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WO2006018183A1 - Trennwerkzeug insbesondere für mineralische materialien - Google Patents

Trennwerkzeug insbesondere für mineralische materialien Download PDF

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Publication number
WO2006018183A1
WO2006018183A1 PCT/EP2005/008624 EP2005008624W WO2006018183A1 WO 2006018183 A1 WO2006018183 A1 WO 2006018183A1 EP 2005008624 W EP2005008624 W EP 2005008624W WO 2006018183 A1 WO2006018183 A1 WO 2006018183A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
cutting
cutting edge
pendulum
radius
workpiece
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Ceased
Application number
PCT/EP2005/008624
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Heinrich Mummenhoff
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Diabue Diamantwerkzeuge Heinz Buettner GmbH
Original Assignee
Diabue Diamantwerkzeuge Heinz Buettner GmbH
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Diabue Diamantwerkzeuge Heinz Buettner GmbH filed Critical Diabue Diamantwerkzeuge Heinz Buettner GmbH
Publication of WO2006018183A1 publication Critical patent/WO2006018183A1/de
Anticipated expiration legal-status Critical
Ceased legal-status Critical Current

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Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B28—WORKING CEMENT, CLAY, OR STONE
    • B28D—WORKING STONE OR STONE-LIKE MATERIALS
    • B28D1/00—Working stone or stone-like materials, e.g. brick, concrete or glass, not provided for elsewhere; Machines, devices, tools therefor
    • B28D1/02—Working stone or stone-like materials, e.g. brick, concrete or glass, not provided for elsewhere; Machines, devices, tools therefor by sawing
    • B28D1/12—Saw-blades or saw-discs specially adapted for working stone
    • B28D1/127—Straight, i.e. flat, saw blades; strap saw blades

Definitions

  • the present invention relates to a cutting tool for separating particular consisting of mineral material workpieces and for use in a device with a periodically pendulum-like moving over a Parallelogrammlenkerkinematik tool holder consisting of an elongated strip-shaped blade body with a cutting edge formed on one longitudinal side with such a curved cutting contour in that a working contact takes place in each case in the form of a quasi-point contact between the cutting edge and the workpiece.
  • DE 39 31 837 C1 describes various embodiments of a device for separating a workpiece with a periodically moving tool holder, which receives at least one sheet-like cutting tool.
  • a drive device with parallelogram linkage kinematics gives the tool holder and thus also the separating tool a pendulum motion with a specific pendulum radius.
  • the cutting tool has a cutting edge with a circular arc-shaped, depending on the design, continuous concave or convex curvature with a certain cutting edge radius.
  • the cutting edge in the workpiece to be separated generates a separating gap with a circular-arc-shaped cutting contour with a specific sectional contour radius.
  • the cut edge radius is larger or smaller than the resulting cut contour radius.
  • the present invention has for its object to provide a cutting tool of the type mentioned, which is also suitable for the separation of large workpieces with a short length and thereby manages with less Pendelhubterrorism.
  • the cutting edge consists of at least two in the longitudinal direction of the blade body one behind the other, each having a similar circular arc-shaped cutting segments.
  • four to eight, in particular five or six, similar cutting segments in sheet longitudinal direction are provided one behind the other.
  • the necessary pendulum stroke movement is significantly reduced, since a minimum pendulum stroke amplitude required according to the invention results from the amplitude required in the case of only one continuously curved cutting edge according to the prior art divided by the number of cutting segments according to the invention.
  • a quasi-point contact with the workpiece is achieved in the region of each cutting segment, wherein the contact points in the reciprocating movement in the cutting gap to and fro, with the ranges of movement of adjacent contact points preferably overlap. Due to the multiple contact points and a favorable distribution of the cutting forces is achieved.
  • the required pendulum radius can be reduced favorably. It should be noted that therefore is spoken of a "quasi-point contact", because it can also come to linear engagement areas with different (arc) length depending on the vertical feed and the resulting cutting force.
  • the invention is basically suitable for all variants described in the aforementioned DE 39 31 837 C1, d. H. for concave or convex cutting edges or cutting segments.
  • Tr ⁇ nntechnik 1 consists of an elongated, strip-shaped and thin-walled blade body 2 with a cutting edge formed on one longitudinal side 4.
  • a cutting edge 4 formed on one longitudinal side 4.
  • mineral materials such as stone, granite, marble, silicon or the like, are not on the cutting edge 4 shown cutting elements arranged in particular of diamond or the like.
  • Each cutting segment 6 thus has a section 4a of the cutting edge 4, wherein each section 4a is formed in a similar circular arc shape with a cutting edge radius r s curved.
  • the cutting tool 1 has an effective overall length L with respect to the effective cutting edge 4.
  • Each cutting segment 6 has a partial length resulting from the total length L divided by the number x of cutting segments 6 (Ux).
  • the separating element 1 is received by a device not shown in detail and driven by a parallelogram linkage kinematics with two indicated only by dashed lines pendulum arms 8.
  • the pendulum arms 8 define a pendulum radius r P.
  • the pendulum arms 8 are arranged by a workpiece to be separated 10 pioneering on the tool side.
  • the cutting edge portion 4a of each cutting segment 6 is concavely curved with the specific cutting edge radius rs.
  • the cutting edge radius rs is greater than the pendulum radius r P , and that is preferably the cutting edge radius rs is two to four times the pendulum radius rp. In the kerf 12, this results in a sectional contour with consecutive convex sections.
  • the effective sheet length L is also about 3000 mm plus the stroke length of the sheet.
  • the cutting edge radius rs is preferably 1500 mm to 3000 mm, in particular about 2000 mm, with a pendulum radius rp of about 800 mm advantageously sufficient.
  • the pendulum radius can be in the range of 600 mm to 1200 mm.
  • H mia L / x-rs - rp
  • the cut edge radius Rs is selected as a function of the vertical relative delivery between the workpiece 10 and the tooling tool 1.
  • the delivery depends mainly on the maximum allowable cutting forces and the longitudinal stability of the blade body 2. Too large a delivery would lead to a run of the sheet. The delivery may therefore only be chosen so large that the sheet is still moved straight through the separating gap 12 in a straight line.
  • the required minimum stroke H min is generally about 1/3 to 2/3 of the segment length Ux.
  • the blade length generally results from the workpiece length plus two times the minimum stroke plus two additional strokes; it is therefore valid
  • the cutting tool 1 may also be formed in analogous application of the teaching disclosed in DE 39 31 837 C1 with convexly curved cutting edges 4a.
  • either the pendulum arms 8 as in the illustrated embodiment on the tool side from the workpiece 10 can be pioneered. This results in the workpiece 10, a cutting gap contour with concave curved sections, wherein the sectional contour radius is greater than the cutting edge radius.
  • the pendulum arms 8 can also be arranged pointing away from the tool 1 on the side of the workpiece 10. This results from the convex cutting edges in the separating gap, a sectional contour with also convex curved sections. In this case, the sectional contour radius would then be smaller than the cutting edge radius.
  • the middle cutting segments 6 in the blade body 2 can be offset (upwards) away from the workpiece 10 so that practically oblique, sloping lines are formed in the kerf. This promotes the removal of the separating sludge.
  • the invention is not limited to the illustrated and described embodiments, but also includes all the same in the context of the invention embodiments. Furthermore, the invention has hitherto not been limited to the feature combination defined in claim 1, but may also be defined by any other combination of specific features of all individually disclosed individual features. This means that in principle virtually every single feature of claim 1 can be omitted or replaced by at least one individual feature disclosed elsewhere in the application. In this respect, the claim 1 is to be understood only as a first formulation attempt for an invention.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mining & Mineral Resources (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Processing Of Stones Or Stones Resemblance Materials (AREA)

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Trennwerkzeug (1) zum Trennen eines insbesondere aus mineralischem Material bestehenden Werkstückes (10) und zur Anwendung in einer Vorrichtung mit einem periodisch pendelartig über eine Parallelogrammlenkerkine­matik bewegten Werkzeughalter. Das Trennwerkzeug (1) besteht aus einem läng­lichen, streifenförmigen Blattkörper (2) mit einer an einer Längsseite gebildeten Schneidkante (4) mit einer derart gekrümmten Schneidkontur, dass zwischen der Schneidkante (4) und dem Werkstück (10) eine Arbeitsberührung jeweils in Form eines Quasipunktkontaktes erfolgt. Dabei besteht die Schneidkante (4) aus mindestens zwei in Längsrichtung des Blattkörpers (2) hintereinanderliegenden, jeweils gleichartig bogenförmig gekrümmten Schneidsegmenten (6).

Description

;Trennwerk∑eug insbesondere für mineralisch© SViaterialien"
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Trennwerkzeug zum Trennen von insbesondere aus mineralischem Material bestehenden Werkstücken und zur Anwendung in einer Vorrichtung mit einem periodisch pendelartig über eine Parallelogrammlenkerkinematik bewegten Werkzeughalter, bestehend aus einem länglichen, streifenförmigen Blattkörper mit einer an einer Längsseite gebildeten Schneidkante mit einer derart gekrümmten Schneidkontur, dass zwischen der Schneidkante und dem Werkstück eine Arbeitsberührung jeweils in Form eines Quasipunktkontaktes erfolgt.
Die DE 39 31 837 C1 beschreibt verschiedene Ausführungen einer Vorrichtung zum Trennen eines Werkstückes mit einem periodisch bewegten Werkzeughalter, der mindestens ein blattartiges Trennwerkzeug aufnimmt. Eine Antriebseinrichtung mit Parallelogrammlenkerkinematik verleiht dem Werkzeughalter und damit auch dem Trennwerkzeug eine pendelnde Bewegung mit einem bestimmten Pendel-Radius. Das Trennwerkzeug weist eine Schneidkante mit einer kreisbogenförmigen, je nach Ausführung durchgehend konkaven oder konvexen Krümmung mit einem bestimmten Schneidkanten-Radius auf. Durch die Pendelbewegung generiert die Schneidkante in dem zu trennenden Werkstück einen Trennspalt mit kreisbogenförmiger Schnittkontur mit einem bestimmten Schnittkontur-Radius. Dabei ist je nach Ausführung der Schnittkanten-Radius größer oder kleiner als der resultierende Schnittkontur-Radius.
Bei der bekannten Vorrichtung ist von entscheidendem Nachteil, dass zum Trennen von größeren Werkstücken, wie z. B. von großen Steinblöcken mit einer Schnittlänge von beispielsweise mehreren Metern, das Trennwerkzeug eine entsprechend noch größere Länge aufweisen muß, und zwar bedingt durch die notwendige Pendelhubbewegung, was auch zu einem nachteilig großen Pendel-Radius führt. Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Trennwerkzeug der eingangs genannten Art zu schaffen, welches sich mit geringer Länge auch zum Trennen von großen Werkstücken eignet und dabei auch mit geringerer Pendelhubbewegung auskommt.
Erfindungsgemäß wird dies dadurch erreicht, dass die Schneidkante aus mindestens zwei in Längsrichtung des Blattkörpers hintereinanderliegenden, jeweils gleichartig kreisbogenförmig gekrümmten Schneidsegmenten besteht. In besonders vorteilhafter Ausgestaltung sind vier bis acht, insbesondere fünf oder sechs, gleichartige Schneidsegmente in Blatt-Längsrichtung hintereinanderliegend vorgesehen.
Durch die erfindungsgemäße Ausgestaltung wird die notwendige Pendelhubbewegung deutlich reduziert, denn eine nach der Erfindung erforderliche Mindest-Pendelhub- Amplitude ergibt sich aus der eigentlich, bei nur einer durchgehend gekrümmten Schneidkante nach dem Stand der Technik erforderlichen Amplitude dividiert durch die Anzahl von erfindungsgemäßen Schneidsegmenten. Erfindungsgemäß wird dabei im Bereich jedes Schneidsegmentes ein Quasi-Punktkontakt mit dem Werkstück erreicht, wobei die Kontaktpunkte bei der Pendelbewegung im Schnittspalt hin und her wandern, wobei sich die Bewegungsbereiche benachbarter Kontaktpunkte vorzugsweise überlappen. Durch die mehreren Kontaktpunkte wird auch eine günstige Aufteilung der Schnittkräfte erreicht. Zudem kann auch der erforderliche Pendel-Radius günstig reduziert werden. Es sei bemerkt, dass deshalb von einem „Quasi- Punktkontakt" gesprochen wird, weil es in Abhängigkeit von der vertikalen Zustellung und der daraus resultierenden Schnittkraft auch zu linienförmigen Eingriffsbereichen mit unterschiedlicher (Bogen-)Länge kommen kann.
Die Erfindung eignet sich grundsätzlich für alle in der eingangs genannten DE 39 31 837 C1 beschriebenen Varianten, d. h. für konkave oder auch für konvexe Schneidkanten bzw. Schneidsegmente.
Die Erfindung wird im Folgenden allerdings beispielhaft nur anhand einer Ausführungsform mit konkav gekrümmten Schneidkanten bzw. Schneidsegmenten erläutert. Dabei zeigt die einzige Figur eine Seitenansicht einer bevorzugten Ausführung eines erfindungsgemäßen Trennwerkzeugs mit schematischer Darstellung der Parallelogrammlenkerkinematik. Ein erfindungsgβrnäßes Trβnnwerkzeug 1 besteht aus einem länglichen, streifenförmigen und dünnwandigen Blattkörper 2 mit einer an einer Längsseite gebildeten Schneidkante 4. Für die bevorzugte Anwendung zum Trennen von mineralischen Werkstoffen, wie Stein, Granit, Marmor, Silizium oder dergleichen, sind an der Schneidkante 4 nicht dargestellte Schneidelemente insbesondere aus Diamant oder dergleichen angeordnet.
Erfindungsgemäß wird die Schneidkante 4 von mehreren, d. h. mindestens zwei, vorzugsweise aber vier bis acht, in Längsrichtung des Blattkörpers 2 hintereinanderliegenden Schneidsegmenten 6 gebildet. Jedes Schneidsegment 6 weist somit einen Teilabschnitt 4a der Schneidkante 4 auf, wobei jeder Teilabschnitt 4a gleichartig kreisbogenförmig mit einem Schneidkanten-Radius rs gekrümmt ausgebildet ist.
Das Trennwerkzeug 1 weist bezüglich der wirksamen Schneidkante 4 eine effektive Gesamtlänge L auf. Jedes Schneidsegment 6 weist eine Teillänge auf, die sich aus der Gesamtlänge L dividiert durch die Anzahl x von Schneidsegmenten 6 ergibt (Ux).
Das Trennelement 1 wird von einer nicht im Detail dargestellten Vorrichtung aufgenommen und über eine Parallelogrammlenkerkinematik mit zwei nur gestrichelt angedeuteten Pendelarmen 8 angetrieben. Die Pendelarme 8 definieren einen Pendel- Radius rP.
Bei der dargestellten Ausführung sind die Pendelarme 8 von einem zu trennenden Werkstück 10 wegweisend auf der Werkzeugseite angeordnet. Dabei ist der Schneidkanten-Teilabschnitt 4a jedes Schneidsegmentes 6 konkav mit dem bestimmten Schneidkanten-Radius rs gekrümmt. Hierbei ist der Schneidkanten-Radius rs jedenfalls größer als der Pendel-Radius rP, und zwar beträgt vorzugsweise der Schneidkanten-Radius rs das Zwei- bis Vierfache des Pendel-Radius rp. Im Schnittspalt 12 entsteht dadurch eine Schnittkontur mit hintereinanderliegenden konvexen Abschnitten.
Bei der dargestellten Ausführungsform zum Trennen von Werkstücken mit einer Werkstücklänge Lw von beispielsweise bis 3000 mm beträgt die effektive Blattlänge L ebenfalls etwa 3000 mm zuzüglich Hublänge des Blattes. Bei der dargestellten Unterteilung in beispielhaft fünf Schneidsegmente 6 ergibt sich für jedes Schneidsegment eine Länge L/x von etwa 600 mm. Dabei beträgt der Schneidkanten- Radius rs bevorzugt 1500 mm bis 3000 mm, insbesondere etwa 2000 mm, wobei ein Pendel-Radius rp von etwa 800 mm vorteilhafterweise ausreicht. Der Pendelradius kann aber im Bereich von 600 mm bis 1200 mm liegen.
Durch die Erfindung wird eine wesentliche Reduzierung des erforderlichen Pendelhubes H und damit auch der Blattlänge L erreicht. Der erforderliche Mindest- Pendelhub Hmjn ergibt sich erfindungsgemäß durch die Beziehung:
rp
Hmia = L/x- rs - rp
In dem geschilderten konkreten Ausführungsbeispiel führt dies mit den genannten, bevorzugten Werten zu
Figure imgf000006_0001
Allerdings wird hierbei ein Zusatzhub Hz addiert. Innerhalb des Zusatzhubes Hz erfolgt vor der Hubumkehr, d. h. von den Hub-Totpunkten, ein Abbremsen und eine Beschleunigung des Trennwerkzeugs 1 im nicht mehr mit dem Werkstück im Eingriff stehenden Zustand. Dadurch ist sichergestellt, dass bei Schnitteingriff das Trennwerkzeug 1 im Schnittspalt des Werkstückes 10 stets eine ausreichende Schnittgeschwindigkeit aufweist. Somit ergibt sich ein effektiver Hub aus:
Heff-Hmin + Hz.
Damit ergibt sich bei einer Auslegung für eine maximale Schnitt- bzw. Werkstücklänge Lw von bis zu 3000 mm eine Blattlänge von nur etwa 3600 mm mit einem Pendel- Radius von nur 800 mm gegenüber ca. 6500 mm mit einem erforderlichen Pendel- Radius von 4000 mm nach dem Stand der Technik. Es sei noch erwähnt, dass der Schnittkanten-Radius Rs in Abhängigkeit von der vertikalen relativen Zustellung zwischen Werkstück 10 und Trβnnwerkzeug 1 gewählt wird. Hierbei hängt die Zustellung hauptsächlich von den maximal zulässigen Schnittkräften und der Längsstabilität des Blattkörpers 2 ab. Eine zu große Zustellung würde zu einem Verlaufen des Blattes führen. Die Zustellung darf daher nur so groß gewählt werden, dass das Blatt noch geradlinig sicher durch den Trennspalt 12 bewegt wird.
Der erforderliche Mindest-Hub Hmin beträgt allgemein etwa 1/3 bis 2/3 der Segment- Länge Ux.
Die Blattlänge ergibt sich allgemein aus der Werkstücklänge plus zwei mal Mindest- Hub plus zwei mal Zusatzhub; es gilt folglich
L-Lw + 2 ■ Hmin + 2 ■ Hz.
Alternativ zu dem konkret dargestellten und erläuterten Ausführungsbeispiel kann das Trennwerkzeug 1 auch in analoger Anwendung der in der DE 39 31 837 C1 offenbarten Lehre mit konvex gekrümmten Schneidkanten 4a ausgebildet sein. Dabei können entweder die Pendelarme 8 wie bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel auf der Werkzeugseite vom Werkstück 10 wegweisend angeordnet sein. Dabei ergibt sich im Werkstück 10 eine Schnittspaltkontur mit konkav gekrümmten Abschnitten, wobei der Schnittkonturradius größer als der Schneidkantenradius ist. Alternativ können die Pendelarme 8 auch auf der Seite des Werkstückes 10 vom Werkzeug 1 wegweisend angeordnet sein. Dabei ergibt sich durch die konvexen Schneidkanten im Trennspalt eine Schnittkontur mit ebenfalls konvex gekrümmten Abschnitten. Dabei wäre dann der Schnittkonturradius kleiner als der Schneidkanten-Radius.
Um eine Bildung von sogenannten Schlammtaschen, d. h. eine Ansammlung von Trennschlamm, zu vermeiden, können die mittleren Schneidsegmente 6 im Blattkörper 2 vom Werkstück 10 weg (nach oben) versetzt angeordnet sein, so dass im Schnittspalt praktisch schräge, zur Seite abfallende Linien gebildet werden. Dies begünstigt den Abtransport des Trennschlammes. Die Erfindung ist nicht auf die dargestellten und beschriebenen Ausführungsbeispiele beschränkt, sondern umfaßt auch alle im Sinne der Erfindung gleichwirkenden Ausführungen. Ferner ist die Erfindung bislang auch noch nicht auf die im Anspruch 1 definierte Merkmalskombination beschränkt, sondern kann auch durch jede beliebige andere Kombination von bestimmten Merkmalen aller insgesamt offenbarten Einzelmerkmalen definiert sein. Dies bedeutet, daß grundsätzlich praktisch jedes Einzelmerkmal des Anspruchs 1 weggelassen bzw. durch mindestens ein an anderer Stelle der Anmeldung offenbartes Einzelmerkmal ersetzt werden kann. Insofern ist der Anspruch 1 lediglich als ein erster Formulierungsversuch für eine Erfindung zu verstehen.

Claims

Ansprüche
1. Trennwerkzeug (1) zum Trennen eines insbesondere aus mineralischem Material bestehenden Werkstückes (10) und zur Anwendung in einer Vorrichtung mit einem periodisch pendelartig über eine Parallelogrammlenkerkinematik bewegten Werkzeughalter, bestehend aus einem länglichen, streifenförmigen Blattkörper (2) mit einer an einer Längsseite gebildeten Schneidkante (4) mit einer derart gekrümmten Schneidkontur, dass zwischen der Schneidkante (4) und dem Werkstück (10) eine Arbeitsberührung jeweils in Form eines Quasipunktkontaktes erfolgt, dad u rch gekennzeichnet, dass die Schneidkante (4) aus mindestens zwei in Längsrichtung des Blattkörpers (2) hintereinanderliegenden, jeweils gleichartig bogenförmig gekrümmten Schneidsegmenten (6) besteht.
2. Trennwerkzeug nach Anspruch 1 zur Anwendung in einer Ausführung der Parallelogrammlenkerkinematik, bei der Pendelarme (8) vom Werkstück (10) wegweisend auf der Werkzeugseite angeordnet sind, dadurch gekennzeichnet, dass jedes Schneidsegment (6) konkav mit einem Schneidkanten-Radius (rs) gekrümmt ist, der jedenfalls größer als ein Pendel-Radius (rP) der Parallelogrammlenkerkinematik ist, wobei vorzugsweise der Schneidkanten-Radius (rs) das Zwei- bis Vierfache des Pendel-Radius (rP) beträgt.
3. Trennwerkzeug nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Schneidkante (4) aus vier bis acht Schneidsegmenten (6) besteht.
PCT/EP2005/008624 2004-08-12 2005-08-09 Trennwerkzeug insbesondere für mineralische materialien Ceased WO2006018183A1 (de)

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Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US1850478A (en) * 1930-11-06 1932-03-22 Atlantic Service Company Inc Saw
DE3940552A1 (de) * 1988-12-07 1990-06-21 Amada Co Saegeblatt
DE3931837C1 (de) * 1989-09-23 1991-03-14 Peter G Werner

Patent Citations (3)

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