DE2643617A1 - Saegedraht - Google Patents
SaegedrahtInfo
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- DE2643617A1 DE2643617A1 DE19762643617 DE2643617A DE2643617A1 DE 2643617 A1 DE2643617 A1 DE 2643617A1 DE 19762643617 DE19762643617 DE 19762643617 DE 2643617 A DE2643617 A DE 2643617A DE 2643617 A1 DE2643617 A1 DE 2643617A1
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Classifications
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- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- B23D—PLANING; SLOTTING; SHEARING; BROACHING; SAWING; FILING; SCRAPING; LIKE OPERATIONS FOR WORKING METAL BY REMOVING MATERIAL, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- B23D61/00—Tools for sawing machines or sawing devices; Clamping devices for these tools
- B23D61/18—Sawing tools of special type, e.g. wire saw strands, saw blades or saw wire equipped with diamonds or other abrasive particles in selected individual positions
- B23D61/185—Saw wires; Saw cables; Twisted saw strips
Description
Dr. IrsQ.vV-.
Dr. D^:c; r
Dr. D^:c; r
Or. Hatts-A. E
3β,Piinzejuunmri 21 28. September 1976
75-13^
ENGELHARD MINERALS & CHEMICALS CORPORATION
430 Mountain Avenue, Murray Hill.,
N.J., V.St.A.
Sägedraht
Die Erfindung betrifft einen verbesserten Sägedraht einer Bauart, die mit Vorteil zum Sägen von verschiedenen Materialien
und insbesondere harten Materialien, wie Glas, Keramik, feuerfeste Stoffe, Beton und Gestein, wie Blöcke aus Granit,
Marmor, Kalkstein und dgl., verwendet wird. Insbesondere betrifft die Erfindung einen verbesserten Sägedraht, welcher festliegende
oder gebundene Schleifmittel verwendet und sich durch hohe Festigkeit, verbessertem Wirkungsgrad und geringere Abnützung
auszeichnet.
Die vorliegende Erfindung -wird zwar unter Bezugnahme auf bestimmte
Ausführungsformen beschrieben, welche festliegende hochabrasive Teilchen verwenden, die mit Vorteil beim Sägen
von Granit eingesetzt werden, jedoch ist die Erfindung nicht notwendigerweise hierauf beschränkt. Der Erfindungsgedanke.
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kann auch bei anderen Ausführungsformen und Anwendungen verwendet werden, wie der Fachmann unschwer aus der folgenden Beschreibung
entnehmen kann.
Der im folgenden gebrauchte Begriff "hochwirksame Schleifmittel"
bezieht sich auf Schleifmittel mit einer Knoop-Härte über etwa 3000 kg/mm . Im Handel erhältliche hochwirksame
Schleifmittel enthalten natürliche und synthetische Industriediamanten und kubisches Bornitrid, obgleich die Erfindung
nicht hierauf beschränkt ist. Im Gegensatz dazu haben übliche Schleifmittel eine wesentlich unterhalb 3000 kg/mm liegende
Härte, wobei beispielsweise auf Granat, Wolframcarbid, Siliciumcarbid, Schmirgel, Aluminiumoxid und dgl., verwiesen wird.
Ein Vergleich zwischen Knoop- und Mohs-Härtewerten zur Umrechnung
ist einschlägigen Handbüchern zu entnehmen.
Wie dem Fachmann der Steinbearbeitung bekannt ist, sind viele Arten von Sägedrähten zum Sägen von Blöcken aus Granit, Marmor,
Kalkstein und dgl., in einzelne Tafeln oder andere gewünschte Formen verfügbar. Diese bekannten Sägen enthalten
beispielsweise Drahtstränge, verdrillte Metallstreifen und dgl., die in Verbindung mit Schleifmittelaufschlämmungen zur
Durchführung des gewünschten Schneidvorgangs eingesetzt werden. Derartige Sägen sind beispielsweise in den US-PSen
1 730 756, 2 003 994-, 2 123 619, 2 4-51 383, 2 604· 883,
2 718 222, 2 876 761 und 3 532 083 angegeben.
Manche dieser Sägen werden zwar häufig eingesetzt weisen jedoch einen oder mehrere Nachteile auf, beispielsweise haben sie
eine begrenzte Zugfestigkeit, wodurch höhere Zugkräfte zur Erzeugung eines schnelleren wirksameren Schnittvorgangs ausgeschlossen
sind. Da hochwirksame Schleifmittel kostspielig sind und Schleifmittelverluste bei der Verwendung als Aufschlämmungen
hoch sind, ist die Verwendung in Aufschlämmungen weitgehend auf übliche Schleifmittel beschränkt, welche zwangsläufig
ein begrenztes Sägevermögen aufweisen. Darüberhinaus ist die Lebensdauer derartiger Sägen stark begrenzt, vor allem
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wenn härteres Gestein, wie beispielsweise Granit, gesägt wird.
Zur Erzielung einer verlängerten Lebensdauer müssen die Schleifmittel in extrem langen Längen eingesetzt werden, die manchmal
305 m oder mehr für die Gesamtlänge einer Schleife überschreiten.
Da die Schleifmittel als Aufschlämmung verwendet werden, entstehen Verarbeitungsschwierigkeiten und ökologische Probleme,
welche das Anwendungsgebiet begrenzen und/oder die auftretenden Kosten erhöhen.
Gemäss alternativen Ausführungsformen werden Litzendrähte verwendet,
welche den Träger oder das Substrat für gebundene Schleifstoffe bilden, wobei Ausführungsbeispiele in den
US-Psen 640 139, 1 306 636 und 3 150 4?0 angegeben sind.
Bei diesen Sägedrähten werden die mit Schleifmittelaufschlämmungen
verbundenen Schwierigkeiten vermieden, jedoch schliesst der Entwurf dieser Anordnungen ebenfalls maximale Sägezugkräfte
aus, was durch den erheblichen Hohlraumanteil im Drahtquerschnitt bedingt ist. Die Erhöhung des Gesamtdurch—
messers des Litzendrahtes zum Ausgleich der Anwesenheit unerwünschter Hohlräume ist nicht wirtschaftlich, weil die Breite
des erhaltenen Einschnitts dadurch entsprechend erhöht wird. Somit werden höhere Sägezugkräfte weitgehend durch den vergrösserten
Steinbereich ausgeglichen, welcher zersägt werden muss. Dabei ist ferner ein Materialverlust verbunden, sowie
eine Erhöhung der Schleifstaubmenge, welche abgeführt und untergebracht werden muss.
Schliesslich sind bereits Versuche unternommen -worden, einen
einzelnen massiven Drahtträger für das Schleifmittel zu verwenden und dadurch den Querschnittsbereich zur Aufnahme der
Zugkräfte innerhalb eines gegebenen Durchmessers maximal zu gestalten. Beispiele solcher Ausführungen sind in den US-PSen
2 633 681 und 3 886 926 angegeben. Derartige Anordnungen stellen in mancher Hinsicht eine vorteilhafte Alternative dar,
haben jedoch den Nachteil, dass der grosse Durchmesser oder die maximale diametrale Abmessung des Einzeldrahtes zu hohen
Biegebeanspruchungen führen, wenn der Drahtträger während des
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Sägevorgangs um verschiedene Antriebs- und Führungsrollen geführt
wird. Da die gesamte Beanspruchung, welcher ein Draht vor Eintreten eines Eeissens oder eines Ermüdungsbruchs ausgesetzt
werden kann, im wesentlich von der Addition der Biegebeanspruchungen abhängt, begrenzen die Sägezugkräfte und verschiedene
andere Kräfte,sowie die grossen mit einem grossen
Durchmesser einer Einzellitze verbundenen Biegekräfte erheblich die zulässigen Sägezugkräfte. Somit hat die alternative
Ausführungsform einer Einzellitze den Nachteil eines verhältnismässig grossen und ungünstigen Verhältnisses zwischen unvermeidlichen
Biegekräften und den maximal zulässigen Sägekräften. Daraus ergeben sich begrenzte Sagegeschwindigkexten
und eine verkürzte Lebensdauer der Säge mit entsprechend geringem Wirkungsgrad und hohen Kosten.
Darüberhinaus kann in bestimmten Entwürfen, welche einen massiven Einzeldraht verwenden, der Vorteil eines maximalen
Draht querschnitts weiter teilweise durch eine Abweichung von einem im wesentlichen Kreisquerschnitt und dem Vorliegen von
lastverringerndem Nuten oder Schlitzen aufgehoben werden. Da die Biegebeanspruchungen im wesentlichen durch die grösste
diametrale Abmessung bestimmt werden, ist ein Verlust in Querschnittsfläche als Folge der Anordnung von Schlitzen oder
dgl. nicht von einer entsprechenden Abnahme der Biegebeanspruchungen
begleitet, welche die zulässigen Sägezugkräfte weiterhin begrenzen. Der Mangel an Biegsamkeit einer Einzellitze
erschwert die Handhabung, Lagerung und Anwendung derartiger Litzen, insbesondere bei Vorliegen grösserer Längen.
Der Erfindung liegt deshalb die Aufgabe zugrunde, die vorausgehend
genennten und ähnliche Schwierigkeiten zu vermeiden.
Ferner liegt die Erfindung die Aufgabe zugrunde, eine Sägedrahtanordnung
zu schaffen, welche die vorteilhaften Merkmale bekannter Anordnungen vereinigt, ohne die entsprechenden Nachteile
aufzuweisen.
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Schliesslich liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, einen verbesserten Sägedraht zu schaffen,.welcher erhöhte Sägegeschwindigkeiten,
lange Lebensdauer und niedrigere Gesatmkosten für den Sägevorgang aufweist. Schliesslich stellt die Erfindung
einen Sägedraht zur Verfügung, welcher gebundene Schleifmittel verwendet und das Erfordernis von Schleifmittelaufschlämniungen
mit den entsprechenden Verarbeitungs- und Umweltschutzproblemen beseitigt. Darüberhinaus wird durch die Erfindung ein verbesserter
Sägedraht zur Verfugung gestellt, welcher sich zur Verwendung gebundener hochwirksamer Schleifmittel eignet und
mit Vorteil beim Sägen härteren Gesteins, wie beispielsweise Granit, eingesetzt werden kann, ohne dass sehr grosse Sägelängen
oder grosse Querschnitte erforderlich sind.
Durch die Erfindung wir4 ein Sägedraht geschaffen, welcher
mit Sägemaschinen üblicher Grosse verwendet werden kann, ohne
dass hohe Biegebeanspruchungen auftreten, welche die zulässigen Sägezugskräfte begrenzen. Darüberhinaus wird ein Sägedraht
geschaffen, welcher einen grossen wirksamen Querschnitt
zur Aufnahme der auftretenden Kräfte innerhalb eines begrenzten Drahtdurchmessers aufweist. Ferner wird ein Sägedraht zur Verfügung
gestellt, welcher nicht die Schwierigkeiten bezüglich hoher Biegebeanspruchungen und Ermüdungsbrüchen aufweist, die
bei bekannten Einzellitzen auftreten.
Durch die Erfindung wird ein aus mehreren Elementen aufgebauter Sägedraht mit einer langen Lebensdauer geschaffen, welche
eine hohe Belastbarkeit aufweist, wie sie normalerweise mit einem massiven Einzel strang verbunden ist, ohne dass dabei
sehr hohe, die zulässige Belastung verringernde Biegebeanspru,-..-chungen
auftreten. Schliesslich wird durch die Erfindung ein Sägedraht geschaffen, welcher ein verringertes Verhältnis
zwischen unvermeidlichen Biegebeanspruchungen und der maximal zulässigen Sägezugspannung aufweist. Darüberhinaus wird eine
Sägedraht mit kleinem Durchmesser zur.Verfügung gestellt, welcher so flexibel und leicht zu handhaben wie eine Anordnung
mit mehreren Litzen ist, ohne dass die dabei normalerweise
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vorhandenen lastverringernden Hohlräume auftreten.
Die genannten Vorteile werden durch eine Sägedrahtanordnung erhalten, welche einen gebundenen Schleifmittelträger aufweist,
der aus mehreren Elementen besteht, im wesentlichen kreisförmig ist und im Querschnitt erheblich verdichtet ist. Kurz gesagt,
besteht der Sägedraht aus einem länglichen Schleifmittelträger neuartiger Ausführung, welcher in Längsrichtung mit gebundenen
Schleifmittelteilchen /ersehen ist, die ein Werkstück abschleifen, wenn der Sägedraht mit ihnen in Schleifkontakt gelangt.
Der längliche Schleifmittelträger besteht aus einer Anzahl diskreter Stränge, welche in Anlage aneinander verriegelt
oder verbunden sind, Die Stränge bestehen vorzugsweise aus einer Stahllegierung mit hoher Zugfestigkeit und grosser Verformbarkeit
und haben eine Querschnittsform, welche insgesamt im wesentlichen einen Kreisquerschnitt ergibt. Die Kennzeichnung
"im wesentlichen Kreisquerschnitt" bedeutet, dass die
maximale QuerschnittserStreckung nicht um mehr als etwa 20 %
grosser als die minimale Querschnittserstreckung und vorzugsweise weniger ist, wobei die Kreisform die günstigste Ausführung
darstellt.
Um sicherzustellen, dass die Biegebeanspruchungen so gering wie möglich gehalten werden, sollte die grösste Querschnittsabmessung eines beliebigen Strangs oder Elements des Schleif«
mittelträgers nicht mehr als etwa die Hälfte der grössten
QuerschnittserStreckung des Schleifmittelträgers und vorzugsweise
erheblich weniger betragen. Bei einer bevorzugten Ausführungsform ist die grösste Abmessung des Strangs nicht grosser
als etwa ein Drittel der grössten Trägerabmessung.
Die Stränge des Trägers sind verdichtet, wodurch Querschnittshohlräume
auf ein Mindestmass verringert werden. Verglichen mit einer üblichen Litzenausführung, welche einen Hohlraumanteil
des Querschnitts von über 20 % aufweist, hat die er-
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findungsgemässe Anordnung einen Hohlraumanteil von weniger als
20 % und vorzugsweise von 15 % oder weniger, wobei das Optimum bei 10 % oder weniger liegt. Ein Hohlraumanteil von mindestens
etwa 1 % ist jedoch erwünscht, um sicherzustellen, dass die
Stränge nicht in unzulässiger Weise miteinander kaltverschweisst
werden, oder durch Reibung oder in anderer Weise miteinander verbunden werden, wodurch erhebliche Beanspruchungen umfangsseitig
von einem Strang an den nächsten anliegenden Strang übertragen wurden.
Als Hohlraumanteil wird der Unterschied zwischen dem Querschnitt des Materials und dem Bereich des kleinsten Kreises verstanden,
welcher den gesamten Querschnitt des Schleifmittelträgers umschliesst, ausgenommen die gebundenen Schleifmittelteilchen.
Die in diesem Zusammenhang gemachten Proζentangaben beziehen
sich auf die Fläche dieses kleinsten Kreises.
Die Verdichtung der einzelnen Stränge zur Verringerung des Hohlraumanteils kann erzielt werden, indem zunächst der Querschnitt
der einzelnen Stränge derart ausgewählt wird, dass sie aneinander komplementär anliegen und einen im wesentlichen
hohlraumfreien Kreis ergeben, wenn sie nebeneinander angeordnet sind. Bei einer alternativen Ausführungsform können nicht
komplementär aneinander liegende Stränge, welche ausschliesslich des Hohlraums den gewünschten Gesamtquerschnitt aufweisen,
in gewünschter Lage angeordnet und anschliessend mechanisch verformt werden, wodurch die gewünschte, im wesentlichen kreisförmige,
verdichtete Querschnittsanordnung mit einem Minimum an Hohlraum entsteht.
Die mechanische Verformung kann durch Schleifen, Kaltwalzen, Profilwalzen oder Strangpressen der Anordnung in eine gewünschte
Form erhalten werden. Weitere,dem Fachmann bekannte Verfahren
zur mechanischen Verformung sind ebenfalls geeignet.
Der Schleifmittelträger kann in seiner verdichteten Lage selbst unter der Belastung eines Granitsägevorgangs durch die Anordnung
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einer permanenten Verdrillung gehalten werden. Die Verdrillung wird den einzelnen Strängen zweckmässig während der mechanischen
Verformung erteilt. Sind die Stränge des Schleifmittelträgers in Längsrichtung orientiert und nicht schraubenförmig verdrillt,
so kann der verdichtete Zustand durch Bänder, Hinge oder Hülsen, die üblicherweise im Abstand voneinander angeordnet
sein können, verriegelt werden, was Jedoch nicht unabdingbar ist. Bei anderen Ausführungen können die Stränge sowohl
verdrillt als auch mit Hülsen versehen werden.
Die aus mehreren Elementen aufgebauten Schleifmittelträger können vorzugsweise als Schleife angeordnet werden, indem die
einzelnen Stränge miteinander verbunden und die entsprechenden Enden miteinander verschweisst werden. Bei einer alternativen
Ausführungsform kann der Schleifmittelträger hergestellt werden, indem ein einzelner Strang mehrfach zu einer Schleife gelegt
wird, bis die gewünschte Strangzahl vorhanden ist und die Enden verschweisst oder in anderer Weise befestigt werden.
Die vollständige Anordnung kann dann entweder vor oder nach dem Schweissen mechanisch verformt werden, um die gewünschte
verdichtete,im wesentlichen Kreisform aufweisende Anordnung
zu erhalten, wobei gegebenenfalls gleichzeitig eine gewünschte
Verdrillung aufgebracht wird, beispielsweise eine Verdrillung mit einer Steigung von etwa 0,6 bis 31 om (0.02 bis Λ foot).
Bei einer bestimmten Ausführungsform einer aus einem Einzelstrang bestehenden Mehrfachschleife brauchen die beiden Enden
nicht verschweisst zu werden, besonders wenn ein Dutzend.oder mehr Elemente im Schleifmittelträger verwendet werden. Dabei
ergibt sich nur eine geringfügige Verringerung der zulässigen Beanspruchung, die normalerweise hingenommen werden kann.
Beim erfindungsgemässen Schleifmittelträger können bekannte
gebundene Schleifmittel verwendet werden, Jedoch werden die erfindungsgemäss erzielbaren Vorteile vor allem mit gebundenen
hochwirksamen Schleifmitteln erzielt. Diese können im Handel bezogen werden, beispielsweise von Lieferanten von Hatur- oder
synthetischen Industriediamanten oder kubischem Bornitrid. Die
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Diamanten sind vorzugsweise im wesentlichen gleichförmig in
einer Pulver-Metall-Matrix verteilt, beispielsweise in einer Legierung mit Stahl oder Kupfer als Grundmetall, welches die
hochwirksamen Schleifmittelteilchen bindet, um dabei ein
Segment, ein Pellet, einen Stab oder eine Scheibe gewünschter Formgebung zu erzielen, beispielsweise zylindrische, kubische
oder Quaderform bzw. eine beliebige andere Formgebung.
Die Schleifmittelsegmente können mit dem Schleifmittelträger in regelloser oder vorgegebener Verteilung durch bekannte
Massnahmen verbunden werden, beispielsweise durch Verkleben, Verlöten oder dgl. Bei einer bevorzugten Ausführungsform sind
die Schleifmittelsegmente im Schleifmittelträger durch Epoxyharz-Klebstoffe
verklebt.
Die Schleifmittelsegmente können aus mehreren Lagen bestehen, und beispielsweise eine schleifmittelfreie Unterlage aufweisen,
die der Form des Schleifmittelsegments entsprechen kann oder
über den Umfang desselben hinausragt. Bei dieser aus mehreren
Schichten bestehenden Anordnung kann die schleifmittelfreie
Unterlage mit dem länglichen Schleifmittelträger durch die
vorausgehend bgenannten Mittel fest verbunden werden.
Bei einer Ausführungsform kann die Unterlage als Kragen oder Hülse ausgebildet sein, welche den Schleifmittelträger umgibt
und auch als Halteelement wirkt, um einen aus mehreren Elementen bestehenden Schleifmittelträger in verdichteter, im
wesentlichen hohlraumfreier Anordnung zu halten. In einem solchen Fall kann die Unterlage mit dem Schleifmittelträger
durch die vorausgehend genannten Mittel verbunden werden oder mit ihm auf mechanische Weise verriegelt werden, beispielsweise
durch eine Verriegelung mittels komplementärer ineinander steckbarer Teile, Überlappen der Kanten oder dgl., oder sogar
einer Kombination derartiger Mittel.
Die Erfindung wird anschliessend in Verbindung mit in den Zeichnungen dargestellten Ausführungsformen näher erläutert.
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Es zeigen:
Pig. 1 eine schematische Seitenansicht eines Säge bei welchem dex* erfindungsgemässe Sägedraht mit Vorteil verwendet
wird,
Fig. 2 eine Teildraufsicht im vergrössertem Masstab auf
einen erfindungsgemässen Sägedraht,
Fig. 3 eine Stirnansicht des Sägedrahts der Fig. 2 im gleichen
vergrösserten Misstab,
Fig. 4-, 3 und 6 schematische Darstellungen in vergrössertem
Masstab, aus welchen hervorgeht, wie der aus mehreren Elementen aufgebaute kreisförmige Schleifmittelträger gemäss der vorliegenden
Erfindung durch Verdichten einzelner Stränge unter Vermeidung jeglicher Hohlräume erhalten wird, wobei alternative
Abänderungen gestrichelt eingetragen sind,
Fig. 7» 8 und 9 in vergrössertem Masstab einige aus einer
Vielzahl von Schleifmittelsegmenten mit gegebenenfalls vorhandenen Unterlagen, die mit Vorteil beim erfindungsgemässen Sägedraht
verwendet werden,
Fig. 10 eine Teildraufsicht im vergrösserten Masstab auf eine Ausführungsform des erfindungsgemässen Sägedrahts, bei
welchen Verankerungshülsen verwendet werden, um die einseinen
Stränge in verdichteter Lage zu halten, wobei die Verankerungshülsen die Befestigungsstelle für die in Längsrichtung fluchtend
angeordneten rechteckförmigen Schleifmittelsegmente bilden, und eine alternative Ausführung gestrichelt eingetragen ist,
und
Fig. 11 eine Stirnansicht des Sägedrahts gemäss Fig. 10 im gleichen vergrösserten Masstab.
Die Zeichnungen sind nicht Abbildungen in natürlicher Grosse
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und die einzelnen Anordnungen sind durch vereinfachte graphische Zeichen und schematische Darstellungen wiedergegeben. In bestimmten
Fällen sind Einzelheiten, die nicht zum Verständnis der Erfindung erforderlich sind, oder das Verständnis anderer
Einzelheiten erschweren, weggelassen worden. Selbstverständlich ist die Erfindung nicht auf die gezeichneten Ausführungsformen
beschränkt.
In Fig. 1 wird ein Sägedraht 10 dazu eingesetzt, einen Granitblock
12 auf einer Plattform 14 in Stäbe zuzuschneiden. Der Sägedraht 10 ist um eine angetriebene Scheibe 16 gelegt, welche
durch einen nicht dargestellten üblichen Antrieb in Drehung versetzt wird, sowie um eine lose umlaufende Scheibe 18, wobei
die beiden Scheiben gegenüber dem Block 12 beim Fortschreiten des Sägevorgangs nach unten bewegt werden. Ein nicht dargestelltes
wässriges Kühlmittel wird beim Fortschreiten des Sägevorgangs zugeführt, um die erforderliche Kühlwirkung zu erzielen,
und Schleifstaub und andere Rückstände wegzuführen.
Beim Fortschreiten des Sägevorgangs dreht sich der Sägedraht allmählich um seine Längsachse, wodurch die gesamte Schleiffläche
desselben beim Sägen eingesetzt wird. Die Drehung wird durch eine geringfügige Winkelverschiebung der Scheiben erhalten,
was dem Fachmann bekannt ist.
Der Sägedraht 10 kann eine Gesamtlänge von 18,5 m aufweisen,
obwohl auch viel kürzere oder längere Sägedrähte verwendet werden. Gemäss Fig. 1 ist der Sägedraht als endlose Schleife
um die Scheiben 16 und 18 gelegt, welche üblicherweise einen Durchmesser im Bereich zwischen etwa 92 und 244 cm und insbesondere
122 und 1^3 c^ aufweisen; er kann jedoch auch über
weitere,nicht dargestellte Scheiben geführt sein, was durch die gestrichelten Linien 10' angedeutet wird. Auf diese Weise
kann die Gesamtlänge des Sägedrahts gegebenenfalls erheblich vergrössert werden. Im Gegensatz zu bekannten Anordnungen,
welche häufig extrem grosse Sägedrahtlängen erfordern, um eine sehr hohe Abnützung zu kompensieren, sind die erfindungs-
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gemässen, mit hochwirksamen Schleifmitteln arbeitenden Ausführungen
durch hohen Widerstand gegen Abnützung und lange Lebensdauer charakterisiert, und zwar selbst bei Längen von 18,3 m oder
weniger.
Beim Umleiten des Sägedrahts 10 um die Scheiben 16 und· 18 werden durch den Biegevorgang Spannungen im Sägedraht 10 erzeugt,
insbesondere bei Verwendung von Scheiben mit kleineren Durchmessern, beispielsweise von 1,83 & oder kleiner, wodurch
die Zugkräfte begrenzt werden, welche zur Durchführung des Sägevorgangs eingesetzt werden. Beim Litzenaufbau des erfindungsgemässen
Sägedrahts ist die maximale Querschnittsabmessung eines Drahtelements nur ein Bruchteil des Gesamtdurchmessers
des Schleifmittelträgers. Da die Biegebeanspruchungen eine Funktion des maximalen Querschnitts oder der maximalen
diametralen Abmessung der Einzelsträngs sind, verringert die geringe Grosse derselben derartige Biegebeanspruchungen und
erweitert die zur Aufnahme der Sägezugbeanspruchungen verfügbare Festigkeit auf einen Maximalwert. Die verdichtete Lage
der Stränge ergibt eine grössere Querschnittsflach© für einen
gegebenen Gesamtdurchmesser, so dass die Sägezugkräfte ohne unzulässig grosses Bisiko eines Ermüdungsbruchs auf ein Maximum erhöht werden können.
Gemäss der Ausführungsform nach den Fig. 2 und 3 enthält der
Sägedraht 20 einen mittig angeordneten kreisförmigen Strang 22, welcher umfangsseitig von einer Anzahl von Strängen 24,
26, 28, 30, 32 und 34 umgeben ist, die jeweils in Anlage am
mittigen Strang liegen und im Querschnitt einen Kreissektorstumpf darstellen» Diese Stränge ergeben zusammen einen im
wesentlichen kreisförmigen Querschnitt.Bei einer Ausführungsform
ist der Durchmesser des Trägers vorzugsweise erheblich kleiner als 12,2 mm (0.5 inch) und liegt beispielsweise bei
etwa 3»8 mm bis 10,2-mm (0.15 bis 0.4 inch). Nach einem Zu-.schlag
für die Höhe der gebundenen.Schleifmittelsegmente ist der Gesamtdurchmesser nicht grosser als etwa 12,2 mm und liegt
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vorzugsweise in einem Bereich zwischen etwa 5»1 und 10,2 mm.
(0.2 bis 0.4- inch). Dadurch wird ein annehmbar schmaler Einschnitt
mit den zugehörigen Vorteilen gewährleistet und ein Übermass an Schleifstaub vermieden.
Die verschiedenen Stränge 22 bis 34, welche den Schleifmitteträger
20 bilden, können in der in Fig. 3 gezeigten Art ausgebildet und zusammengesetzt sein oder sie können nach ihrer
Anordnung nebeneinander durch mechanische Verformung in die gezeigte Lage gebracht werden. Die Nebeneinanderanordnung
des mittigen Strangs 22 und der umfangsseitigen Stränge 24 bis 34- wird teilweise durch eine permanente Verdrillung erhalten,
welche durch die sich in Längsrichtung erstreckenden Kanten 36, 38, 40, 42, 44 und·46 in Fig. 2 ersichtlich ist.
Die Stränge 22 bis 34 sollten, wie bereits erwähnt, eine hohe
Zugfestigkeit aufweisen und sehr widerstandsfähig gegenüber Werkstoffermüdung sein. Ist darüberhinaus eine beträchtliche
Metallberarbeitung oder ein Abschleifen der Stränge erforderlich,
us. die verdichtete Form zu erhalten, wie sie aus Fig. ersichtlich ist, so soll das Baumaterial eine derartige Metallbearbeitung
oder einen SchleifVorgang gestatten. Wird beispielsweise
der Querschnitt durch Kaltbearbeitung oder andere Formgebungsverfahren erhalten, so sollte der Strang ein ausreichendes
Ziehvermögen aufweisen, um diese Bearbeitung zu
ermöglichen.
Zw.ar kann jedes Material verwendet werden, welches die genannten
Anforderungen für den Schleifmittelträger genügt, jedoch
machen die niedrigen Kosten und die leichte Verfügbarkeit von hochfesten Stählen diese besonders geeignet. Insbesonderea
werden hochfeste Sthäle mit einer Ermüdungsgrenze von über etwa 4240 bar und vorzugsweise mindestens etwa 6895 bar
(100 000 p.s.i.) verwendet. Diese Stahlarten sind dem Fachmann bekannt und umfassen AISI, H11, H12 und HI3 luftgehärteten
Werkzeugstahl sowie AISI.4-150, 4340, 5140 und 8650 niedrig-
und mittellegierte Stähle. Gemäss einer bevorzugten Ausfüh-
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rungsform wird ein Schleifmittelträger, welcher diesen Festigkeit
serf orderni ssen genügt, aus Strängen von Martensit aushärtendem Stahl, d. h. Stahl mit 10 % bis 25 % Nickel und
anderen Legierungselementen, wie Kobalt, Molybdän und/oder Titan, hergestellt, welcher zur Verbesserung der Festigkeit
und Zieabarkeit durch Erwärmen und Abschrecken zur Bildung
von Martensit behandelt wird, worauf während einer gewissen Zeitspanne ein Altern bei Temperaturen erfolgt, die ähnlich
liegen, wie die beim Tempern verwendeten.
Das gebundene Schleifmittel wird vorzugsweise am Schleifmittelträger
20 in Form von Segmenten eingesetzt, wie beispielsweise Stäben 50 gemäss Fig. 2. Die Stäbe 50 können hochwirksame
Schleifmittelteilchen in einer Metallpulvermatrix enthalten, beispielsweise in einer Metallpulvermatrix auf Kupfer- oder
Stahlbasis. Bei einer bestimmten Ausführungsform enthält die Hetallpulvermatrix etwa 85 bis 98 Gew.% Kupfer und etwa 15
bis 2 Gew.% Zinn.
Es können dabei handelsübliche Kupfer- und Zinnpulver der geeigneten
Teilchengrösse zur Bildung einer starken Bindung der Schleifmittelteilchen verwendet werden. Bevorzugte Ausführungsformen enthalten handelsübliche Kupfer- und Zinnpulver mit
einer Teilchengrössenverteilung vorwiegend im Bereich zwischen etwa 80 bis 325 mesh (U.S. Standard Siebe-Reihe entsprechend
einer lichten Maschenweite von 0,178 mm bis 0,04-2 mm), jedoch ist die Erfindung nicht auf diese Teilchengrössenbereiche beschränkt,
sondern hängt teilweise von anderen Variablen ab, wie die Art und Teilchengrössenverteilung der Schleifmittelteilchen.
Selbstverständlich ist die Erfindung nicht auf eine Kupfer-Zinn-Metallpulverbindung beschränkt, wie dies für den
Fachmann offensichtlich ist. .
Gemäss einer bevorzugten Ausführungsform kann das gebundene Schleifmittel aus einem beliebigen Schneidmedium mit einer
Knoop-Härte von über etwa 5000 kg/mm bestehen. Wie bereits
erwähnt wurde, umfassen hochwirksame Schleifmittel, welche
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diesen Erfordernissen genügen und im Handel erhältlich sind,
kubisches Bornitrid sowie Natur- oder- synthetische Diamanten. Im Handel erhältliches kubisches Bornitrid, welches von
General Electric Company (Warenzeichen "BOROZON") ver-
o trieben wird, hat eine Härte von etwa 4700 kg/mm . Demgegenüber
haben Industriediamanten eine Härte von etwa 7000 kg/mm
Die Art, Grosse und Konzentration der hochwirksamen Schleif—
mittelteilchen in der Pulvermetallbindung hängen teilweise
von den Kosten und der Verfügbarkeit derselben ab, sowie von der verwendeten Ausrüstung, der Vorschubgeschwindigkeit und
dem bearbeiteten Werkstoff, wie beispielsweise Granit, Marmor oder dgl. Verschiedene andere Faktoren, welche Ausschussware
betreffen, müssen normalerweise berücksichtigt werden und werden für jeden Bearbeitungsvorgang am besten empirisch
ermittelt. Bei einer bestimmten Ausführungsform kann Diamantpulver mit einer Teilchengrössenverteilung vorwiegend im Bereich
zwischen etwa 25 bis 100 mesh (U.S.Standard Siebe-Reihe
entsprechend einer lichten Maschenweite zwischen etwa 0,7 bis 0,148mm) verwendet werden.
Die Konzentration der in der Bindung verwendeten Schleifmittel
kann zwischen etwa 2 bis etwa 50 Vol.% der gesamten Matrix
erreichen. Beispielsweise kann die Matrix etwa 10 Vol.% der hochwirksamen Schleifmittel und etwa 90 Vol.% eines Bindemittels
enthalten, wobei das letztere etwa 95 Gew.% Kupfer und etwa 5 Gew.% Zinn enthält. Weitere Bindemittelbestandteile,
welche andere gewünschte Eigenschaften gewährleisten, können ebenfalls zugegeben werden, was für den Fachmann auf dem Gebiet
der Pulvermetallurgie offensichtlich ist.
Gemäss einer Ausführungsform können die pelletierten hochwirksamen Schleifmittelplättchen gleichförmig aufgebaut sein
oder anschliessend an den Schleifmittelträger eine Pufferschicht mit kleinerer, grösserer oder gleicher Dicke aufweisen.
Dies ist in Fig. 2 mit dem Pellet 50' dargestellt. Bei dieser Ausführung ist die Pufferschicht normalerweise schleifmittel-
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frei und kann aus einer Metallpulvermatrix auf Kupfer- oder
Stahlbasis bestehen, wie sie in ähnlicher Weise, als Bindemittel in der äusseren, Schleifmittel enthaltenden Lage- verwendet
wird. Als Alternativausführung kann die Pufferschicht eine massive Schicht aus Kupfer, Stahl oder ähnlichen Stoffen und
Legierungen derselben aufweisen.
Bei einer anderen Ausführungsform kann die Pufferschicht als Grundlage ausgeführt sein, welche sich über den Umfang der
Schleifmittelschicht hinaus erstreckt, wie dies durch den gestrichelt dargestellten Streifen 52 angedeutet ist, welcher
in Fig. 2 das Plättchen 50" trägt. Der Streifen 52 kann sich
teilweise um den Schleifmittelträger gemäss Fig. 2 herum erstrecken
oder er kann den Schleifmittelträger völlig umgeben
und als Haltering oder Hülse für die Stränge des Schleifmittelträgers wirken. Bei einer anderen Ausführung kann sich der
unterlegte Pufferstreifen längs der Achse des Schleifmittelträgers erstrecken. Offensichtlich können die Schleifmittelschicht
und die Grundlage eine Vielzahl geometrischer Formen aufweisen, um den jeweiligen Erfordernissen zu entsprechen
und können am Schleifmittelträger in verschiedenen Richtungen angeordnet sein.
Falls die Pufferschicht als Streifen ausgebildet ist, kann sie aus einer preisgünstigen handelsüblichen Metallfolie bestehen,
beispielsweise einer Kupferfolie mit einer Stärke von 0,8 mm. Die Pufferschicht kann ferner auch andere verträgliche Metalle
enthalten, solange die in Frage stehende Legierung, die erforderlichen
physikalischen Eigenschaften hat, einschliesslich Festigkeit und geforderter Verformbarkeit, um eine
genaue Anpassung der Grundlage an die Krümmung des Schleifmittelträgers
zu gestatten. Die Verwendung einer verformbaren Metallpulververbindung für die Schleifmittelteilchen erleichtert ferner die Anpassung des gebundenen Schleifmittels an
die Krümmung der. Grundlage oder des Schleifmittelträgers.
Der Schleifmittelträger gemäss den Fig. 2 und 3» welcher sich
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aus einem mittigen Strang und umfangsseitig angeordneten»aus
Kxeissektorenstümpfen bestehenden Strängen zusammensetzt,
kann aus einzelnen Strängen mit der angegebenen Formgebung zusammengesetzt werden. Es kann ferner durch. Anordnung eines
mittigen Strangs und umfangsseitig angeordneter, aus Kreissektorstümpfen
bestehender Stränge und anschliessende mechani~ sehe Verformung der umfangsseitigen Stränge in die gewünschte
Form hergestellt werden.
Einige andere Möglichkeiten zur Erzielung eines aus mehreren Elementen aufgebauten,verdichteten,im wesentlichen kreisförmigen
Querschnitts sind ausgehend von der vorliegenden Beschreibung offensichtlich, wobei einige in den Fig. 4 bis 6 erläutert
werden. Weitere Möglichkeiten ergeben sich aus Patentschriften, welche verdichtete Drahtlitzen betreffen, beispielsweise
die US-PSen 1 691 921, 1 94-3 086, 1 94-3 08?, 3 131 469,
3 164 670, 3 234 722, 3 352 098, 3 760 093 und 3 778 993*
Beispielsweise kann ein Schleifmittelträger hergestellt werden, indem lediglich die erforderliche Anzahl der Kreissektoren
zusammengestellt werden. Falls diese nicht ohne weiteres
verfügbar sind, können sie jedoch erhalten werden, indem eine Anzahl dreieckförmiger Stränge 60 gemass Fig. 4 an ihrem
Platz angeordnet werden und anschliessend eine mechanische Bearbeitung der Anordnung erfolgt, um die gewünschte, aus mehreren
Strängen bestehende Querschnittsform zu erhalten, welche einen sehr geringen Hohlraumanteil und eine maximale Fläche für
einen vorgegebenen Durchmesser aufweist, wie durch die gestrichelt gezeigte Umrisslinie 62 angedeutet ist. Anstelle
der Verformung des äusseren Umfangs in die gewünschte Kreisform kann dieser zu einer Kreisform abgeschliffen werden, obgleich
dies einen "Verlust sowohl an Querschnittsfläche wie auch an Metall bedeutet.
Bei nicht-kritischen Anwendungen kann sich die polygonale Annäherung an einen Kreis, welche in Fig. 4 voll ausgezogen ist,
als ausreichend erweisen. Die flachen Seiten des dargestellten
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75-134 $3 26436 Ί 7
Sechsecks können sichere Auflageflächen für die gebundenen
Schleifmittel darstellen, besonders,wenn sie sich in Längsrichtung
erstrecken. Der Vorteil von geringfügig abgeflachten Befestigungsflächen kann in gleicher Weise auch für die übrigen
Ausführungsformen gelten.
Offensichtlich ist es erwünscht, einen mittigen Kern zu haben, welcher in Fig. 4- bei 64 gestrichelt eingetragen ist, wodurch
die grösste Querschnittsabmessung und damit die Biegebeansprucchungen auf ein Mindestmass verringert werden. Als Endergebnis
wird dann eine Querschnittsanordnung ähnlich jener Fig. 3 erhalten.
Der gewünschte Kreisquer schnitt kann auch erhalten werden, indem eine Anzahl Stränge mit rechteckförmigen Querschnitten gemäss
Fig. 5 verwendet wird. Bei dieser Ausführungsform werden die quadratischen Querschnittsbereiche 65 mechanisch verforrat,
damit die gewünschte Kreisform erhalten wird, die bei 66 gestrichelt eingezeichnet ist.Die Stränge können auch kleiner
ausgeführt sein, was gestrichelt in Fig. 5 bei 67 angedeutet ist, werden jedoch nach ihrem Zusammenbau in die gewünschte
Kreisform νerformt.
Die Verwendung von Strängen mit Kreisquerschnitt zur Herstellung
des Schleifaittelträgers, beispielsweise mittels einer hexagonalen y dichtgepackten
Anordnung ist in Fig. 6 angegeben. Ein mittiger Strang 68 und sechs umfangsseitige Stränge 69 sind
vorgesehen, wobei ein minimaler theoretischer Hohlraumanteil von etxva 22,2 % erhalten wird. TJm diesen erwünschten minimalen Hohlraumanteil
gemäss der vorliegenden Erfindung zu erhalten, werden die Stränge jedoch mechanisch verformt, um sich der
bei 70 angedeuteten Kreisquerschnittsform anzunähern. Die Verformung
bringt nicht nur im wesentlichen die äussere Kreisform, sondern verringert auch die Hohlräume auf einen annehmbaren Wert,
welcher vorzugsweise unter etwa 15 % liegt. Das Ergebnis der.
Verformung der sieben Stränge ist in den Fig. 10 und 11 dargestellt, die anschliessend erläutert werden.
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Die Stränge 68 und 69 sind als massive Stränge dargestellt, können jedoch auch einen fiohrquerschnitt aufweisen, wie dies
durch den gestrichelten Kreis 71 i& Fig. 6 angedeutet wird.
Durch die Verformung wird das Rohr zusammengedrückt und es entsteht ein im wesentlichen massiver Querschnitt mit einem
minimalen Hohlraumanteil.
Eine aussere Schicht von Strängen kann aussen auf die Stränge
69 aufgebracht werden, wobei ein Strang dieser äusseren Schicht bei 72 angegeben ist. Diese äusseren Stränge können
sich dabei um den gesamten Umfang erstrecken und sie können mechanisch verformt werden, damit die gewünschte,im wesentlichen
kreisförmige Gesamtquerschnittsform bei einem minimalen Hohlraumanteil erhalten wird. Zusätzliche weitere äussere
Schichten können gegebenenfalls ebenfalls verwendet und in entsprechender Weise verformt werden.
Um die Notwendigkeit einer mechanischen Verformung des Trägers zu beseitigen oder möglichst gering zu halten, können die
Hohlräume mit kleineren Strängen gefüllt werdena, wie dies durch den Strang 74- ia Fig. 6 angedeutet ist. Dieser Strang
kann einen Kreisquerschnitt aufweisen oder sich der Geometrie des Hohlraums stärker annähern, so dass er mit den benachbarten
Seiten der Stränge 69 fluchtet. Die äusseren Hohlräume können in ähnlicher Weise durch die Zugabe kleinerer,entsprechend
geformter Stränge aufgefüllt werden, was durch den näherungsweise dreieckförmigen gestrichelten Abschnitt 76 dargestellt
ist. Dabei ist nur eine geringe oder gar keine zusätzliche Verdichtung notwendig, obgleich eine gewisse mechanische Verformung
erwünscht sein kann, um die Hohlräume noch weiter zu verkleinern oder aber aus anderen Gründen, wie beispielsweise
eine Bandagierung der Stränge oder dgl. zu erzielen.
Ausführungsbeispiele verschiedener Schleifmittelsegmente sind in den Pig- 7» 8 und 9 angegeben, jedoch ist die Erfindung
nicht hierauf beschränkt. Gemäss Fig. 7 kann ein Pellet 80 den gleichen Aufbau und die gleiche Zusammensetzung aufweisen,
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wie dies in Verbindung mit den hochwirksamen Schieifmittelsegmenten
50 gemäss den Fig. 2 und 3 beschrieben wurde. Das
Pellet kann unmittelbar auf dem Schleifmittelträger befestigt sein, oder aber mittels eines Pufferstreifens 82, welcher
in einer Weise arbeitet, die in »Verbindung mit dem in Fig.
gezeigten Streifen 52 bereits beschrieben wurde. Das Pellet 80 hat üblicherweise einen Durchmesser zwischen etwa 0,127
und 5>1 ™a (0,05 bis 0,20 inch) und eine Höhe von etwa
0,127 bis 3,82 mm (0,05 bis 0,150 inch).
Das Schleifmittelsegment 84 gemäss Fig. 8 ist rechteckförmig
aufgebaut und kann unmittelbar am Schleifmittelträger befestigt oder mittels eines Pufferstreifens oder einer Grundlage 86
aufgebracht sein. Die Schleifmittelschicht und die Grundlage weisen dabei· einen Aufbau und eine Zusammensetzung auf, wie
sie in Verbindung mit Fig. 2 bereits beschrieben wurde.
Das Schleifmittelsegment kann mit einer Anfangskrümmung hergestellt
werden, damit es ohne Schwierigkeit an den Schleifmittelträger angepasst werden kann. Dies ist in Fig. 9 dargestellt,
wobei das hochwirksame Schleifmittelsegment 90 länglich ausgeführt
und gekrümmt ist, so dass es sich an den Umfang des Schleifmittelträgers anlegt. Falls gegebenenfalls eine Grundlage
92 verwendet wird, so ist diese ebenfalls mit der gewünschten Krümmung versehen. Wie bereits erwähnt "wurde, kann
sich die Grundlage ganz um den Schleifmittelträger erstrecken,
was durch die gestrichelte Umfangslinie 94- angedeutet ist,
und sie kann mechanisch verriegelt werden, beispielsweise mittels überlappender und durch Stifte verbundener Abschnitte
96 oder in anderer Weise, wodurch die zusätzliche Funktion einer Haltehülse für die Stränge des Trägers gegeben ist.
Da es wünschenswert sein kann, die Schieifmittelsegmente und
die gegebenenfalls angeordneten Grundlagen der Krümmung des Schleifmittelträgers anzupassen, sollten diese Segmente die
,erforderliche Verformbarkeit aufweisen. Wie bereits erwähnt, haben die beschriebenen Zusammensetzungen beispielsweise
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Kupfer-Zinn-Bindungen für die Schleifmittel und Kupfer oder Kupferverbindungen für die Grundlage, die gewünschte Verformbarkeit.
Während Halteringe, Bänder oder Hülsen normalerweise nicht
nötig sind, um die einzelnen Stränge in der gewünschten Lage nebeneinander zu halten, wie dies beispielsweise in den
Fig. 2 und 3 dargestellt ist, können sie gegebenenfalls verwendet werden, besonders wenn dem Schleifmittelträger keine
Verdrillung erteilt wird. Dies ist in den Fig. 10 und 11 dargestellt, gemäss welchen der Schleifmittelträger des
Sägedrahts 100 einen mittigen Strang 102 und umfangsseitige Stange 104, 106, 108, 110, 112 und 114 aufweist, die durch
ein Metallband oder eine Hülse 116 an ihrem Platz gehalten werden. Wie bereits erwähnt wurde, können die Stränge
bis 114 ursprünglich gemäss Fig. 6 Kreisform aufweisen, wurden jedoch mechanisch verformt, um den Hohlraumanteil erheblich
zu verkleinern.
Längliche, gebundene Schleifmittelsegmente 118, 120 und
122 können an der Haltehülse 116 gemäss den Fig. 10 und befestigt sein oder sie können unmittelbar an den Strängen
des Schleifmittelträgers angeordnet werden. Die Segmente 118, 120 und 122 können ferner an Grundlagen aufgebracht sein,
wobei eine als Umhüllung dienende Grundlage für alle drei Segmente durch die gestrichelt angegebene Umrisslinie
in Fig. 10 angedeutet ist. Wie bereits erwähnt wurde, kann die Hülse 116 die Doppelfunktion ausüben, sowohl die Stränge
ihrer Lage nebeneinander zu halten und als eine Grundlage für die Schleifmittelsegmente zu dienen.
Die Schleifmittelsegmente können sich selbstverständlich in
ihrer Grosse, Formgebung und Anzahl von Jenen gemäss den
Fig. 10 und 11 -unterscheiden. Beispielsweise können die
Schleifmittelsegmente breiter oder schmäler sowie langer oder
kurzer ausgeführt sein und können in einer Anzahl zwischen und" 10 oder mehr am Umfang des Trägers liegen. Im Unterschied
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zu einer Längsanordnung längs der Trägers können sie regelmässig
oder regellos verteilt sein. Hülsen und Befestigungsstellen für das Schleifmittel, wie sie in den Fig. 10 und 11
abgebildet sind, können in Längsrichtung im Abstand voneinander liegen, welcher zwischen nahe Null bis zu 12,7 mm
oder mehr schwanken kann und beispielsweise zwischen 1,27 cm und 6,55 cm liegt.
Gemäss einer Ausführungsform kann der Sägedraht 100 gemäss
den Fig. 10 und 11 aus einer hexagonal aufgebauten, dichtgepackten
Litzenanordnung bestehen, wie sie in Fig. 6 dargestellt ist, indem im Längsabstand voneinander jeweils Hülsen aufgebracht
werden und die Anordnung anschliessend zur Verringerung des Hohlraumanteils auf ein Mindestmas3 verformt wird, wodurch
die einzelnen Stränge verdichtet werden, und ferner eine Abflachung des Aussenuiafangs erfolgt, im wesentlichen
ein Kreisquerschnitt erhalten wird und die Hülsen enger und
sicher in die Anordnung eingearbeitet werden. Die gebundenen Schleifmittelelemente können dann an den Hülsen fluchtend zum
abgeflachten Aussenumfang der Stränge angebracht werden. Wie
bereits in Verbindung mit Fig. 6 erwähnt wurde, können kleinere Füllstränge, wie beispielsweise 74- und 76 verwendet
werden, um die zur Erzielung der gewünschten verdichteten, im wesentlichen Kreisquerschnitt aufweisenden Anordnung so
klein wie möglich zu halten, wobei jedoch bei den Ausführungsformen nach den Fig. 10 und 11 keine Füllstränge verwendet
wurden.
Gemäss einer alternativen Ausführungsform kann die hexagonale^
dicht gepackte Anordnung gemäss Fig. 6 zuerst mechanisch bearbeitet werden,.um eine Verdichtung zu erzielen und im wesentlichen
einen. IKreisquerschnitt zu erhalten, wobei anschliessend Hülsen aufgebracht werden, an denen die Segmente gegebenenfalls
bereits befestigt sind. Andere Variationen in der Herstellung und im Endaufbau sind aus dem vorausgehend Ausgeführten offensichtlich.
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2843617
Während die Hülse 116 gemäss den Fig. 10 und 11 geringfügig über den Schleifmittelträger hervorragt, was aus Gründen der
besseren Darstellung erfolgte, ist dies in der Praxis nicht erforderlich, zumindestens nicht in einem merklichen Umfang.
Die Hülse 116 kann so dünn sein, dass sie im wesentlichen den gleichen Aussendurchmesser wie der Schleifmittelträger
aufweist, ohne dass der Durchmesser des davon umschlossenen Teils des Schleifmittelträgers merklich verkleinert wird.
Aus der vorausgehenden Beschreibung geht hervor, dass die der Erfindung zugrunde liegende Aufgabenstellung gelöst wurde
und ein Sägedraht geschaffen wurde, welcher eine Trägerkapazität einer massiven Anordnung mit grÖsserem Durchmesser
aufweist, ohne dass grosse Biegebeanspruchungen, die zu einer Verringerung der zulässigen Belastung führen, auftreten.
Die Anordnung hat die Flexibilität und leichte Handhabung eines Litzendrahtes, ohne dass die zulässige Belastung
verringernde Hohlräume vorhanden sind.
Weitere Abänderungen der erfindungsgemässen Anordnung sind
möglich und werden im Rahmen der Ansprüche von dieser mitumfasst.
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Leerseite
Claims (26)
- PatentansprücheSägedraht, gekennzeichnet durch die Kombination folgender Elemente:(a) einen länglichen Schleifmittelträger (20), welcher eine Anzahl diskreter Stränge (24, 26, 28, 30, 32,3^, 72, 104, 106, 108, 110, 112, 114, 102) hoher Zugfestigkeit aufweist, die in Längsrichtung aneinander anliegend verriegelt sind und welche derart eine zueinander komplementäre Querschnittsform aufweisen, dass sie in ihrer Lage nebeneinander im wesentlichen einen Kraisquerschnitt bilden, welcher einen Hohlraumanteil des Querschnitts von weniger als etwa 20 % aufweist, wobei die grösste Querschnittsabmessung eines jeden Strangs nicht mehr als etwa die Hälfte der grössten Querschnittsabmessung des Schleifmittelträgers ausmacht und(b) gebundene Schleifmittelteilchen (50), die benachbart dem Aussenumfang des länglichen Schleifmittelträgers (20) angeordnet und längs dieses Trägers verteilt sind, um ein Werkstück abzuschleifen, wenn der Sägedraht damit in Schleifkontakt gelangt.
- 2. Sägedraht nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der längliche Schleifmittelträger als endlose Schleife ausgebildet ist.
- 3- Sägedraht nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Stränge des länglichen Schleifmittelträgers (20) aus einem kontinuierlichen Einzelstrang bestehen, welcher wiederholt zu einer Schleife gelegt ist, um dadurch eine aus mehreren Strängen gebildete Schleife zu bilden.
- 4. Sägedraht nach Anspruch 3» dadurch gekennzeichnet, dass die Enden des kontinuierlichen Einzelstrangs miteinander verbunden sind.- 24 -ORIGINAL INSPECTED7 09 814/0970
- 5. Sägedraht nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die hohe Zugfestigkeit aufweisende Stränge aus Stahl hoher Zugfestigkeit mit einer Ermüdungsgrenze oberhalb etwa 424Q bar (60 000 psi) bestehen.
- 6. Sägedraht nach Anspruch 5> dadurch gekennzeichnet, dass die Stränge hoher Zugfestigkeit Stränge aus Martensit aushärtendem Stahl bestehen.
- ■7· Sägedraht nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Stränge durch eine ihnen erteilte dauernde, längsgerichtete Verdrillung miteinander verriegelt sind.
- 8. Sägedraht nach Anspruch 7» dadurch gekennzeichnet, dass die Steigung der Verdrillung der Stränge im Bereich zwischen etwa 0,61 bis 30,5 cm (0,02 bis 1,0 foot) liegt.
- 9- Sägedraht nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Stränge durch Hülsen in Längsrichtung verriegelt werden, welche den Schleifmittelträger (20) in bestimmten Abständen umgeben.
- 10. Sägedraht nach Anspruch 9» dadurch gekennzeichnet, dass die gebundenen Schleifmittelteilchen an den Hülsen (116) angebracht sind.
- 11. Sägedraht nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Sägedraht einschliesslich der gebundenen Schleifmittelteilchen einen Aussendurchmesser aufweist, welcher nicht grosser als etwa 12,7 nu& (0,5 inch) ist.
- 12. Sägedraht nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Sägedraht einschliesslich der gebundenen Schleifmittelteilchen einen Aussendurchmesser im Bereich zwischen etwa 5,1 und 10,2 mm (0,2 bis 0,4- inch) hat.- 25 709814/0 970
- 13- Sägedraht nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Anzahl diskreter Stränge hoher Zugfestigkeit einen mittig angeordneten ,im wesentlichen kreisförmigen Strang (102) aufweist, welcher in Anlage an einer Anzahl von Strängen (104, 106, 108, 110, 112, 114) liegt, wovon jeder im wesentlichen einen Kreissektorstumpfquerschnitt aufweist.
- 14. Sägedraht nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die gebundenen Schleifmittelteilchen in einer Metallpulvermatrix gebunden sind.
- 15- Sägedraht nach Anspruch 14·, dadurch gekennzeichnet, dass die Metallpulvermatrix aus einer Pulvermatrix aus einer Kupfer-Zinn-Legierung besteht.
- 16. Sägedraht nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die gebundenen Schleifmittelteilchen gebundene,hochwirksame Schleifmittelteilchen mit einer Knoop-Härte von über etwa 3000 kg/mm sind.
- 17. Sägedraht nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die gebundenen, hochwirksamen Schleimittelteilchen aus Diamanten oder kubischen} Bornitrid oder Mischungen hiervon bestehen.
- 18. Sägedraht nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die gebundenen Schleifmittelteilchen in diskreten Segmenten gebunden sind, die im Abstand voneinander längs des Umfangs des länglichen Schleifmittelträgers liegen.
- 19. Sägedraht nach Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet, dass die Segmente am länglichen Schleifmittelträger regellos verteilt sind.
- 20. Sägedraht nach Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet, dass- 26 -7098U/0 9 70die Segmente am längsliclien Schleifmittelträger nach einem bestimmten Master verteilt sind.
- 21. Sägedraht nach Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet, dass die Segmente (84) eine innere, kein Schleifmittel enthaltende Grundlage (86) aufweisen, welche fest am länglichen Schleifmittelträger befestigt ist.
- 22. Sägedraht nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Hohlraumanteil des Querschnitts kleiner als etwa % ist.
- 23- Sägedraht, gekennzeichnet durch die Kombination:(a) eines längslichen Schleifmittelträgers (20), der als geschlossene Schleife ausgebildet ist und eine Anzahl diskreter Stränge (24, 26, 28, 30, 32, 34, 22; 104, 106, 108, 110, 112, 102) aus Stahl hoher Zugfestigkeit aufweist, dessen Ermüdungsgrenze mindestens oberhalb 6895 bar (100 000 psi) liegt, wobei die Stränge in Längsrichtung in Anlage aneinander verriegelt sind und eine komplementäre, aneinander anliegende Querschnittsform aufweisen, welche zusammen einem im wesentlichen kreisförmigen Querschnitt ergibt, dessen Hohlrauraanteil geringer als etwa 15 % ist, wobei die grösste QuerschnittserStreckung eines jeden Strangs nicht grosser als etwa die Hälfte der grössten Querschnittserstreckung des Schleifmittelträgers (20) ist, mit(b) diskreten Segmenten von hochwirksamen Schleifmittelteilchen mit einer Knoop-Härte von über etwa3000 kg/inm , die in einer Metallpulvermatrix gebunden und in Abständen fest benachbart der Aussenfläche des länglichen Schleifmittelsträgers längs desselben" angeordnet sind, um ein Werkstück abzuschleifen, wenn der Sägedraht damit in Schleifkontakt gebracht wird.- 27 -70981 W0970
- 24-. Sägedraht nach Anspruch 23, dadurch gekennzeichnet, dass die Stränge miteinander verdrillt sind, um diese in
Längsrichtung in Anlage miteinander zu verriegeln. - 25· Sägedraht nach Anspruch 23, dadurch gekennzeichnet, dass die Stränge in Anlage miteinander durch Hülsen (Ί24-)
verriegelt werden, die in Abständen um die Stränge angeordnet sind. - 26. Sägedraht nach Anspruch 23, dadurch gekennzeichnet, dass die hochwirksamen Schleifmittelteilchen aus Diamanten
oder kubischem Bornitrid oder Mischungen hiervon bestehen.- 28 7 0 9814/0970
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