DE7208169U - Diamantwerkzeug insbesondere zum abrichten von schleifscheiben - Google Patents

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Firma Ernst Winter & Sohn, Hamburg Diamantwerkzeug« insbesondere zum Abrichten von Schleif-

scheiben.

Die Erfindung betrifft ein Diamantwerkzeug, insbesondere zum Abrichten von Schleifscheiben, mit einem Halter und einem mit dem Halter verbundenen und mit Diamanten versehenen schichtförmigen Träger, in dem die Diamanten ausgerichtet angeordnet sind·

Für ein Abrichten von Schleifscheiben sind Diamantwerkzeuge bekannt, die einen einzelnen Diamanten aufweisen, der in seinem Halter gefaßt ist· Die Einzeldiamanten sind allerdings kostspielig· Es ist außerdem mit solchen Werkzeugen schwierig, besonders profilierte, beispielsweise mit Absätzen versehene Schleifscheiben abzurichten, da hierfür der Halter im Wege ist· Man ist deshalb in der Praxis bereits dazu übergegangen, auch Abrichtwerkzeuge mit Diamanten zu benutzen, bei denen mehrere Diamanten ausgerichtet in einem schichtförmigen Träger angeordnet sind, d.h. bei Verwendung von nadeiförmigen Diamanten diese parallel zueinander ausgerichtet in dem schichtförmigen Träger liegen· Die Diamanten werden hierfür vorzugsweise in mehreren parallel zu der Zustellrichtung des Werkzeuges ausgerichteten

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Reihen angeordnet. Es hat sich aber gezeigt,, daß bei derartigen Werkzeugen der Verschleiß des nachstehend auch als Fliese bezeichneten Werkzeuges vielfach nicht über der ganzen Werkzeuglänge gleichmäßig ist«. Das ist u.a. darauf zurückzuführen_t daß es bisher als zweckmäßig erschien, die einzelnen Diamanten so innerhalb des Werkzeuges anzuordnen, daß bei einem Ausfall einiger in der vorderen, zur Zustellrichtung senkrechten Reihe liegenden Diamanten die nächsten dahinterllegenden Diamanten zum Eingriff kommen sollten. Dabei wird davon ausgegangen, daß die einzelnen Diamanten statistisch gesehen einen kreisrunden Querschnitt haben. Da jedoch bei einer solchen Anordnung nicht die Summe der gesamten Diamantquerschnitte innerhalb jeder zur Zustellrichtung senkrechten Schnittebene eine gleichbleibende Größe ist, ändert sich zwangsläufig der Verschleiß des Werkzeuges während seiner Benutzung erheblich· Liegt nämlich innerhalb einer Querschnittsfläche nur wenig an Diamantfläche, so verschleißt das Werkzeug innerhalb dieses Bereiches erheblich stärker, als nach einem weiteren teilweisen Aufgebrauch, bei welchem eine Querschnittsfläche freiliegt, die einen erheblichen Anteil an Diamantflächen zeigt. Diese Unterschiede lassen sich jedoch nur schwierig oder gar nicht durch einen geeigneten Wechsel der Abrichtbedingungen berücksichtigen.

Aufgabe der Erfindung ist es, ein Diamantwerkzeug zu schaffen, bei dem über eine möglichst große Länge der Fliese der Ver-

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schleiß gleichbleibend ist· Gemäß der Erfindung ist dafür vorgesehen, daß die GesamtquerSchnittsfläche der in senkrecht zur Zustellrichtung liegenden Schnittebenen liegenden Diamantquerschnitte über die Länge des Trägers der Diamanten konstant ist. Dies kann durch eine Ausrichtung und Anordnung der einzelnen Diamanten bei der Herstellung des Werkzeuges erfolgen, nach welcher eine Überdeckung zwischen den einzelnen Diamanten in Zustellrichtung nebeneinander liegender Diamantreihen vorhanden ist, welche bestimmten Gesetzmäßigkeiten entspricht, die in mathematischer Hinsicht insbesondere abhängig sind von der Form der einzelnen Diamanten bzw. dem Radius bei kugelförmiger oder teilkugelförmiger Ausbildung der Diamanten sowie dem Abstand von zwei aufeinanderfolgenden Diamanten innerhalb einer parallel zur Zustellrichtung liegender Reihe und dem Kopfabstand von zwei Diamanten benachbarter Diamantenreihen· Dabei wird davon ausgegangen, daß die Diamanten von einfacher geometrischer Form wie kugel- oder dreieckförmig sind, wobei entscheidend ist Uer statistische Durchschnitt der Formen einer Vielzahl von Diamantene Als besonders zweckmäßig hat sich auch die Verwendung von Diamanten gezeigt, die in an sich bekannter Weise nadeiförmig sind, da sie sich relativ leicht mit Rücksicht auf ihre Form und die notwendige Genauigkeit bei ihrer Anordnung ausrichten lassen.

Eine mathematische Prüfung zwecks Feststellung der optimalen Verhältnisse hinsichtlich der Verteilung der einzelnen Diamanten

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innerhalb ihres Trägers hat es als zweckmäßig gezeigt, wenn die gesamte Querschnittsfläche der Diamanten einer Schnittebene der Formel entspricht P_aes »'T. r (-j -^ 2) .n, wobei r dem Radius eines kugelförraigen Diamanten oder eines kugelförmigen Diamantabschnittes entspricht und η das Verhältnis vom Radius r zum Kopfabstand4 zwischen dem Abstand zweier Diamanten in zwei in Zustellrichtung nebeneinanderliegenden Diamantenreihen ist·

Wird weiterhin berücksichtigt, daß der höhenmäßige Abstand zweier Diamanten von zwei nebeneinanderliegenden Diamantenreihen in Längsrichtung des Trägers der Formel entsprechen ] solltet - -— , so lassen sich unter Berücksichtigung

\ dieser Gleichungen sowie der gewünschten Werkzeugabmessungen

! einwandfrei die Fragen beantworten, wie viele Kugelreihen pro

■ Querschnitt überhaupt realisierbar sind, und wie stark damit

j das Werkzeug mit Diamanten besetzt sein kann unter Berücksichtigung

der Abmessungen der Diamanten und der weitergehenden Lösungsprinzipien sowie die Frage, welchen Radius beispielsweise kugelförmige Diamanten in einem solchen Fall haben können und welchen Abstand die einzelnen Diamanten zueinander innerhalb einer Diamantreihe parallel zu der Zustellrichtung des Werkzeuges haben können.

!: Ausführungsbeispiele der Erfindung sind nachstehend näher unter

j Bezugnahme auf eine Zeichnung erläutert. In der Zeichnung zeigen:

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Fig. 1 Ein Diamantwerkzeug in der Arbeitsstellung im Längsschnitt,

Fig. 2 Das Werkzeug gemäß Fig_e 1 in der Draufsicht,

Fig, 3 Die Draufsicht von einem bekannten Werkzeug in vergrößerter Darstellung,

Fig. 4 Einen Teilausschnitt des Trägers vom Werkzeug mit darin liegenden kugelförmigen Diamanten in perspektivischer Darstellung,

Fig. 5 Die für eine Berechnung zu berücksichtigenden Schnittebenen,

Fig«, 6 Einen Schnitt durch mehrere nebeneinanderliegende kugelförmige Diamanten, die innerhalb einer Schnittebene liegen,

Fig. 7 Die optimale Verteilung von nadeiförmigen Diamanten innerhalb eines Trägers»

In den Figuren 1 und 2 ist ein an sich bekanntes Diamantwerkzeug in der Seitenansicht und in der Draufsicht dargestellt, das mit mehreren nadeiförmigen Diamanten 1 versehen ist, die in einem schichtförmigen Träger 2 eingebettet liegen· Der Träger ist von einem Halter 3 getragen, der in der Zustellrichtung 4 gegen eine abzurichtende Schleifscheibe 5 nachzustellen ist· Während der Benutzung des Werkzeuges tritt eine geringfügige Krümmung der Vorderkante auf, wie Figur 2 zu entnehmen ist, da

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die abzurichtende Schleifscheibe 5 eine gekrümmte Umfangs» fläche 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 Dia· manten 1 in dem Träger 2 vernachlässigt werden kann·

Der Fig· 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 relativ weiten Abstand zueinander haben. Diesem Mangel wird abgeholfen, wenn die Verteilung der einzelnen Diamanten in einem Träger gemäß Fig_e 4 dergestalt erfolgt, daß die Summe der Querschnittsflächen der Diamanten innerhalb der dort gezeigten Schnittebenen, die senkrecht zu der Vorschubrichtung verläuft, gleich ist der Summe der Diamantquerschnitte in einer parallelliegenden Schnittebene· Um eine entsprechende Verteilung von Diamanten innerhib

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des Trägers ι beispielsweise unter Zuhilfenahme eines Rasters zu ermöglichen, ist zu berücksichtigen, welchen Durchmesser bzw. Radius die einzelnen benutzten Diaman ι haben, der in Fig_o 5 mit " r " angegeben ist so wie welchen Abstand " d " diese mit ihren Vorderkanten zueinander aufweisen könneno Der Kopfabstand Λ ist bei Verwendung kugelförmiger Diamanten gemäß Fig. 6 vorzugsweise: & » ' ■ , wobei gemäß der An-

Ordnung Figur 6 für M als Anzahl paralleler Reihen die Größe ¹¹ 7 " gewählt ist und für " d " als gegenseitiger Abstand zweier Diamanten innerhalb einer Reihe in der Längsrichtung der Fliese die Größe ·· 1 " und als Radius r die Größe " 2 " angenommen ist» Die in der vorstehenden Formel genannte Größe ⁿ f " tritt bei der Verwendung kugelförmiger Diamanten nicht wirksam in der Gleichung auf bzw· kann als 0 gesetzt werden· Sie ist von Bedeutung bei Verwendung beispielsweise von nadeiförmigen Diamanten, wie nachstehend noch unter Bezugnahme auf Figur 7 beschrieben ist·

Die gesamte Diamantquerschnittsfläche innerhalb der horizontal in der Zeichnung eingetragene Schnittebene ist bei dieser Anordnung: F »i/. r² (3 ~3n 2 ) _o n, wobei η -^i ist und Δ a ο Diese gesamte Querschnittsfläche F ist also diejenige Fläche innerhalb einer/Ä-Ebene, die sich aus der Summierung der einzelnen Diamantquerschnittsflächen ergibt und sie ist gleich groß bei einer Verschiebung der Kugelreihen jeweils um das Ausmaß^, wobei diese Verschiebung bezogen ist

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auf die Diamanten der einen parallel zur Zustellrichtung verlaufenden Reihe in Bezug auf die Diamanten der benachbarten parallel laufenden Reihe·

Die relative Plachenunruhe, welche zwischen diese· beiden Schnittebenen noch vorhanden wäre bzw· relative Fl'. nenabweichung, ist nur sehr geringfügig und läßt sich ausdrücken durch die Gleichung^ F max ■ 2n *

Die vorstehenden Verhältnisse gelten sinngemäß auch bei Verwendung nadeiförmiger Diamanten gemäß Figur 7» Dort ist allein zusätzlich noch die Größe ·· f " zu berücksichtigen, die dem Abstand entspricht zwischen zwei angenommenen Mittelpunkten im oberen und unteren Teil eines dort abgerundeten nadelförmigen Diamanten. Dieser Abstand " f " läßt sich also ziffermäßig bei Kenntnis der zu benutzenden Diamanten in der Formel mit berücksichtigen und entfällt nur bei Verwendung kugelförmiger Diamanten, weil er dort gleich 0 ist«

In Abweichung zu der Anordnung von Figur 6 sind bei derjenigen nach Figur 7 nicht acht verschieden gesetzte senkrechte Reihen von Diamanten vorgesehen, sondern nur drei Reihen, die mit 11, 12 und 13 bezeichnet sind, innerhalb derer die einzelnen Diamanten zu den Diamanten der benachbarten Reihe um^versetzt sindo Es ist jedenfalls erkennbar, daß die dort mit 14 bezeich-

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nete 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 « 3 eingesetzt werden kann_o

Ein besonderer Vorteil der Anordnung von Diamanten gemäß der Figur 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· Ein Rasterschema kann dabei für verschieden große zu fertigende Werkzeuge Anwendung findenο

Es versteht sich, daß der deutlicheren Darstellung wegen die Wiedergabe der Bestandteile des Werkzeuges und insbesondere der Diamanten selber in der Zeichnung unter Anwendung eines erheblich vergrößerten Maßstabes erfolgte· Tatsächlich haben die einzelnen Diamanten in Kugelform gemäß Figur 6 etwa einen Durchmesser von 900 Micrometern und die einzelnen Diamantnadeln gemäß Figur 7 etwa eine Länge von 2 Millimetern und einen Durchmesser von etwa 1 Millimeter. Der Radius entspricht in diesem Fall also r « 0,5 Millimeter.

- Ansprüche -

Claims (6)

Ansprüche

1. Diamantwerkzeug, insbesondere zum Abrichten von Schleifscheiben, mit einem Halter und einem mit dem Halter verbundenen und mit Diamanten versehenen schichtförmigen Träger, in dem die Diamanten ausgerichtet angeordnet sind, dadurch gekennzeichnet, daß die Gesamtquerschnittsfläche (Fges), der in senkrecht zu der Halterachse liegenden Schnittebenen liegenden Diamantquerschnitte über die Länge (L) des Trägers (2) konstant ist.

2. Diamantwerkzeug nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Diamanten (1) kugelförmig sind.

3. Diamantwerkzeug nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Diamanten (1) dreieckförmig sind.

4. Diamantwerkzeug nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Diamanten (1) nadeiförmig sind.

5. Diamantwerkzeug nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die gesamte Querschnittsfläche (Fges) der Diamanten (1) einer Schnittebene (F) = Fges = fT . r (j - 3^²I- ^{n ist}> ^wobei "^r" ^der

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Radius eines kugelförmigen Diamanten (1) oder Diamantabschnittes ist und "n" das Verhältnis vom Racius "r" zum Kopfabstand "Δ" zwischen zwei benachbarten Diamanten (1) in zwei in Zustellrichtung (4) nebeneinanderliegenden Diamantreihen (1, 2, 3) von Diamanten verschiedener Ausrichtungen in der Längsrichtung (L) des Trägers C).

6. Diemantwerkzeug nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet;, daß der Kopfabstand zweier Diamanten (1) zweier nebeneinanderliegender Diamantreihen (11, 12) in Längrichtung

(L) des Trägers (2): Δ » 2r + d + f ist.