notwendig macht, Kapital zu binden, indem man ein großes Sortiment an Werkzeugen vorhält.
Das hauptsächliche Ziel der vorliegenden Erfindung ist es, ein System der oben erwähnten Art bereit zu stellen, das die Vorteile einer maschinellen Diamantbearbeitung und einer maschinellen Zertrümmerungsbearbeitung kombiniert, wobei die Vorteile der einzelnen Techniken zusammengebracht werden.
Ein anderes Ziel der vorliegenden Erfindung ist es, ein System der oben erwähnten Art bereit zu stellen, bei dem eine Mehrzahl von Elementarwerkzeugen zusammengesetzt werden kann, um ein beliebiges gewünschtes Profil zu bilden, und das besonders effizient sein wird, um schnell und preiswert Profilierungsarbeit der zuvor erwähnten Art zu leisten, während das Inventar an Werkzeugen verringert und so Kosten reduziert und Bearbeitungsgeschwindigkeiten erhöht werden.
Die JP-A-57 048413 offenbart eine Einrichtung, die imstande ist, eine breite Nut mit einer willkürlich gewählten Tiefe durch nur einen Arbeitsvorgang einzubringen, indem 1amellenartige Schneidkanten gebildet werden, die abwechselnd in einem konstanten Abstand sowohl aus der Vorder- und Rückseite überstehen, und zwar durch Pressen und Sintern und nach Bedarf Verteilen von Diamantkörnern auf der Oberfläche von Lamellen.
Die SU-A-119 62 79 offenbart ein Werkzeug, umfassend eine angetriebene Trennscheibe (1) und einen mit ihr koaxialen Meißel (2). Die Arbeitsoberfläche des Meißels weist einen veränderlichen Neigungswinkel auf, der von einem Ende des Durchmessers zum anderen allmählich und symmetrisch in entgegengesetzten Richtungen zunimmt.
Die BE-A-66 90 45 (= DE-A-14 27 761) offenbart ein drehendes Werkzeug, umfassend einen Stapel von Scheiben mit gleichem Durchmesser, die auf ihrem Umfang diamantbeschichtet und entlang ihrer Drehachse im Abstand angeordnet sind, wobei sie angeordnet sind, um eine Reihe von parallelen Schlitzen in die Oberfläche von Straßenbetonplatten oder dergleichen zu schneiden. Die Schneidelemente sind axial im Abstand voneinander angeordnet, und zwar mit Hilfe von ringförmigen Unterlegscheiben, die auf Gewindewellen angeordnet sind, wobei sie in Bezug zur Schneidkante der Trennscheiben in Umfangsrichtung im Abstand dahinter angeordnet sind. Die Anordnung der Unterlegscheiben ist vorgesehen, um während des Schneidvorgangs das Taumeln der Scheibe zu Seite zu vermeiden.
Die vorliegende Erfindung stellt ein System von modularen Elementen für die oben erwähnten Ziele bereit, umfassend eine Mehrzahl von Scheibenelementen mit äußeren Diamantenringen zum Montage auf einer einzigen tragenden Antriebswelle mit einem Abstand, der ungefähr gleich ihrer Dicke ist, wobei jedes Scheibenelement mechanische Zertrümmerungseinrichtungen in den Zwischenräumen zwischen den Scheibenelementen umfasst, und zwar in einer Position in Bezug zum inneren Rand der äußeren Diamantringe unmittelbar dahinter und teilweise in den Zwischenraum zwischen benachbarten Scheibenelementen überstehend, ohne die Oberfläche des benachbarten Scheibenelements zu berühren, um im Gegensatz zur abtragenden Wirkung des äußeren Diamantrings der Scheibenelemente im Wesentlichen durch angewinkelten Schlag zu wirken, welche Scheibenelemente jeweils Durchmesser aufweisen, die angeordnet sind, um eine unterbrochene Linie zu erzeugen, die im Wesentlichen dem Umriss des Profils oder Formteils entspricht, das auf Marmor, Stein oder dergleichen erzeugt werden soll, wobei die Anordnung derart ist, dass die Scheibenelemente durch Diamantabtrag Nuten einschneiden und die mechanischen Zertrümmerungseinrichtungen die aus den Nuten ragenden Teile mit einer Zertrümmerungswirkung durch Schlag oder durch Sprödbruch zerbrechen.
Andere Merkmale, Ziele und Vorteile des Systems gemäß der vorliegenden Erfindung werden in der nachfolgenden Beschreibung von gewissen bevorzugten Ausführungsformen derselben deutlich, die anhand von nicht-einschränkenden Beispielen beschrieben sind, und mit Hilfe der Figuren der beigefügten Zeichnungen, in denen:
1 ein Beispiel ist, das die maschinelle Bearbeitung einer Formgebung auf einer Marmor- oder Steinplatte gemäß dem Stand der Technik zeigt;
2 zeigt ein Beispiel eines Systems gemäß der vorliegenden Erfindung, das mit der groben maschinellen Bearbeitung einer Formgebung auf Marmor oder Stein beginnt, wobei derselbe Umriss wie bei dem in 1 dargestellten Beispiel erzeugt werden soll;
3 zeigt eine Ansicht entsprechend derjenigen aus 1 bei Erreichen des Endes der groben maschinellen Bearbeitung;
4 zeigt das Erscheinungsbild eines Werkstücks nach Abschluss der in den 2 und 3 dargestellten Arbeitsvorgänge;
5 zeigt in schematischer Form die Diamant-Endbearbeitung des in 4 dargestellten grob bearbeiteten Teils;
6 zeigt ein anderes Beispiel zu Beginn der maschinellen Bearbeitung zur Erzeugung von symmetrischen Profilen;
7 zeigt eine Ansicht entsprechend derjenigen aus 6 beim Ende der groben maschinellen Bearbeitungsphase;
8 zeigt einen Endbearbeitungsvorgang mit einem Diamantrad;
die 9A, 9B, 9C und 9D zeigen verschiedene Ansichten einer abgewandelten Konstruktion von einem der Scheibenelemente des maschinellen Bearbeitungssystems gemäß der Erfindung;
die 10A, 10B, 10C, 10D und 10E zeigen verschiedene Ansichten einer anderen abgewandelten Konstruktion von einem der Scheibenelemente des maschinellen Bearbeitungssystems gemäß der Erfindung;
11 zeigt schematisch einen maschinellen Bearbeitungsvorgang mit dem System aus den 10A, 10B, 10C, 10D und 10E;
die 12A, 12B, 12C und 12D zeigen verschiedene Ansichten einer anderen Ausführungsform von einem der Scheibenelemente des maschinellen Bearbeitungssystems gemäß der Erfindung;
die 13A, 13B, 13C und 13D zeigen noch eine andere Variante von einem der Scheibenelemente des maschinellen Bearbeitungssystems gemäß der Erfindung;
die 14A, 14B, 14C und 14D zeigen eine andere Ausführungsform von einem der Scheibenelemente des maschinellen Bearbeitungssystems gemäß der Erfindung;
die 15A, 15B, 15C, 15D und 15E zeigen noch eine andere Variante des maschinellen Bearbeitungssystems gemäß der Erfindung; und
16 zeigt eine andere Variante des maschinellen Bearbeitungssystems aus den 15A bis 15E.
Unter Bezugnahme auf die Zeichnungen und insbesondere auf 1 beinhaltet das konventionelle Verfahren zur Bildung von Formgebungen mit einem Diamantrad 1, dass man es eine Reihe von Malen an einem Block 2 aus Marmor der Stein oder dergleichen vorbeilaufen lässt, so dass das Profil oder der Umriss 3 des Rades 1 durch Abtrag als Profil oder Umriss 4 im Marmorblock 2 wiedergegeben wird.
Angenommen, dass der Marmorblock 2 anfänglich ein geradliniges Profil aufweist, das bei 5 in unterbrochenen Linien angezeigt ist, wird der mit einer Diamantoberfläche versehene Umriss 3 des Rades 1 die Mengen P1, P2, P3, P4 und P5 maschinell abtragen müssen, um die gewünschte Tiefe zu erreichen, die gewöhnlich in Bezug zu der unterbrochenen Linie PO definiert und durch den Kontakt einer auf dem Diamantrad 1 angebrachten Begrenzungsvorrichtung 6 begrenzt wird.
Es ist unmittelbar ersichtlich, dass die Diamanten des Rades 1 bei der Tiefe P5 sehr viel mehr Arbeit leisten müssen als die Diamanten bei den Tiefen P4, P3, P2 und P1.
Dieses Arbeitsverfahren gemäß dem Stand der Technik produziert gute Ergebnisse, erweist sich jedoch als äußerst verschwenderisch: die Diamanten des Rades 1 müssen bei P3, P4 und umso mehr bei P5 ein enormes Maß an Entfernungsarbeit leisten, so dass wenn die Diamantbeschichtung der Zone P5 durch die in dieser Zone geleistete schwere Entfernungsarbeit ganz abgenutzt ist, die Beschichtung der Zonen P1 und P2 noch immer praktisch neu sein wird. Wenn die Diamantbeschichtung bei P5 völlig abgenutzt ist, dann muss das Diamantrad 1 in praktischer Hinsicht weggeworfen werden, weil es unmöglich ist, die Diamantbeschichtung in dem abgenutzten Bereich wiederherzustellen. Dies führt folglich zu einer enormen Geldverschwendung, was keinen weiteren Kommentar benötigt.
In der Tat wird dann im Stand der Technik ein Diamantrad, das für die Arbeit der Vor-Endbearbeitung und/oder Endbearbeitung ausgezeichnet ist, für die Arbeit der groben Materialentfernung verwendet, für die es ökonomisch ungeeignet ist.
Zudem ist es zur Rohbearbeitung notwendig, auf so viele Schleifräder Zugriff zu haben, wie es mögliche Profile gibt, was höhere Inventarkosten bedeutet.
Unter Bezugnahme auf die 2 ff erfolgt nun eine Beschreibung des erfindungsgemäßen Werkzeugsystems für die grobe maschinelle Profilbearbeitung eines Blocks aus Marmor, Stein oder dergleichen.
In den 2 bis 5 sieht die vorliegende Erfindung einen als Ganzes mit 10 bezeichneten Stapel von Scheibenelementen oder Werkzeugen 11, 12 ... vor, dessen Form Abstandhalterteile 13 bereit stellt, die dazu bestimmt sind, gegen geeignete entsprechende Vorsprünge anzuschlagen, so dass die Scheibenelemente 11, 12 ... mit einem vorbestimmten Abstand zwischen ihren jeweiligen äußeren Umfangsrändern übereinander gestapelt werden können.
2 zeigt den Querschnitt von nur einer Hälfte der Scheiben, wobei die andere Hälfte allgemein symmetrisch ist.
Obwohl dies nicht dargestellt ist, sind die Scheiben 11, 12 ..., die den Stapel 10 bilden, auf einer Welle (nicht dargestellt) festgeklemmt, die eine Achse 14 aufweist und von einem Motor in Drehung versetzt wird.
Jede Scheibe 11, 12 ... ist mit einem Diamantring 11a, 12a ... versehen. Wie man in 2 sehen kann, ist die geometrische Form der Scheiben in einer solchen Weise gestaltet, dass die Diamantringe 11a, 12a ... ungefähr den gleichen Abstand voneinander aufweisen, sowie in einer solchen Weise, dass der Schwerpunkt jedes Diamantrings (im Schnitt gesehen) einer unterbrochenen Linie entspricht, die sich dem Profil 3 des Diamantschleifrades 1 des Standes der Technik, wie in 1 dargestellt, annähert, und folglich der geometrischen Gestalt der Formgebung, die im Marmor oder Stein erzeugt werden soll.
Während sich der Stapel 10 und ein Block aus Marmor oder dergleichen 15 aneinander annähern, werden die Diamantringe 11a, 12a ... durch Abtrag in der dem Werkzeug am Nächsten liegenden Seite des Blocks 15 Kanäle oder Rinnen 16, 17, 18 erzeugen, und zwar durch Abtrag mit den Diamanten, mit denen der Diamantring hergestellt ist.
Die einzelnen Scheibenelemente 11, 12 ... enthalten Vorsprünge 19, 20, 21, 22 ..., die, zum Beispiel, aus Warzen von hartem zähem Metall bestehen, welche durch Schlag eine Zertrümmerungswirkung auf die Vorsprünge 23, 24, 25 ... ausüben, die sich zwischen den in den Marmorblock eingeschnittenen Kanälen oder Rinnen bilden. Es sollte deutlich werden, dass im nachfolgenden Text gattungsgemäß auf Marmor Bezug genommen werden wird, um jegliches Konstruktions- oder Baumaterial anzugeben, das für einen Sprödbruch anfällig ist, einschließlich Beton oder ähnliche Konglomerate, wie für den Fachmann klar sein wird.
Die Vorsprünge 19, 20, 21, 22 ... üben eine "hämmernde" Wirkung aus, die einen Sprödbruch der Vorsprünge 23, 24, 25 ... verursacht, und die Bruchstücke werden zusammen mit dem durch den Abtrag mit den Diamanten erzeugten Schlamm von der durch die Drehung des Stapels 10 erzeugten Zentrifugalkraft ausgestoßen. Dies wird auch durch die Wirkung des Schmiermittels/Kühlmittels auf Wasserbasis erleichtert, wie es auf dem Gebiet der nassen maschinellen Bearbeitung mit abrasiven oder abtragenden Werkzeugen wohlbekannt ist.
3 zeigt den Fortschritt der Wirkung von Abtrag und Zertrümmerung durch Sprödbruch des Marmors, der zu dem ungefähren Profil führt, das durch die unterbrochene Linie definiert wird, die von den in 2 im Detail dargestellten Diamantringen gebildet wird.
Es sollte bemerkt werden, dass mit der in den 2 und 3 dargestellten Anordnung die Arbeit des Entfernens von Marmor durch Abtrag sehr gering ist, verglichen mit derjenigen, die zuvor unter Bezugnahme auf 1 beschrieben wurde, da grob gesprochen mindestens die Hälfte der Arbeit des Entfernens von überschüssigem Marmor durch sprödes Zerschmettern des Materials geleistet wird, und nicht indem man es mit den Diamanten abträgt.
Es ist auch wichtig, zu bemerken, dass wenn das Scheibenelement 12, das viel mehr Eindringarbeit in den Marmor als das Scheibenelement 11 geleistet hat, im Gegensatz zu dem kleinen Grad an Abnutzung der Diamantbeschichtung des Scheibenelements 11 einer übermäßigen Abnutzung seiner Diamantbeschichtung unterliegt, es leicht ersetzt werden kann, so dass der Stapel 10 sofort zu seiner vollen Effizienz wiederhergestellt wird, wobei der ernste Nachteil eines Wegwerfens des gesamten Diamantrades, wie zuvor unter Bezugnahme auf 1 erläutert, nicht auftritt.
Bei angemessener Einschätzung könnte wieder die Korngröße der Diamanten in den Diamantringen der verschiedenen Scheibenelemente von unterschiedlichen Abmessungen sein, mit gröberen Partikeln für diejenigen Scheibenelemente, die mehr abtragende Entfernungsarbeit leisten müssen. Dieser Unterschied der Korngröße der Diamanten wäre in praktischer Hinsicht mit monolithischen Diamanträdern unmöglich, wie denjenigen des in 1 dargestellten konventionellen Verfahrens.
Es ist klar, dass es durch Verwendung einer geeigneten Sortierung von Scheibenelementen möglich ist, in unterbrochener Form sämtliche der gewünschten Profile zu erzeugen, die dem Endbearbeitungsrad entsprechen, wie in 5 dargestellt.
Wie man in 5 bemerken wird, wird der Marmorblock 15, nachdem er wie in 3 dargestellt maschinell bearbeitet worden ist, ein grob herausgearbeitetes Profil aufweisen, das den schraffierten Teilen 30 entspricht. Ein Endbearbeitungsrad 3 kann nun für die konventionelle Vor-Endbearbeitungsentfernung – oder in der Tat die Endbearbeitungsentfernung – durch Diamantabtrag zur Einwirkung gebracht werden.
Eine Begrenzungsvorrichtung 32, die gegen den Rand 33 des Marmorblocks 15 anschlagen wird, wird als Begrenzungsanschlag dienen, wenn das Diamant-Endbearbeitungsrad 31 die volle Strecke in den Block 15 zurückgelegt hat, womit das gewünschte Profil 34 gebildet wird.
Falls notwendig, können als nächstes die üblichen Spiegelpoliervorgänge unter Verwendung von kautschukgebundenen Diamanträdern oder dergleichen durchgeführt werden.
Die Vorteile der bisher beschriebenen Konstruktion werden für einen Fachmann, der für Kostenmanagement und die Optimierung der Werkzeugnutzung empfänglich ist, unmittelbar ersichtlich werden.
Die 6, 7 und 8 zeigen beispielhaft die grobe maschinelle Bearbeitung eines symmetrischen Profils auf einem Marmorblock 15 unter Verwendung einer anderen Art von Scheibenelement. Es versteht sich, dass die in den 6, 7 und 8 dargestellte Art der maschinellen Bearbeitung mit Werkzeugen von der Art ausgeführt werden könnte, die zuvor unter Bezugnahme auf die 2 bis 5 beschrieben worden sind.
Bei der in den 6 bis 8 dargestellten Konstruktion sind die verwendeten Scheibenelemente diejenigen, die beispielhaft in den 9A, 9B, 9C und 9D dargestellt sind.
Wie man in den letzteren Figuren sehen kann, besitzt das Scheibenelement 40 eine Umfangsrand-Diamantbeschichtung 41, vorzugsweise in Sektoren, und die Vorsprünge 19, 20, 21, 22 ... der Scheibenelemente 11, 12 ... sind durch rotierende Planetenelemente 42 ersetzt, die sich jeweils bei 43 exzentrisch drehen. Die Planetenelemente 42 weisen keilförmige Zähne 44 auf, um den Sprödbruch der Vorsprünge zu fördern, die sich während des Einschneidens der Kanäle oder Rinnen mittels des Diamantrings in die gerade bearbeitete Seite des Marmorblocks 15 bilden.
Die exzentrische Drehung der mit Zähnen versehenen Planetenelemente 52 erzeugt eine Keilwirkung gegen den zu zertrümmernden Teil des Marmors, und zwar durch eine progressivere Einwirkung als die in den 2 bis 5 dargestellte Version. Diese Version kann bei der maschinellen Bearbeitung von gewissen Arten von Marmor vorteilhaft sein. Außerdem verringert eine progressive Einwirkung, wie diejenige, die von den in den 6 bis 9 dargestellten Planetenelementen bereitgestellt wird, die Maschinenvibration, so dass die Lager der Tragwelle des Werkzeugstapels weniger beansprucht werden.
9B zeigt ein Sternelement 45 auf der Unterseite von jedem Scheibenelement 40, wobei sein Zweck darin besteht, das Ausstoßen des mit Wasser vermischten Gesteinsschutts und Gesteinsschlamms zu begünstigen, der während der maschinellen Bearbeitung erzeugt wird.
Die 10A bis 10E zeigen eine weitere Gruppe von einer anderen Art von erfindungsgemäßem Scheibenelement. Diese Art ist besonders zum Einschneiden von Kanälen in harte Materialien, wie Beton, geeignet, oder zum Ausheben von großen Vertiefungen in einem Marmorblock, nachdem zuerst eine Pilotöffnung eingeschnitten worden ist, oder in der Tat zum Einebnen der Seiten von sehr dicken Marmorblöcken.
Wie in den 10A, 10B, 10C, 10D und 10E dargestellt, ist ein Stapel von Scheibenelementen 50 mit einer mittigen Öffnung 51 zur Montage auf einer Welle (nicht dargestellt) versehen. Die Scheibenelemente 50 weisen einen durchgehenden Diamantring 42 auf. Die Form der Scheibenelemente 50 schließt Abstandhalterteile 53 mit Rückhaltevertiefungen ein, so dass die Scheiben 50 mit einem vorbestimmten Abstand zwischen den Diamantringen 52 übereinander gestapelt werden können. Überstehende Elemente 54 um den Umfang der Scheiben 50 herum führen die zuvor erläuterte Zertrümmerungswirkung aus.
Auf der zu den überstehenden Elementen 54 entgegengesetzten Seite der Scheibenelemente 50 befindet sich ein Sternelement 55, ähnlich dem Sternelement 45 aus 9B.
11 zeigt einen Einebnungsvorgang unter Verwendung der in den 10A bis 10E dargestellten Anordnung.
Eine ausführliche Erläuterung ist überflüssig, da sie leicht aus der vorangehenden Beschreibung abgeleitet werden kann.
Die 12A, 12B, 12C, 12D zeigen eine andere Ausführungsform der erfindungsgemäßen Werkzeuge.
Die allgemeine Struktur ist identisch zu derjenigen, die unter Bezugnahme auf die 9A, 9B, 9C und 9D erörtert worden ist, und gemeinsame Teile werden daher nicht ausführlich beschrieben.
Anders als die Zertrümmerungselemente 42, 43, 44 aus den 9A, 9B, 9C und 9D sind verstellbare Blöcke 60, 61, 62 vorgesehen, die bei 63, 64, 65 mit einem die Drehung verhütenden Bolzen befestigt sind.
Die Blöcke 60, 61, 62 weisen jeweils einen Zahn 66 auf, der teilweise nach unten gebogen ist, um die zuvor beschriebene Zertrümmerungsaufgabe durchzuführen.
Das Vorsehen einer radialen Verstellung macht sowohl einen Ausgleich für eine Abnutzung in den Blöcken 60, 61, 62 und Einstellungen zur Anpassung an das Material möglich, das bearbeitet werden soll.
Nunmehr Bezug nehmend auf die 13A, 13B, 13C und 13D, wird nun eine andere Ausführungsform der vorliegenden Erfindung beschrieben, die besonders für Werkzeuge von verhältnismäßig kleinem Durchmesser geeignet ist.
Bezug nehmend auf die oben erwähnten Figuren, umfasst das stapelbare Scheibenelement, wie zuvor erörtert, eine Scheibe 70 mit einer mittigen Öffnung 72 zur Montage auf einer tragenden Antriebswelle (nicht dargestellt) und weist einen Diamantring 71 auf.
Bei 75 ist Exzenterscheibe 73 mit keilförmigen Zähnen 74 um ihren Umfang herum auf der Oberseite der Scheibe 70 (13A, 13C) leerlaufend montiert.
Wenn sich das Scheibenelement 70 dreht, wird bewirkt, dass sich die Exzenterscheibe 73 durch die zuvor erörterte Zertrümmerungswirkung mit ihr dreht.
Der Aufbau des Werkzeugs im Querschnitt ist in 13C dargestellt, die eine kombinierte Ansicht von Schnitten entlang der sowohl in den 13A und 13B angezeigten Ebenen XIII – XIII ist. Das Sternelement 76 dient zur Entfernung von Bearbeitungstrümmern.
Die Darstellung aus 13D, die anhand eines nichteinschränkenden Beispiels Scheibenelemente mit demselben Durchmesser zeigt, stellt den Vorgang des abtragenden Entfernens mittels Diamant und der Zertrümmerung des Materials durch Sprödbruch dar.
Die 14A, 14B, 14C und 14D zeigen eine Ausführungsform, die derjenigen aus den 13A, 13B, 13C und 13D in gewisser Weise ähnlich ist, mit dem Unterschied, dass die Scheibe 73', die auf ihrem Umfangsrand keilförmige Zähne 74' aufweist, mit dem Diamant-Scheibenelement 70' integral oder monolithisch ausgebildet ist. Diese Konstruktion, die nicht ausführlicher beschrieben werden wird, ist speziell für Werkzeuge mit kleinem Durchmesser und zur Bearbeitung von Materialien geeignet, die mit relativer Leichtigkeit zerbrechen.
Die 15A, 15B und 15C zeigen ein Werkzeug, das auf der technischen Lehre der vorliegenden Erfindung zur maschinellen Bearbeitung von Teilen basiert.
Wie man in 15A sehen kann, umfasst das Werkzeug eine flache Scheibe 80, die starr auf einer tragenden Antriebswelle 81 montiert ist.
Der flachen Scheibe wurde ein Diamantring 83 um ihren Umfang herum und eine Diamantbeschichtung 84 auf ihrer Unterseite verliehen.
Innerhalb des durch die Diamantbeschichtung 83 begrenzten Umfangs befinden sich Vorsprünge 85 zum Zerbrechen des Materials, in das sich zuerst der Diamantring 83 eingeschnitten hat.
15C zeigt einen Schnitt entlang der in 15A markierten Ebene XV – XV des Werkzeugs, wo die Welle 81 unter einem Winkel α zur Vertikalen angeordnet ist, um unter einem Winkel α zur Horizontalen eine schräge Ebene in einen Materialblock oder eine Materialplatte 86 einzuschneiden. Das Werkzeug bewegt sich in der Richtung des Pfeils F vorwärts, so dass eine schräge Ebene 87 geschnitten wird.
Die Verfahren zum Betrieb sind bereits zuvor beschrieben worden, und es ist keine weitere ausführliche Beschreibung notwendig.
Ein Werkzeug dieser Art findet spezielle Anwendung bei der maschinellen Bearbeitung der geneigten Ablaufborde von Spülen und dergleichen, wo diese ganz oder teilweise aus einem Block aus Marmor oder Granit oder dergleichen hergestellt werden.
Was in den 15A, 15B und 15C bezüglich der Bearbeitung eines Materialblocks oder einer Materialplatte mittels eines Werkzeugs mit seiner in Bezug zur Vertikalen geneigten Achse dargestellt ist, sollte so angesehen werden, als ob es ausschließlich zu Zwecken der Erläuterung dient. In der Praxis wird es zweckmäßiger sein, die Platte oder den Block oder den Marmor unter dem gewünschten Winkel gegenüber der Horizontalen zu neigen, wobei Lineale 90 von geeigneter Höhe verwendet werden, und die Welle 81' des Werkzeugs vertikal zu halten, d.h. in dem Zustand, indem man sie gewöhnlich in Maschinen zur Bearbeitung von Marmor, Stein und dergleichen findet, wie in 16 dargestellt.
Obwohl dies in den verschiedenen Figuren nicht dargestellt ist, ist es leicht möglich, dass die Antriebswelle, welche die Bearbeitungswerkzeuge trägt, hohl ist, mit Öffnungen zur Zufuhr eines Kühl- und Schmierfluids, die den einzelnen Werkzeugen entsprechen. Das Fluid könnte zweckmäßigerweise auch diejenigen Substanzen enthalten, die normalerweise beim Bohren von hartem Gestein verwendet werden, wie Bentonit oder andere Zusätze, wie sie dem Fachmann wohlbekannt sind.
Es sollte auch bemerkt werden, dass die Zertrümmerungselemente in Form von Satelliten oder Scheiben mit keilförmigen Zähnen mit Diamantbeschichtungen für ihre Zähne versehen werden können.
Die vorliegende Erfindung ist unter Bezugnahme auf gewisse gegenwärtig bevorzugte Ausführungsformen derselben beschrieben worden, jedoch versteht sich, dass in der Praxis Veränderungen und Abwandlungen daran vorgenommen werden können, ohne den Schutzumfang zu verlassen, wie er durch die beigefügten Ansprüche beschrieben wird.

Claims

Werkzeug zur maschinellen Bearbeitung von in Bezug zur Vertikalen geneigten Oberflächen, umfassend eine Antriebswelle (81) und ein einziges mit einem äußeren Diamantring (83) versehenes Scheibenelement (80), dadurch gekennzeichnet, dass das einzige Scheibenelement (80) auch mit getrennten Zertrümmerungseinrichtungen (85) versehen ist, und zwar in Bezug zum inneren Rand des äußeren Diamantrings (83) in einer Position unmittelbar dahinter und teilweise über das einzige Scheibenelement (80) überstehend, wobei die Anordnung derart ist, dass das Scheibenelement (80) imstande ist, durch Diamantabtrag eine Nut zu schneiden, und die mechanischen Zertrümmerungseinrichtungen (85) imstande sind, die aus der Nut ragenden Teile (23, 24, ...) mit einer Zertrümmerungswirkung durch Schlag und durch Sprödbruch zu zerschmettern, und die Anordnung derart ist, dass die Antriebswelle (81) in einer solchen Weise montiert ist, dass ihre Achse eine in Bezug zur Horizontalebene geneigte drehende und translatorische Bewegung ausführen kann, insbesondere zur maschinellen Bearbeitung von geneigten Ablaufborden für Spülen und dergleichen, und dass die Unterseite des Scheibenelements (80) mit einer im Wesentlichen gleichförmigen Diamantbeschichtung (84) versehen ist.
Werkzeug nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Antriebswelle (81), deren Achse vertikal ist, in einer solchen Weise montiert ist, dass sie eine drehende und translatorische Bewegung über eine Marmorplatte (86) ausführt, die bearbeitet werden soll, wobei die Platte (86) in Bezug zur Horizontalebene mittels Abstandhalterlinealen (90) geneigt wird, insbesondere zur maschinellen Bearbeitung von geneigten Ablaufborden für Spülen oder dergleichen.
System von modularen Elementen zur maschinellen Bearbeitung von Marmor, Stein oder dergleichen, umfassend eine Mehrzahl von Scheibenelementen (11, 12, ..., 40, 50, 70, 70', 80, 80') mit äußeren Diamantringen (11a, 12a, ..., 41, 52, 71, 83) zur Montage auf einer einzigen tragenden Antriebswelle mit einem Abstand, der ungefähr gleich ihrer Dicke ist, wobei die Anordnung derart ist, dass die Scheibenelemente (11, 12, ..., 40, 50, 70, 70', 80, 80') imstande sind, durch Diamantabtrag Nuten einzuschneiden; dadurch gekennzeichnet, dass jedes Scheibenelement mechanische Zertrümmerungseinrichtungen (19, 20, 21, 22, ..., 42, 54, 61, 63, 63, 73, 73', 85) in den Zwischenräumen zwischen den Scheibenelementen umfasst, und zwar in Bezug zum inneren Rand der äußeren Diamantringe (11a, 12a, ..., 51, 52, 71, 83) in einer Position unmittelbar dahinter, und dass die mechanischen Zertrümmerungseinrichtungen teilweise in den Zwischenraum zwischen benachbarten Scheibenelementen ragen, ohne die Oberfläche des benachbarten Scheibenelements zu berühren, um im Gegensatz zur abtragenden Wirkung des äußeren Diamantrings (11a, 12a, ..., 51, 52, 71, 83) des Scheibenelements (11, 12, ..., 40, 50, 70, 70', 80, 80') im Wesentlichen durch Schlag zu wirken, welche Scheibenelemente jeweils Durchmesser aufweisen, die angeordnet sind, um eine unterbrochene Linie zu bilden, die im Wesentlichen dem Umriss des Profils oder der Gestalt entspricht, die auf Marmor oder Stein erzeugt werden soll, wobei die mechanischen Zertrümmerungseinrichtungen (19, 20, 21, 22, ..., 42, 54, 61, 63, 63, 73, 73', 85) imstande sind, die aus den Nuten ragenden Teile (23, 24, ...) mit einer Zertrümmerungswirkung durch Schlag und durch Sprödbruch zu zerschmettern.
System nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Scheibenelemente (11, 12, ..., 40, 50, 70, 70', 80, 80') mit einer Mehrzahl von überstehenden Elementen (19, 20, 21, 22, ..., 54, 85) aus hartem zähem Material versehen sind, und zwar ungefähr auf dem inneren Umfang des Diamantrings und in Richtung der Dicke der Scheibe über die Dicke des Diamantrings überstehend.
System nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die überstehenden Elemente (19, 20, 21, 22, ..., 54, 85) in gleichen Winkelabständen in den Scheibenelementen angeordnet sind.
System nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Diamantring (41) in eine Mehrzahl von Sektoren mit ungefähr gleichen Abständen um den Umfang der Scheibe (40) herum unterteilt ist, und dass in den Zwischenräumen zwischen den Diamantsektoren (41) rotierende Satellitenelemente (42) angeordnet sind, die über den inneren Umfang des Diamantrings hinaus, jedoch nicht über seinen äußeren Umfang hinaus überstehen.
System nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Satellitenelemente (42) so montiert sind, dass sie sich exzentrisch (43) drehen.
System nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Diamantring in eine Mehrzahl von ungefähr in gleichen Abständen angeordnete Sektoren (41) unterteilt ist, und dass verstellbare Blöcke (69, 61, 62) vorgesehen sind, die mit einem ihre Drehung verhütenden Bolzen (63, 64, 65) befestigt sind.
System nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die mechanischen Zertrümmerungseinrichtungen eine Exzenterscheibe (73) umfassen, deren Umfang keilförmige Zähne (74) trägt, wobei sich die keilförmigen Zähne nicht über den inneren Umfang des Diamantrings (71) hinaus erstrecken.
System nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Zertrümmerungseinrichtungen eine Scheibe (73') umfassen, deren Umfang keilförmige Zähne (74') trägt, wobei diese Scheibe als Einheit mit der Scheibe (70') mit der Diamantbeschichtung hergestellt ist, wobei sich die keilförmigen Zähne nicht über den inneren Umfang des Diamantrings hinaus erstrecken.
System nach einem oder mehreren der Ansprüche 3-10, dadurch gekennzeichnet, dass die Scheibenelemente (11, 12, ..., 40, 50, 70, 70', 80, 80') mit äußeren Diamantringen (11a, 12a, ..., 41, 52, 71, 83) so angeordnet sind, dass sie mit gegenseitiger Verbindung zu einer tragenden motorgetriebenen Welle übereinander gestapelt sind.
System nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass die Antriebswelle im Inneren hohl ist und zur Zufuhr eines Kühl-/Schmierfluids Öffnungen enthält, die den Scheibenelementen entsprechen.
System nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass das Kühl-/Schmierfluid Bentonit und wahlweise vorgesehene Zusätze zur Erleichterung der maschinellen Bearbeitung durch Fräsen, Zertrümmerung und Beseitigung des Schutts enthält.
System nach einem oder mehreren der Ansprüche 3-13, dadurch gekennzeichnet, dass die Seite der Scheibenelemente (11, 12, ..., 40, 50, 70, 70', 80, 80'), die zu derjenigen mit den überstehenden Elementen (19, 20, 21, 22, ..., 54, 85) oder Satellitenelementen (42, 73, 73') entgegengesetzt ist, mit einem im Wesentlichen sternförmigen Element (45, 55, 76) für den Ausstoß von Bearbeitungsschutt versehen ist.
System nach einem oder mehreren der Ansprüche 3-14, dadurch gekennzeichnet, dass die Satelliten- oder Scheibenzertrümmerungselemente (42, 73, 73') auf ihren Zähnen (44, 74, 74') diamantbeschichtet sind.
System nach einem oder mehren der Ansprüche 3-15, dadurch gekennzeichnet, dass man den einzelnen Scheibenelementen (11, 12, ..., 40, 50, 70, 70', 80, 80') verschiedene Durchmesser gibt, damit vom Diamantring (11a, 12a, ..., 41, 71, 83) der Scheibenelemente definierte Punkte in Richtung der Welle eine unterbrochene Linie bilden, die im Wesentlichen einem Formteil entspricht, das auf dem maschinell bearbeiteten Material erzeugt werden soll.
System nach einem oder mehreren der Ansprüche 3-16, dadurch gekennzeichnet, dass die Scheibenelemente alle vom selben Durchmesser sind, und dass jedes dieser Scheibenelemente (11, 12, ..., 40, 50, 70, 70', 80, 80') mit den Zertrümmerungseinrichtungen (19, 20, 21, 22, ..., 42, 54, 61, 63, 63, 73, 73', 85) der vorangehenden Ansprüche versehen ist, um ein Werkzeug zum Schneiden von Kanälen oder Spuren oder dergleichen in sprödbrechendem Material zu bilden.
System nach einem oder mehreren der Ansprüche 3 bis 16, dadurch gekennzeichnet, dass die Scheibenelemente alle vom selben Durchmesser sind, und dass jedes dieser Scheibenelemente (11, 12, ..., 40, 50, 70, 70', 80, 80') mit den Zertrümmerungseinrichtungen (19, 20, 21, 22, ..., 42, 54, 61, 63, 63, 73, 73', 85) versehen ist, um ein Werkzeug zum Einebenen von Rändern von Platten aus Marmor, Stein oder dergleichen zu bilden.
System nach einem oder mehreren der Ansprüche 3-18, dadurch gekennzeichnet, dass die Korngröße der Diamanten des Diamantrings in Abhängigkeit vom Durchmesser der Scheibenelemente und/oder der Materialteile, die mittels der Scheibenelemente bearbeitet werden sollen, ausgewählt ist.