AT17877U1 - Schleifwerkzeug zum Schleifen eines Motorblocks - Google Patents

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AT17877U1 ATGM8030/2022U AT80302022U AT17877U1 AT 17877 U1 AT17877 U1 AT 17877U1 AT 80302022 U AT80302022 U AT 80302022U AT 17877 U1 AT17877 U1 AT 17877U1
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Abstract

Schleifwerkzeug (1) zum Schleifen eines Motorblocks, umfassend - einen Grundkörper (2), welcher einen zentralen Kopplungsbereich (3) zur Anbindung des Grundkörpers (2) an einen Drehantrieb (4) einer Schleifmaschine (5) umfasst, wobei der Grundkörper (2) bezüglich einer Drehachse (6) im Wesentlichen rotationssymmetrisch ausgebildet ist, - einen Schleifbelag (7), welcher sich zumindest über eine äußere Kreisringzone (8) des Grundkörpers (2) erstreckt, - wenigstens eine Zuführung (9) für ein Kühlfluid (10), und - eine im Wesentlichen kreisförmige Abdeckplatte (11), welche im Wesentlichen normal zur Drehachse (6) und unter Ausbildung eines axialen Spalts (12) am Grundkörper (2) angeordnet ist, wobei der axiale Spalt (12) in Fluidverbindung mit der wenigstens einen Zuführung (9) und dem Schleifbelag (7) steht, so dass ein über die wenigstens eine Zuführung (9) zugeführtes Kühlfluid (10) über den axialen Spalt (12) zum Schleifbelag (7) geleitet werden kann, wobei an einer der Abdeckplatte (11) zugwandten Fläche (13) des Grundkörpers (2) und/oder an einer dem Grundkörper (2) zugwandten Fläche (14) der Abdeckplatte (11) erste Kanäle (15) zur gezielten Leitung des Kühlfluids (10) von der wenigstens einen Zuführung (9) zum Schleifbelag (7) angeordnet sind.

Description

Beschreibung
[0001] Die Erfindung betrifft ein Schleitwerkzeug zum Schleifen eines Motorblocks, umfassend einen Grundkörper, welcher einen zentralen Kopplungsbereich zur Anbindung des Grundkörpers an einen Drehantrieb einer Schleitmaschine umfasst, wobei der Grundkörper bezüglich einer Drehachse im Wesentlichen rotationssymmetrisch ausgebildet ist, einen Schleifbelag, welcher sich zumindest über eine äußere Kreisringzone des Grundkörpers erstreckt, wenigstens eine Zuführung für ein Kühlfluid, und eine im Wesentlichen kreisförmige Abdeckplatte, welche im Wesentlichen normal zur Drehachse und unter Ausbildung eines axialen Spalts am Grundkörper angeordnet ist, wobei der axiale Spalt in Fluidverbindung mit der wenigstens einen Zuführung und dem Schleifbelag steht, so dass ein über die wenigstens eine Zuführung zugeführtes Kühlfluid über den axialen Spalt zum Schleifbelag geleitet werden kann. Die Erfindung betrifft weiterhin eine Anordnung aus einem solchen Schleitwerkzeug und einer zumindest über den zentralen Kopplungsbereich des Grundkörpers damit verbundenen HSK-Aufnahme.
[0002] Schleifwerkzeuge zum Schleifen von Motorblöcken sind an sich bereits aus dem Stand der Technik bekannt. Der dabei zur Anwendung kommende Schleifprozess wird auch als „Micro Milling“ oder „Smear Grinding“ bezeichnet. Im Zuge des Schleifprozesses wird das dem Schleifprozess unterzogene Material abgetragen und über die Mikroporosität der zu schleiftenden Oberfläche „geschmiert“.
[0003] Die Schleitwerkzeuge werden häufig mittels eines Kühlfluids gekühlt, wobei ein über eine Zuführung zugeführtes Kühlfluid über einen axialen Spalt zum Schleifbelag geleitet wird. Dabei wird die Abdeckplatte in einem Abstand zum Grundkörper positioniert, wodurch sich ein zylinderförmiger Spalt zwischen der Abdeckplatte und dem Grundkörper ergibt, über welchen das Kühlfluid verteilt wird.
[0004] Es hat sich in der letzten Zeit ein Optimierungsbedarf hinsichtlich der Standzeiten eines solchermaßen gekühlten Schleiftwerkzeugs und der Oberflächenbeschaffenheit der mit dem Schleifwerkzeug zu bearbeitenden Oberfläche der Motorblöcke ergeben.
[0005] Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht somit darin, die Standzeit des Schleifwerkzeugs und die Oberflächenbeschaffenheit der mit dem Schleifwerkzeug zu bearbeitenden Oberfläche der Motorblöcke gegenüber dem Stand der Technik zu verbessern und eine Anordnung aus einem solchermaßen verbesserten Schleifwerkzeug und einer zumindest über den zentralen Kopplungsbereich des Grundkörpers damit verbundenen HSK-Aufnahme anzugeben.
[0006] Diese Aufgabe wird gelöst durch die Merkmale der unabhängigen Ansprüche 1 und 15.
[0007] Es ist also beim Schleifwerkzeug erfindungsgemäß vorgesehen, dass an einer der Abdeckplatte zugwandten Fläche des Grundkörpers und/oder an einer dem Grundkörper zugwandten Fläche der Abdeckplatte erste Kanäle zur gezielten Leitung des Kühlfluids von der wenigstens einen Zuführung zum Schleifbelag angeordnet sind.
[0008] Das Kühlfluid kann also gezielt über erste Kanäle von der wenigstens einen Zuführung zum Schleifbelag geleitet werden, wodurch eine gleichmäßigere und kontrolliertere Verteilung des Kühlfluids möglich ist. Außerdem kann abgeschliffenes Material effizienter entfernt werden. Insgesamt führt dies gegenüber dem Stand der Technik zu einer um ca. 30% höheren Standzeit.
[0009] Insgesamt führt dies zu einer im Vergleich zum Stand der Technik verbesserten Oberflächenbeschaffenheit der mit dem Schleifwerkzeug zu bearbeitenden Oberfläche der Motorblöcke. Konkret weist die Oberfläche weniger Kratzer, bessere Material-Traganteilwerte (in Fachkreisen neuerdings auch Materialanteil genannt) und eine bessere bzw. höhere Ebenheit auf.
[0010] Die Abdeckplatte kann beim erfindungsgemäßen Schleifwerkzeug wie beim Stand der Technik in einem Abstand zum Grundkörper angeordnet werden, so dass zusätzlich zu den ersten Kanälen ein zylinderförmiger Spalt zwischen der Abdeckplatte und dem Grundkörper angeordnet ist. Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform ist es allerdings vorgesehen, dass sich die der Abdeckplatte zugwandte Fläche des Grundkörpers und die dem Grundkörper zugwandte
Fläche der Abdeckplatte bereichsweise kontaktieren. In diesem Fall liegt kein zylinderförmiger Spalt zwischen der Abdeckplatte und dem Grundkörper vor, sondern mehrere axiale Spalte, welche die Geometrie der ersten Kanäle aufweisen.
[0011] Weitere bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung sind in den abhängigen Ansprüchen 3 bis 14 definiert.
[0012] Wie eingangs ausgeführt, wird auch Schutz begehrt für eine Anordnung aus einem erfindungsgemäßen Schleifwerkzeug und einer zumindest über den zentralen Kopplungsbereich des Grundkörpers damit verbundenen HSK-Aufnahme.
[0013] Dabei bietet es sich an, das Kühlfluid durch eine zentrale, in axialer Richtung verlaufende Offnung in der HSK-Aufnahme dem Schleifwerkzeug zuzuführen.
[0014] Weitere Einzelheiten und Vorteile der Erfindung werden anhand der Figurenbeschreibung unter Bezugnahme auf die Zeichnungen im Folgenden näher erläutert. Darin zeigen:
[0015] Fig. 1 eine Anordnung aus einem Schleiftwerkzeug gemäß einem bevorzugten Ausführungsbeispiel und einer HSK-Aufnahme in einer schematischen perspektivischen Ansicht,
[0016] Fig. 2 eine Explosionsdarstellung der Anordnung gemäß Figur 1,
[0017] Fig. 3a eine schematische Querschnittsansicht der Anordnung gemäß Figur 1 zusammen mit einem angedeuteten Drehantrieb einer Schleifmaschine,
[0018] Fig. 3b einen Ausschnitt des Schleifwerkzeugs gemäß Figur 1 in einer Draufsicht von vorne,
[0019] Fig. 3c eine schematische Querschnittsansicht des Schleifwerkzeugs entlang der in der Figur 3b eingezeichneten Schnittebene 34,
[0020] Fig. 4a den Grundkörper des Schleiftwerkzeugs gemäß Figur 1 in einer Draufsicht von vorne,
[0021] Fig. 45 eine schematische Querschnittsansicht des Grundkörpers entlang der in der Figur 4a eingezeichneten Schnittebene 35, und
[0022] Fig. 5 die Abdeckplatte des Schleiftwerkzeugs gemäß Figur 1 in einer schematischen perspektivischen Ansicht von hinten.
[0023] Die Figuren 1, 2 und 3a zeigen eine Anordnung 25 aus einem Schleifwerkzeug 1 zum Schleifen eines Motorblocks und einer HSK-Aufnahme 23. Das Schleitwerkzeug 1 umfasst einen Grundkörper 2, welcher einen zentralen Kopplungsbereich 3 zur Anbindung des Grundkörpers 2 an einen Drehantrieb 4 einer Schleifmaschine 5 (in der Figur 3a durch gestrichelte Linien angedeutet) umfasst, wobei der Grundkörper 2 bezüglich einer Drehachse 6 im Wesentlichen rotationssymmetrisch ausgebildet ist. Der zentrale Kopplungsbereich 3 ist derart ausgebildet, dass das Schleifwerkzeug 1 mit einer HSK-Aufnahme 23 verbindbar ist.
[0024] Das Schleifwerkzeug 1 umfasst weiterhin einen Schleifbelag 7, welcher sich zumindest über eine äußere Kreisringzone 8 des Grundkörpers 2 erstreckt, wenigstens eine Zuführung 9 für ein Kühlfluid 10, und eine im Wesentlichen kreisförmige Abdeckplatte 11, welche im Wesentlichen normal zur Drehachse 6 und unter Ausbildung eines axialen Spalts 12 am Grundkörper 2 angeordnet ist, wobei der axiale Spalt 12 in Fluidverbindung mit der wenigstens einen Zuführung 9 und dem Schleifbelag 7 steht, so dass ein über die wenigstens eine Zuführung 9 zugeführtes Kühlfluid 10 über den axialen Spalt 12 zum Schleifbelag 7 geleitet werden kann (vergleiche Figur 33).
[0025] Die Kreisringzone 8 des Grundkörpers 2 ist im Wesentlichen normal zur Drehachse 6 ausgerichtet.
[0026] An einer der Abdeckplatte 11 zugwandten Fläche 13 des Grundkörpers 2 sind erste Kanäle 15 zur gezielten Leitung des Kühlfluids 10 von der wenigstens einen Zuführung 9 zum
Schleifbelag 7 angeordnet.
[0027] Gemäß einer alternativen Ausführungsform kann es auch vorgesehen sein, dass an einer dem Grundkörper 2 zugwandten Fläche 14 der Abdeckplatte 11 erste Kanäle 15 zur gezielten Leitung des Kühlfluids 10 von der wenigstens einen Zuführung 9 zum Schleifbelag 7 angeordnet sind.
[0028] Gemäß einer weiteren alternativen Ausführungsform kann es auch vorgesehen sein, dass sowohl an der der Abdeckplatte 11 zugwandten Fläche 13 des Grundkörpers 2 als auch an der dem Grundkörper 2 zugwandten Fläche 14 der Abdeckplatte 11 erste Kanäle 15 zur gezielten Leitung des Kühlfluids 10 von der wenigstens einen Zuführung 9 zum Schleifbelag 7 angeordnet sind.
[0029] Die Zuführung 9 für das Kühlfluid 10 verläuft im Wesentlichen parallel zur Drehachse 6 bzw. in axialer Richtung 29, und ist als Bohrung im Grundkörper 2 ausgebildet. Diese Zuführung 9 kann sich in der HSK-Aufnahme 23 in Form einer Öffnung 33 fortsetzen.
[0030] Die Abdeckplatte 11, der Grundkörper 2 und die HSK-Aufnahme 23 sind über Verbindungsmittel 24 in Form von Schrauben, lösbar miteinander verbunden. Die Schrauben durchdringen Ausnehmungen 30 in der Abdeckplatte 11 und Ausnehmungen 31 im Grundkörper 2 und sind in Bohrungen 32 in der HSK-Aufnahme 23 gelagert. Die Schrauben 24 können ein Außengewinde und die Bohrungen 32 ein korrespondierendes Innengewinde aufweisen.
[0031] Gemäß einer alternativen Ausführungsform kann es vorgesehen sein, dass einerseits die Abdeckplatte 11 mit dem Grundkörper 2, und andererseits das Paket aus Abdeckplatte 11 und Grundkörper 2 mit der HSK-Aufnahme 23 verbunden ist.
[0032] Die der Abdeckplatte 11 zugwandte Fläche 13 des Grundkörpers 2 und die dem Grundkörper 2 zugwandte Fläche 14 der Abdeckplatte 11 kontaktieren sich bereichsweise, und zwar den Stellen, an denen keine ersten Kanäle 15 vorgesehen sind.
[0033] Der Grundkörper 2 und die Abdeckplatte 11 weisen jeweils eine Schrägfläche 17, 18 auf, welche an den Schleifbelag 7 angrenzt, wobei sich die Schrägflächen 17, 18 bereichsweise kontaktieren.
[0034] An der Schrägfläche 17 sind zweite Kanäle 19 zur gezielten Leitung des Kühlfluids 10 angeordnet. Alternativ können auch an der Schrägfläche 18 oder an beiden Schrägflächen 17 und 18 zweite Kanäle 19 zur gezielten Leitung des Kühlfluids 10 angeordnet sein.
[0035] In der Kreisringzone 8 des Grundkörpers 2 bzw. am Schleifbelag 7 sind dritte Kanäle 20 zur gezielten Leitung des Kühlfluids 10 angeordnet, wobei die dritten Kanäle 20 mit den zweiten Kanälen 19 verbunden sind.
[0036] Zwischen dem Grundkörper 2 und der Abdeckplatte 11 ist ein ringförmiger Kanal 26 zur gezielten Leitung des Kühlfluids 10 angeordnet.
[0037] Wie insbesondere aus der Figur 3a hervorgeht, wird ein in axialer Richtung 29 zugeführtes Kühlfluid 10 über die ersten Kanäle 15 radial in Richtung des Außenrands 21 des Grundkörpers 2 geleitet, gelangt in den ringförmigen Kanal 26, von dort in die zweiten Kanäle 19 und schließlich in die dritten Kanäle 20, welche im Schleifbelag 7 angeordnet sind.
[0038] In der Figur 3c ist die äußere Kreisringzone 8 des Grundkörpers 2 im Detail dargestellt. Der in dieser Kreisringzone 8 am Grundkörper 2 angeordnete Schleifbelag 7 umfasst Diamanten, ist galvanisch mit dem Grundkörper 2 verbunden, und weist eine Dicke 22 von 0,1 mm bis 1 mm, vorzugsweise ca. 0,3 mm, auf. Darüber hinaus ist ersichtlich, dass der Schleifbelag nicht nur im Wesentlichen normal zur Drehachse 6 ausgerichtet ist, sondern auch einen Teil des Außenrands 21 des Grundkörpers 2 umschließt.
[0039] Den Figuren 4a und 4b können Details des Kühlfluidverteilungssystems entnommen werden:
[0040] Die ersten Kanäle 15 verlaufen ausgehend von der Zuführung 9 sternförmig im Wesentlichen in radialer Richtung 16 nach außen. Die Kanäle 15 weisen relativ zueinander jeweils denselben Winkelabstand auf.
[0041] Die ersten Kanälen 15 münden in den ringförmigen Kanal 26, und der ringförmige Kanal 26 ist durch einen Hohlraum zwischen einer am Grundkörper 2 angeordneten Teilfläche 27 und einer an der Abdeckplatte 11 angeordneten Teilfläche 28 ausgebildet (vergleiche auch Figur 5).
[0042] Ausgehend vom ringförmigen Kanal 26 gelangt das Kühlfluid 10 in die zweiten Kanäle 19. Diese sind versetzt zu den ersten Kanälen 15 angeordnet. Es sind mehr zweite Kanäle 19 als erste Kanäle 15 vorgesehen. Die zweiten Kanäle 19 verlaufen ebenfalls in radialer Richtung 16 nach außen.
[0043] Von den zweiten Kanälen 19 gelangt das Kühlfluid 10 in die dritten Kanäle 20, welche mit den zweiten Kanälen 19 verbunden sind. Es sind genauso viele dritte Kanäle 20 wie zweite Kanäle 19 vorgesehen. Die dritten Kanäle 20 verlaufen gegenüber der radialen Richtung 16 schräg, und verbreitern sich zum Außenrand 21 des Grundkörpers 2 hin.
[0044] Die Figur 5 zeigt die Abdeckplatte 11 des Schleifwerkzeugs 1 von hinten. Dabei sind die dem Grundkörper 2 zugewandte Fläche 14, die Teilfläche 28, welche zusammen mit der Teilfläche 27 des Grundkörpers 2 den ringförmigen Kanal 26 in axialer Richtung 29 begrenzt, und die Schrägfläche 18 zu sehen. Im dargestellten Ausführungsbeispiel sind an der Fläche 14 und der Schrägfläche 18 keine Kanäle zur gezielten Leitung des Kühlfluids 10 angeordnet. Gemäß einem alternativen Ausführungsbeispiel können hier in Ergänzung oder anstelle der am Grundkörper 2 vorgesehenen Kanäle 15 und 19 Kanäle vorgesehen sein.

Claims (15)

Ansprüche
1. Schleifwerkzeug (1) zum Schleifen eines Motorblocks, umfassend
- einen Grundkörper (2), welcher einen zentralen Kopplungsbereich (3) zur Anbindung des Grundkörpers (2) an einen Drehantrieb (4) einer Schleifmaschine (5) umfasst, wobei der Grundkörper (2) bezüglich einer Drehachse (6) im Wesentlichen rotationssymmetrisch ausgebildet ist,
- einen Schleifbelag (7), welcher sich zumindest über eine äußere Kreisringzone (8) des Grundkörpers (2) erstreckt,
- wenigstens eine Zuführung (9) für ein Kühlfluid (10), und
- eine im Wesentlichen kreisförmige Abdeckplatte (11), welche im Wesentlichen normal zur Drehachse (6) und unter Ausbildung eines axialen Spalts (12) am Grundkörper (2) angeordnet ist, wobei der axiale Spalt (12) in Fluidverbindung mit der wenigstens einen Zuführung (9) und dem Schleifbelag (7) steht, so dass ein über die wenigstens eine Zuführung (9) zugeführtes Kühlfluid (10) über den axialen Spalt (12) zum Schleifbelag (7) geleitet werden kann,
dadurch gekennzeichnet, dass an einer der Abdeckplatte (11) zugwandten Fläche (13) des
Grundkörpers (2) und/oder an einer dem Grundkörper (2) zugwandten Fläche (14) der Ab-
deckplatte (11) erste Kanäle (15) zur gezielten Leitung des Kühlfluids (10) von der wenigs-
tens einen Zuführung (9) zum Schleifbelag (7) angeordnet sind.
2, Schleifwerkzeug (1) nach Anspruch 1, wobei sich die der Abdeckplatte (11) zugwandte FIäche (13) des Grundkörpers (2) und die dem Grundkörper (2) zugwandte Fläche (14) der Abdeckplatte (11) bereichsweise kontaktieren.
3. Schleifwerkzeug (1) nach Anspruch 1 oder 2, wobei die ersten Kanäle (15) im Wesentlichen in radialer Richtung (16) verlaufen.
4. Schleifwerkzeug (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei der Grundkörper (2) und/oder die Abdeckplatte (11) eine Schrägfläche (17, 18) aufweisen, welche an den Schleifbelag (7) angrenzt, vorzugsweise wobei sowohl der Grundkörper (2) als auch die Abdeckplatte (11) eine Schrägfläche (17, 18) aufweisen, welche an den Schleifbelag (7) angrenzt, wobei sich die Schrägflächen (17, 18) bereichsweise kontaktieren.
5. Schleifwerkzeug (1) nach Anspruch 4, wobei an der Schrägfläche (17) zweite Kanäle (19) zur gezielten Leitung des Kühlfluids (10) angeordnet sind.
6. Schleifwerkzeug (1) nach Anspruch 5, wobei die zweiten Kanäle (19) versetzt zu den ersten Kanälen (15) angeordnet sind, und/oder mehr zweite Kanäle (19) als erste Kanäle (15) vorgesehen sind.
7. Schleifwerkzeug (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 6, wobei in der Kreisringzone (8) des Grundkörpers (2) dritte Kanäle (20) zur gezielten Leitung des Kühlfluids (10) angeordnet sind.
8. Schleifwerkzeug (1) nach Anspruch 7, wobei die dritten Kanäle (20) gegenüber der radialen Richtung (16) schräg verlaufen, und/oder sich zum Außenrand (21) des Grundkörpers (2) hin verbreitern.
9. Schleifwerkzeug (1) nach Anspruch 5 oder 6 und Anspruch 7 oder 8, wobei die dritten Kanäle (20) mit den zweiten Kanälen (19) verbunden sind, und/oder genauso viele dritte Kanäle (20) wie zweite Kanäle (19) vorgesehen sind.
10. Schleifwerkzeug (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 9, zwischen dem Grundkörper (2) und der Abdeckplatte (11) wenigstens ein ringförmiger Kanal (26) zur gezielten Leitung des Kühlfluids (10) angeordnet ist, vorzugsweise wobei die ersten Kanälen (15) in den ringförmigen Kanal (26) münden, und/oder der ringförmige Kanal (26) durch einen Hohlraum zwischen einer am Grundkörper (2) angeordneten Teilfläche (27) und einer an der Abdeckplatte (11) angeordneten Teilfläche (28) ausgebildet ist.
11. Schleifwerkzeug (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 10, wobei die wenigstens eine Zuführung (9) für das Kühlfluid (10) im Wesentlichen parallel zur Drehachse (6) verläuft, und/oder als Bohrung im Grundkörper (2) ausgebildet ist.
12. Schleifwerkzeug (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 11, wobei die Kreisringzone (8) des Grundkörpers (2) im Wesentlichen normal zur Drehachse (6) ausgerichtet ist.
13. Schleifwerkzeug (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 12, wobei der Schleifbelag (7) Diamanten umfasst, galvanisch mit dem Grundkörper (2) verbunden ist, und/oder eine Dicke (22) von 0,1 mm bis 1 mm, vorzugsweise ca. 0,3 mm, aufweist.
14. Schleifwerkzeug (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 13, wobei - der zentrale Kopplungsbereich (3) derart ausgebildet ist, dass das Schleifwerkzeug (1) mit einer HSK-Aufnahme (23) verbindbar ist, und/oder - die Abdeckplatte (11), der Grundkörper (2) und eine gegebenenfalls vorgesehen HSKAufnahme (23) über Verbindungsmittel (24), vorzugsweise Schrauben, lösbar miteinander verbunden sind.
15. Anordnung (25) aus einem Schleifwerkzeug (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 14 und einer zumindest über den zentralen Kopplungsbereich (3) des Grundkörpers (2) damit verbundenen HSK-Aufnahme (23).
Hierzu 5 Blatt Zeichnungen
ATGM8030/2022U 2018-03-12 2018-03-12 Schleifwerkzeug zum Schleifen eines Motorblocks AT17877U1 (de)

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