УСТРОЙСТВО ДЛЯ ПОЗИЦИОНИРОВАНИЯ РЕЖУЩИХ ЧАСТИЦ
DEVICE FOR POSITIONING CUTTING PARTICLES

Изобретение относится к устройству для позиционирования режущих частиц.
Известные инструменты для обработки армированного и неармированного бетона, как буровые коронки или пильные диски, состоят из основного тела, который соединен с выполненными в форме сегментов абразивными изделиями. Абразивные изделия послойно собираются из нескольких лежащих друг над другом слоев и состоят из основного материала, в который заделаны режущие частицы. Основной материал образован в форме порошка или в форме тонких предварительно изготовленных пластинок. Режущие частицы образованы в виде алмазных частиц или других абразивных частиц, которые годятся для обработки резанием. Известно равномерное расположение режущих частиц в абразивном изделии, чтобы повысить производительность резания и срок службы шлифовального изделия. Если режущие частицы примешиваются в порошкообразный основной материал, то образуются гнезда режущих частиц, которые оказывают негативное влияние на производительность резания и срок службы абразивных изделий.
Европейский патент ЕР 0452618 раскрывает устройство для изготовления абразивных изделий для инструментов, применяющихся при обработке резанием. Абразивные изделия состоят из нескольких слоев способного спекаться основного материала и нескольких слоев режущих частиц, причем слои попеременно укладываются в форме негатива, соответствующего абразивному изделию. Послойно собранные абразивные изделия прессуются, уплотняются и спекаются при соответственно высокой температуре и высоком давлении. Устройство для изготовления абразивных изделий включает первое приспособление для нанесения основного материала, второе приспособление для позиционирования режущих частиц в или на основном материале и камеру, в которой осуществляется сборка абразивного изделия. Режущие частицы хранятся в сборнике (запасной емкости) и забираются из него с помощью второго приспособления и позиционируются на или в основном материале.
Второе приспособление для позиционирования режущих частиц включает приемное устройство, которое соединено с устройством для создания удерживающей силы. Приемное устройство выполнено в виде всасывающей плиты и имеет несколько приемных отверстий, которые принимают режущие частицы. Удерживающие силы, с которыми режущие частицы фиксируются в приемных отверстиях, с помощью камеры давления, которая через соединительный трубопровод соединена с устройством для создания разрежения, создаются одновременно во всех приемных отверстиях. Расположение приемных отверстий во всасывающей плите соответствует желаемому расположению режущих частиц на или в основном материале. Всасывающая плита выполнена с возможностью замены.
Известное устройство для позиционирования режущих пластин включает несколько всасывающих плит, которые отличаются в образовании приемных отверстий. Недостатком является то, что всасывающие плиты должны заменяться обслуживающим персоналом в случае, если режущие частицы должны располагаться различным способом в лежащих один над другим слоях абразивного изделия.
Было бы желательно иметь возможность регулирования различного расположения режущих частиц в лежащих друг над другом слоях в абразивном изделии, без необходимости обслуживающему персоналу производить замену всасывающих плит. Задача данного изобретения заключается в том, чтобы в значительной мере усовершенствовать устройство для позиционирования режущих частиц таким образом, чтобы могли автоматически создаваться, по меньшей мере, два различных варианта расположения режущих частиц без замены приемного устройства.
Эта задача решается в названном вначале устройстве для позиционирования режущих частиц (2а-с; 40, 41), которое состоит из приемного устройства (4: 14), которое имеет первое приемное отверстие (5а; 18) для приема первой режущей частицы (2а; 40) и второго приемного отверстия (5b; 19) для приема второй режущей частицы (2b: 41) и устройства для создания удерживающей силы, которое режущие частицы (2а, 2b; 40, 41) фиксирует в приемных отверстиях (5а, 18; 5b, 19), причем удерживающая сила, которая фиксирует первую режущую частицу (2а, 40) в первом приемном отверстии (5а; 18), может регулироваться независимо от удерживающей силы, которая фиксирует вторую режущую частицу (2b; 41) во втором приемном отверстии (5b; 19).
Согласно изобретению предусмотрено, что удерживающая сила, которая фиксирует первую режущую пластину в первом приемном отверстии, может регулироваться независимо от удерживающей силы, которая фиксирует вторую режущую частицу во втором приемном отверстии. Приемное устройство, в котором удерживающие силы отдельных приемных отверстий могут регулироваться независимо друг от друга, имеет преимущество в том, что может создаваться различное геометрическое расположение режущих частиц без того, чтобы было необходимо заменять приемное устройство.
Предпочтительно приемное устройство имеет другое приемное отверстие для приема другой режущей частицы, причем устройство создает удерживающую силу, которая фиксирует вторую режущую частицу во втором приемном отверстии. Чем больше приемных отверстий приемного устройства могут настраиваться независимо друг от друга, тем больше может создаваться различных вариантов геометрического расположения режущих частиц.
В первом предпочтительном варианте удерживающая сила, которая фиксирует другую режущую частицу в другом приемном отверстии, может регулироваться независимо от удерживающей силы первого приемного отверстия и независимо от удерживающей силы второго приемного отверстия. Исполнение приемного устройства, в котором каждое приемное отверстие может отдельно настраиваться с помощью управляющего устройства, имеет преимущество в том, что любое геометрическое расположение может устанавливаться без смены приемного устройства.
В другом предпочтительном варианте удерживающая сила, которая фиксирует другую режущую частицу в другом приемном отверстии, может регулироваться вместе с удерживающей силой первого приемного отверстия или вместе с удерживающей силой второго приемного отверстия. На практике зачастую достаточно, чтобы было установлено определенное геометрическое расположение режущих частиц. Если индивидуальная настройка каждого отдельного приемного отверстия не является необходимой, то могут быть ограничены технические издержки.
В другом предпочтительном исполнении приемное отверстие имеет первую группу приемных отверстий и вторую группу приемных отверстий, причем удерживающая сила второй группы приемных отверстий может регулироваться независимо от удерживающей силы первой группы приемных отверстий.
Предпочтительно устройство для создания удерживающей силы включает устройство для создания разрежения, которое создает удерживающую силу в приемных отверстиях. При этом особенно предпочтительно, чтобы были предусмотрены: первый соединительный трубопровод, который соединяет первое приемное отверстие или первую группу приемных отверстий с устройством для создания разрежения, и второй соединительный трубопровод, который соединяет второе приемное отверстие или вторую группу приемных отверстий с устройством для создания разрежения.
Удерживающая сила первого приемного отверстия или первой группы приемных отверстий особенно предпочтительно может регулироваться через первое клапанное устройство и удерживающая сила второго приемного устройства или второй группы приемных устройств может регулироваться через второе клапанное устройство независимо друг от друга. При этом клапанные устройства в первом варианте образованы с возможностью переключения между закрытым положением и открытом положением. Во втором варианте протекание может регулироваться в несколько дискретных ступенях или непрерывно. Для этого клапанные устройства соединены с управляющим устройством, которое интегрировано в устройство для создания разрежения или образовано в качестве отдельного управляющего устройства.
Предпочтительно приемное устройство имеет установочную плиту, которая включает приемные отверстия и присоединительную плиту, причем присоединительная плита с помощью установочного устройства может герметично соединяться с установочной плитой. Благодаря образованию состоящего из двух частей приемного устройства с установочной плитой и присоединительной плитой могут объединяться и вместе настраиваться несколько приемных отверстий.
При этом предпочтительно в первом варианте в присоединительной плите и во втором варианте в установочной плите предусмотрены первая система соединительных каналов, которая соединяет первые приемные отверстия с первым присоединительным элементом, и вторая система соединительных каналов, которая соединяет вторые приемные отверстия со вторым присоединительным элементом. Состоящая из двух частей конструкция приемного устройства, а именно из установочной плиты и присоединительной плиты, имеет преимущество в том, что системы соединительных каналов могут вырезаться с помощью фрезы в верхней стороне установочной плиты или в нижней стороне присоединительной плиты и герметичное замыкание приемного устройства изготавливается с помощью второй плиты и установочного устройства. Эта конструкция уменьшает технические издержки при изготовлении соединительных каналов.
Если системы соединительных каналов предусмотрены в присоединительной плите, с помощью замены соединительной плиты может устанавливаться другое геометрическое расположение режущих частиц. В установочной плите упорядоченно расположено большое количество приемных отверстий, которые выполнены в виде сквозных сверлений. С помощью изменения систем соединительных каналов в присоединительной плите в одну группу могут собираться различные приемные отверстия.
Примеры осуществления изобретения ниже описываются с помощью чертежа. Он необязательно представляет примеры осуществления в необходимом масштабе, а скорее чертеж, который служит для пояснения, выполнен в схематической и/или слегка искаженной форме. В отношении дополнений технических решений, узнаваемых непосредственно из чертежа, делается ссылка на соответствующий уровень техники. При этом нужно учитывать, что могут производиться разнообразные модификации и изменения, касающиеся формы и детали формы осуществления, не выходящие за рамки общей идеи изобретения. Признаки изобретения, раскрытые в описании, чертеже и пунктах формулы изобретения могут быть существенны как сами по себе в отдельности, так и в любой комбинации для развития изобретения. К тому же в рамках изобретения все комбинации приходятся на, по меньшей мере, два признака, раскрытых в описании, чертеже и/или пунктах формулы изобретения. Общая идея изобретения не ограничена точными формами или деталями показанной ниже и описанной предпочтительной формой осуществления или ограничена предметом, который был бы ограничен в сравнении предметом, на который имеются притязания в пунктах формулы изобретения. При данных диапазонах размеров также величины, лежащие внутри названных границ, должны рассматриваться как предельные значения и могут быть применены и истребованы любым образом. Ради простоты ниже для идентичных или подобных частей или частей с идентичными или подобными функциями применены одинаковые позиции для обозначения.
Данное изобретение относится также к любой комбинации предпочтительных форм осуществления, поскольку они взаимно не исключаются.
Другие преимущества, признаки и детали изобретения вытекают из следующего описания предпочтительных примеров, а также чертежа. Где показывают:
фиг.1 - предложенное согласно изобретению устройство для позиционирования режущих частиц в основном материале с выполненным из одной части приемным устройством, которое фиксирует режущие частицы с помощью устройства для создания разрежения в приемных отверстиях:
фиг.2 - состоящее из двух частей приемное устройство, включающее установочную плиту с несколькими приемными отверстиями и присоединительную плиту в виде снизу на присоединительную плиту (фиг.2а) и в разрезе по линии А-А;
фиг.3а-с - три различных геометрических расположения режущих частиц, которые могут быть установлены с помощью приемного устройства фигуры 2; и
фиг.4 - способ позиционирования режущих частиц в основном материале с помощью состоящего из двух частей приемного устройства на фигуре 2.
Фиг.1 показывает в схематическом изображении предложенное согласно изобретению устройство 1 для позиционирования режущих частиц 2 в основном материале 3.
Устройство 1 включает приемное устройство 4, выполненное в виде всасывающей плиты, с тремя приемными отверстиями 5а-с, которые обозначаются первым приемным отверстием 5а, вторым приемным отверстием 5b и третьим приемным отверстием 5 с. Приемные отверстия 5а-с соединены через соединительные линии 6а-с с устройством для создания удерживающей силы, которое образовано в форме устройства 7 для создания разрежения. Соединительные линии 6а-с имеют клапанные устройства 8а-с, которые с помощью управляющего устройства 9 могут переключаться между открытым состоянием и закрытым состоянием. Разрежение или сила всасывания в трех приемных отверстиях 5а-с может регулироваться независимо друг от друга. В качестве альтернативы клапанные устройства 8b, 8с второго и третьего приемного отверстия 5b, 5с могут соединяться. В этом случае разрежение или сила всасывания в первом приемном отверстии 5а может регулироваться независимо от разрежения или силы всасывания второго и третьего приемного отверстия 5b, с. Силы всасывания во втором и третьем приемном отверстии 5b, 5с включаются совместно, так что в обоих приемных отверстиях 5b, 5с удерживаются режущие частицы.
Приемное устройство на фиг.1 состоит из выполненной цельной (неразъемной) засасывающей плиты с приемными отверстиями 5а-с, которые выполнены в виде сквозных отверстий и через соединительные магистрали 6а-с соединены с устройством 7 для создания разрежения. Сквозные отверстия служат на одной стороне для приема режущих частиц и на второй стороне для присоединения соединительных трубопроводов 6а-с. Сквозные отверстия в области, в которой режущие частицы удерживаются разрежением, формой и размером подогнаны к режущим частицам. Приемные отверстия 5а-с выполнены так, что режущие частицы не засасываются через приемные отверстия 5а-с в соединительные трубопроводы 6а-с, а благодаря разрежению надежно удерживаются в приемных отверстиях 5а-с.
Предложенное согласно изобретению устройство 1 для позиционирования режущих частиц 2а-с является частью устройства для изготовления абразивных изделий для буровых коронок, пильных дисков (полотен) и других инструментов для обработки резанием. Абразивные изделия собираются послойно из нескольких лежащих один над другим слоев и состоят из порошкообразного основного материала 3, в который заделаны режущие частицы 2а-с. Режущие частицы представлены алмазными частицами или другими абразивными частицами, которые выполнены пригодными для обработки резанием. Порошкообразный основной материал 3 смешивается в камере 10, которая соответствует подлежащим изготовлению абразивным изделиям. Камера 10 имеет переставляемую в направлении 11 платформу 12.
Фигуры 2а, b показывает в схематическом изображении состоящее из двух частей приемное устройство 14 (фиг.2а) и разрез по линии А-А (фиг.2b). Приемное устройство 14 состоит из первой плиты 15 и второй плиты 16. Первая плита 15 имеет несколько приемных отверстий для приема режущих частиц и называется установочной плитой. Вторая плита 16 служит для соединения приемного устройства 14 с устройством 7 для создания разрежения и называется присоединительной плитой. Присоединительная плита 16 с помощью установочного устройства 17 может герметично соединяться с установочной плитой 15. Состоящее из двух частей приемное устройство 14 может заменять приемное устройство 4 предложенного согласно изобретению устройства 1 для позиционирования режущих частиц.
Установочная плита 15 включает 16 изображенных штриховкой приемных отверстий, которые выполнены идентично и расположены в четыре ряда и четыре столбца. Приемные отверстия установочной плиты 15 разделены на первую группу приемных отверстий, которые обозначаются как первые приемные отверстия 18, и вторую группы приемных отверстий, которые обозначаются как вторые приемные отверстия 19. Первые и вторые приемные отверстия 18, 19 расположены соответственно по соседству в одном ряду и одном столбце, так что получается равномерный рисунок из первых и вторых приемных отверстий 18, 19. В качестве альтернативы первые и вторые приемные отверстия могут иметь различную геометрию, так что первые и вторые приемные отверстия могут принимать различные по величине режущие частицы.
Первые приемные отверстия 18 через первую систему 20 соединительных каналов, первый присоединительный элемент 21 и первый присоединительный трубопровод 22 соединены с устройством 7 для создания разрежения. Система 20 соединительных каналов, присоединительный элемент 21 и присоединительный трубопровод вместе образуют первый соединительный трубопровод 23 между первыми приемными отверстиями 18 и устройством 7 для создания разрежения.
В осуществлении согласно фигур 2а, b первые и вторые приемные отверстия 18, 19 установочной плиты 15 образованы в виде сквозных отверстий и присоединительная плита имеет на стороне, обращенной к установочной плите 15, первую систему 20 соединительных каналов, которая выполнена с помощью фрезерования в присоединительной плите 16. В качестве альтернативы первая система соединительных каналов расположена в установочной плите 15 и приемные отверстия образованы в виде глухих отверстий в установочной плите 15. Присоединительная плита герметично уплотняет первую систему соединительных каналов.
В первом соединительном трубопроводе 23 предусмотрено первое клапанное устройство 24, через которое соединительный трубопровод 23 может переключаться между открытым положением и закрытым положением и таким образом устанавливаться удерживающая сила в первых приемных отверстиях 18. Кроме того, величина удерживающей силы в первых приемных отверстиях 18 может регулироваться с помощью первого клапанного устройства 24. Первое клапанное устройство 24 расположено в первом присоединительном трубопроводе 22. В качестве альтернативы первое клапанное устройство 24 может быть интегрировано в устройство 7 для создания разрежения или первый присоединительный элемент 21.
Первая система 20 соединительных каналов соединяет первые приемные отверстия 18 с первым присоединительным элементом 21. При этом несколько или все первые приемные отверстия 19 через общий соединительный канал могут быть соединены с первым присоединительным элементом 21. В осуществлении на фиг.2 первая система 20 соединительных каналов имеет три соединительных канала 25, 26, 27, которые соединяют первые приемные отверстия 18 с первым присоединительным элементом 21.
Вторые приемные отверстия 19 через вторую систему 29 соединительных каналов, второй присоединительный элемент 29 и второй присоединительный трубопровод 30, которые вместе образуют второй соединительный трубопровод 31, соединены с устройством 7 для создания разрежения. Во втором соединительном трубопроводе предусмотрено второе клапанное устройство 32. Вторая система 28 соединительных каналов включает четыре соединительные канала 33-36, причем соединительные каналы 33, 34 соединены непосредственно со вторым присоединительным элементом 29 и соединительные каналы 35, 36 впадают в соединительные каналы 33, 34. В качестве альтернативы соединительные каналы 35, 36 могут впадать прямо во второй присоединительный элемент 29.
Показанное на фигурах 2а, b выполнение состоящего из двух частей приемного устройства 14 с установочной плитой 15 и присоединительной плитой 16 делает возможным три различных геометрических расположения режущих частиц в слое, без необходимости замены приемного устройства 14. Фигуры 3а-с показывают три различных геометрических расположения режущих частиц в слое, которые может создавать приемное устройство 14 на фигурах 2а, b.
Фиг.3 показывает геометрическое расположение восьми режущих частиц 40, которые были зафиксированы в первых приемных отверстиях 18 приемного устройства 14. Чтобы создать удерживающие силы в первых приемных отверстиях 18, через первое клапанное устройство 24 открывается первый соединительный трубопровод 23 и через второе клапанное устройство 32 закрывается второй соединительный трубопровод 31. Устройство 7 для создания разрежения создает в первых приемных отверстиях 18 удерживающие силы, благодаря которым фиксируются режущие частицы 40.
Фиг.3b показывает геометрическое расположение восьми режущих частиц, которые были зафиксированы во вторых приемных отверстиях 19 приемного устройства 14. Чтобы во вторых приемных отверстиях 19 создать удерживающие силы, через первое клапанное устройство 24 закрывался первый соединительный трубопровод 23 и через второе клапанное устройство 32 открывался второй соединительный трубопровод 31. Устройство 7 для создания разрежения создает во вторых приемных отверстиях 19 удерживающие силы, с помощью которых фиксируются режущие частицы 41.
Фиг.3с показывает геометрическое расположение 16-ти режущих частиц 40, 41, которые были зафиксированы в первых и вторых приемных отверстиях 18, 19 приемного устройства 14. Чтобы в первых и вторых приемных отверстиях 18, 19 создать удерживающие силы, через первое клапанное устройство 24 открывался первый соединительный трубопровод 23 и через второе клапанное устройство 32 открывался второй соединительный трубопровод 31.
Фиг.4 показывает способ позиционирования режущих частиц в основном материале 3 с помощью состоящего из двух частей приемного устройства 14 на фиг.2а, b. Способ позиционирования режущих частиц является частью способа изготовления абразивных изделий для буровых коронок, пильных дисков и других инструментов для обработки резанием. Абразивные изделия собираются послойно из нескольких лежащих один над другим слоев и состоят из порошкообразного основного материала 2, в который заделаны режущие частицы.
На первом этапе S1 оператор выбирает приемные отверстия 18, 19 приемного устройства 14, которые должны принять режущие частицы. При этом он может выбирать приемные отверстия по одному или из перечня предварительно установленных образований приемных отверстий. Если изготавливаются один над другим несколько слоев, оператор определяет для каждого слоя, какие приемные отверстия 18, 19 должны фиксировать режущие частицы. При этом режущие частицы различным образом позиционируются в непосредственно лежащих один над другим слоях, например, как показано на фиг.3а и фиг.3b.
После того как подготовка закончена оператором, начинается послойное создание абразивного изделия. Приемное устройство на этапе S2 движется в сборник, который заполнен режущими частицами 40, 41. Эта позиция называется позицией загрузки приемного устройства 14. На этапе S3 управляющее устройство 9 ориентирует соединительные трубопроводы между устройством (7) для создания разрежения и выбранными для слоя приемными отверстиями 18, 19 с помощью открытия соответствующих клапанных устройств 24, 32 и в выбранных приемных отверстиях возникают удерживающие силы, благодаря которым режущие частицы фиксируются в приемных отверстиях.
В первом варианте устройство 7 для создания разрежения во время всего способа активно и удерживающая сила в выбранных приемных отверстиях возникает при открытии клапанных устройств. Первый вариант годится при небольшом времени ожидания между созданием лежащих один над другим слоев и при длинном времени включения устройства 7 для создания разрежения. Во втором варианте устройство 7 для создания разрежения включается и выключается управляющим устройством. Второй вариант годится при большом времени ожидания между созданием лежащих один над другим слоев и при коротком времени включения устройства 7 для создания разрежения.
На этапе S4 приемное устройство 14 движется из положения загрузки в положение разгрузки. В положении разгрузки приемное устройство 14 расположено над камерой 10. Устройство 7 для создания разрежения уменьшает разрежение на этапе S5 настолько, что режущие частицы высыпаются из приемных отверстий и падают на или в основной материал 3. Высыпание режущих частиц из приемных отверстий может усиливаться импульсом сжатого воздуха. При этом импульс сжатого воздуха должен быть только такой величины, что остается сохраненным геометрическое расположение режущих частиц на или в основном материале 3.
На этапе S6 приемное устройство 14 из положения разгрузки движется в положение загрузки или, если никакие другие режущие частицы не должны позиционироваться, в исходное положение. Основной материал 3 и режущие частицы на этапе S7 уплотняются, например, с помощью плунжера.
На этапе S8 проверяется, должен ли создаваться другой слой. Если должен создаваться другой слой (J в S8), передвижная платформа 12 на этапе S9 перемещается вниз на желаемую толщину слоя в направлении 11 и на этапе S10 наносится и выравнивается другой слой основного материала 3. Способ продолжается с этапом S2. Если не должен создаваться никакой другой слой (N в S8), способ закончен.