AT502285A1

AT502285A1 - Trennschleifring

Info

Publication number: AT502285A1
Application number: AT0174904A
Authority: AT
Original assignee: Gissing Gerhard
Priority date: 2004-10-19
Filing date: 2004-10-19
Publication date: 2007-02-15
Also published as: US8113920B2; UA88650C2; JP4571192B2; US20070232212A1; RU2366563C2; KR20070070229A; WO2006042352A1; CA2580972A1; MX2007004322A; CN101043978B; EP1812206A1; JP2008515652A; RU2007118639A; BRPI0517078A; KR100879394B1; AT502285B1; CN101043978A; EG25574A; ZA200703143B; CA2580972C

Description

Trennschleifring mit doppelter Kernspannvorrichtung
Die vorliegende Erfindung betrifft das Verbundsystem eines kunstharz-gebundenen Trennschleifringes mit einem Aussendurchmesser >= 400 mm, wobei im Bohrungsbereich beidseitig Ausnehmungen eingepresst sind, in welche zwei angepasste randgeformte Spanntafeln als wiederverwendbare Kernspannvorrichtung beim Aufspannen eingelegt werden.
Kunstharzgebundene Trennschleifscheiben ab einem Durchmesser >= 400 mm, werden auf stationären Trennanlagen in der metallerzeugenden sowie metallverarbeitenden Industrie zum Ablängen von Stahl, Guss, Sonderlegierungen, Inconell, Titan usw. eingesetzt.
Als grosser Nachteil erweist sich dabei die generell geringe Ausnutzbarkeit der herkömmlichen Trennscheiben.

In Abhängigkeit vorhandener Maschinen sowie grosser Materialabmessungen können diese homogenen Trennscheiben im Idealfall bis minimal 45 % des Neudurchmessers, im Mittelwert jedoch nur bis auf 60 % des Ausgangsdurchmessers aufgebraucht werden.
Diese verbleibenden Restscheiben müssen sodann nach den jeweiligen nationalen Entsorgungsrichtlinien kostspielig entsorgt werden. Als weiterer Nachteil ist der zusätzliche Rohstoffeinsatz für diese ungebrauchte Kernzone anzuführen, welcher trotz alternativer Schleifkornmaterialien hinsichtlich Armierung und Harzanteil zusätzliche Kosten am Rohstoffsektor ergibt.
Beim Patent EP0382720A2 wird auf einem metallischen Grundkö[phi]er, ein kunstharzgebundener gewebeverstärkter Trennschleifring mittels einer kraftschlüssigen Verklebung beschrieben.

Dieses System konnte sich jedoch nicht durchsetzen, da auf dem verbleibenden Grundkö[phi]er immer noch ein kleiner Restbelag der schleifaktiven Randzone verbleibt, und ist dadurch die Entsorgungsnotwendigkeit eines Metallkernes mit einem kunstharzgebundenen Restbelag immer noch gegeben.
Ein weiterer Lösungsweg wird im EP 0 769 352 AI beschrieben, wo auf einem metallischen Grundkö[phi]er direkt bei der Herstellung die schleifaktive Randzone kraftschlüssig ve[phi]resst wird. Als Nachteil hat sich hier die kostspielige Anschaffung einer grossen Anzahl dieser Grundkö[phi]er herausgestellt. Zusätzlich kommt hier noch ein logistisches Problem bezüglich Retournierung der aufgebrauchten Verbundtrennscheibe hinzu, welche zur Neubelegung ins Herstellerwerk zurückgeschickt werden muss. Aus Kostengründen ist dieses System also nur in begrenzter Entfernung zum Hersteller einsetzbar.

Zusätzlich ist die Reinigung und Neubelegung mit einen grösseren technischen Aufwand verbunden, und letztendlich wiederum ein Zeit sowie Kostenfaktor.
Beschreibung
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es daher, ein Verbundsystem zu schaffen, das vorgenannte Nachteile ausschliesst und dem Anwender ein Aufbrauchen des äusseren Trennschleifringes von bis zu 95 % der gesamten schleifaktiven Trennringfläche ermöglicht, und zusätzliche Vorteile wie reduzierte Trennscheibenbreite bei sogar höherer Stabilität gewährleistet.
Dies wird erfindungsgemäss dadurch erreicht, dass der Bohrungsdurchmesser des Trennschleifringes auf den minimalen Aufbrauchdurchmesser abgestimmt wird, und zusätzlich hier beidseitig versetzte Vertiefungen für die Randform der beiden Spanntafeln eingepresst sind. Dadurch ist ein fast vollständiges Aufbrauchen der . ...

.. .. . t schleifaktiven Randzone möglich, und muss nur mehr ein kleiner abrasiver Restring entsorgt werden.
Ein wesentlicher Bestandteil dieser Erfindung sind die beiden Spanntafeln, welche als Verbindungselemente zwischen den eigentlichen maschmenseitigen Spannflanschen und des schleifaktiven Trennringes zu verstehen sind. Da speziell der Übergang vom Spannflansch zur Trennscheibe bei herkömmlichen Produkten eine Schwachstelle darstellt, wird hier erfindungsgemäss dieser Nachteil durch den alternativ möglichen Werkstoff der Spanntafeln wesentlich verbessert.
Da die beiden Spanntafeln beim Anwender verbleiben, muss nur noch der wesentlich leichtere Trennring zum Kunden versandt werden, und ist dabei eine Gewichtseinsparung von bis zu 40 % möglich.
Weitere Merkmale und Details der vorliegenden Erfindung sind aus der nachfolgenden Figurenbeschreibung zu entnehmen.

Dabei zeigt:
Fig. 1 eine Explosionsdarstellung eines erfindungsgemässen Trennschleifringes mit doppelten Spanntafeln, Fig. 2 einen Schnitt durch dieses Verbundsystem entlang der Linie A - A in
Fig. 3 und Fig. 3 eine Seitenansicht dieses Trennring - Verbundsystems
Bei den in den Figuren dargestellten Trennschleifring 1 handelt es sich um eine kunstharzgebundene Trennschleifscheibe ohne, vorzugsweise mit zusätzlicher Gewebeverstärkung. Durch eine gezielte Auswahl von Phenolharzen in Kombination mit abgestimmten Schleifkörnungen und Füllstoffen, werden die verschiedenen Härtegrade den jeweiligen Anwendungserfordernissen und Kundenwünschen angepasst. Als Schleifmittel werden bevorzugt Korunde im speziellen jedoch Spezial- , Zirkonund Sinterkorunde sowie auch Siliziumkarbid verwendet..

Die Füllstoffe setzen sich aus Rohstoffen wie Pyrit, Zinksulfid, Graphit, Kaliumchlormanganat usw. zusammen, welche auch derzeit in Trennscheiben für Industrieanwendungen eingesetzt werden.
Als Gewebeverstärkung 5 kommen derzeit Glasgewebeeinlagen zur Anwendung, in Zukunft sind hier jedoch auch Alternativen wie Kevlar oder Kohlefaser denkbar. Eine Ausführung ohne durchgehende Armierung ist möglich, im Bereich der Vertiefungen sollten jedoch Verstärkungen vorgesehen werden.
Der Aussendurchmesser D des Trennschleifringes 1 liegt üblicherweise zwischen 400 und 2000mm, bevorzugt jedoch grösser 800mm. Der Bohrungsdurchmesser d vom Trennring 1 kann idealerweise auf den anwendungsbezogenen Minimaldurchmesser abgestimmt werden. Aus fertigungstechnischen Gründen sollte jedoch eine Fixbohrung d, bezogen auf die jeweilige Standardabmessung des Trennringes gewählt werden.

Als Richtwert für den Bohrungsdurchmesser d ist der Bereich 40 - 80% vom Aussendurchmesser D anzugeben.
Die Verhältniszahl vom Durchmesser D zur Breite T liegt derzeit üblicherweise im Bereich 80 - 100. Eine erfindungsgemässe Steigerung auf bis zu 130 ist auf Grund der wesentlich steiferen Kernzone realisierbar. Der schleifaktive Trennring kann sowohl planparallel als auch konisch, das heisst zur Bohrung verjüngt ausgeführt sein.
Aus Gründen der Übersichtlichkeit, ist die Breite T in den Figuren 1 und 2 im Verhältnis zum Durchmesser D um ein Vielfaches zu gross gezeichnet.
Der Trennschleifring 1 weist planseitig im Bohrungsbereich beidseitig mehrere geometrische Vertiefungen 3 auf, in welche beim Aufspannen die beiden Spanntafeln passgenau eingelegt werden. Die Form dieser Vertiefungen 3 kann rund, rechteckig, vorzugsweise jedoch schwalbenschwanzförmig ausgeführt sein.

Um eine gute Vorspannung der Spanntafeln 2 zu ermöglichen, muss die Tiefe dieser Ausnehmungen zwischen 0,1 und 1mm vorzugsweise 0,2 bis 0,6 mm geringer sein, als die halbe Trennringbreite T in der Bohrung. Die radiale Erstreckung e dieser Ausnehmungen 3 ist abhängig vom Aussendurchmesser D und liegt zwischen 10 und 200 mm, vorzugsweise zwischen 30 und 60 mm.
Ein wesentlicher Bestandteil dieses Systems sind die beiden Spanntafeln 2, welche mit ihrer definierten Randform genau in die beidseitigen Vertiefungen 3 des Trennschleifringes 1 passen. Beim Aufspannen mit den herkömmlichen Spannflanschen 4a und 4b werden die beiden Spannbleche zusammengepresst, und wird dadurch die notwendige seitliche Spannkraft erzeugt.

Die für einen Zerspanungsprozess notwendigen Kräfte, werden dabei von der Antriebswelle über die Spannflanschen auf die beiden Spanntafeln weitergeleitet, und von diesen letztendlich über die spezielle Randform auf den schleifaktiven abrasiven Trennring kraftschlüssig übertragen.
Die Spanntafeln können in gerader, gekröpfter, perforierter bzw. auch in gewellter Form ausgeführt sein.

Als Möglichkeit der Gewichtseinsparung können die Spanntafeln mit zusätzlichen Ausnehmungen versehen werden.
Die Randform 3 dieser beiden Spanntafeln 2 zeichnet sich durch mehrere symmetrische runde, eckige, schwalbenschwanzförmige oder ähnlich geformte vorstehende Spannflächen aus, welche genau in die beidseitig mitgepressten Vertiefungen des schleifaktiven Trennringes passen müssen, und so die auftretenden Kräfte während des Trennschleifens übertragen können.
Die Gesamtstärke der beiden Spanntafeln muss geringfügig d.h. ungefähr 5-10% dünner sein als die Scheibenstärke T im Bohrungsbereich des Trennschleifringes.

Dadurch ist es gewährleistet, dass die notwendige freie Schnitttiefe wie mit herkömmlichen Trennscheiben erreicht wird.
Als Werkstoff für diese Spanntafeln kommen hochfeste armierte Kunststoffe, Kohlenstofffaser, Nichteisenmetalle, Sonderlegierungen, Titan, vorzugsweise jedoch derzeit einfache Stahlbleche zur Anwendung. Zusätzlich zur erforderlichen Grundfestigkeit, muss dieser Werkstoff als wichtiges Kriterium eine gewisse Flexibilität und hohe Eigenspannung aufweisen, um die bei solchen Anwendungen auftretenden seitlichen Krafteinwirkungen ohne dauernden Schaden überstehen zu können.
Um das Handling beim Aufspannen dieses Verbundsystems zu erleichtern, werden in den Spanntafeln Schlitze 2a vorgesehen, in welche spezielle Spannfedern als Aufspannhilfe eingeschoben werden.

Als zusätzliche Fixierung bzw Spannkrafterhöhung, können bei sehr grossen Spanntafeln ( > 60 % vom Trennring Aussendurchmesser ) zusätzliche Verschraubungen 2b im äusseren Durchmesserbereich der Spanntafel vorgesehen werden. Dabei dürfen keine Verschraubungselemente über die Planfläche der Spanntafel vorstehen..
Als wichtige Fertigungsmassnahme, ist ein positions- und formgenaues Einpressen der Vertiefungen im Bohrungsbereich des Trennschleifringes notwendig. Dies wird durch das Mitpressen einer passgenauen Schablone erreicht. Alternativ können diese Ausnehmungen auch nachträglich auf einer geeigneten Bearbeitungsanlage ausgeschliffen werden.

Claims

P a t e n t a n s p r ü c h e :

1 NACHGEREICHT » . Systemverbindung eines armierten Trennschleifringes nach Ansprüche 1-6, dadurch gekennzeichnet, dass die Randform der Spanntafeln (2) an die beidseitig versetzten Vertiefungen (3) vom Trennring (1) angepasst sind.

1. Systemverbindung eines armierten Trennschleifringes ( 1 ), mit einer Mischung aus Schleifkorn, Bindemittel und gegebenenfalls Füllstoffen, der zwischen zwei Spanntafeln ( 2) eingespannt wird, dadurch gekennzeichnet, dass die Verbindung Spanntafel (2) - Trennring (1) nur mittels Spannkraft und versetzten beidseitigen Passungen erfolgt.

1. System eines Trennschleifringes (1) mit einem Durchmesser (D) >= 400mm mit einer Mischung aus Schleifkorn, Bindemittel und gegebenenfalls Füllstoffen, der zwischen zwei Spanntafeln ( 2) eingespannt wird, dadurch gekennzeichnet, dass die Bohrung vom schleifaktiven Trennring nur bis zum äusseren Rand der beiden Spanntafeln reicht, und die Verbindung Spanntafel (2) - Trennring (1) nur mittels Spannkraft und Passung der beiden Spanntafeln erfolgt.

2. Systemverbindung eines armierten Trennschleifringes nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass im Bohrungsbereich der Planfläche, beidseitig versetzte passgenaue Vertiefungen mitgepresst oder nachträglich eingeschliffen sind.

2. System eines Trennschleifringes nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass im Bohrungsbereich beidseitig auf den Planflächen passgenaue Vertiefungen mitgepresst oder nachträglich eingeschliffen werden.

3. Systemverbindung eines armierten Trennschleifringes nach Anspruch 1 - 2, dadurch gekennzeichnet, dass der schleifaktive Trennring in planparalleler, vorzugsweise in konischer Form zur Bohrung verjüngt ausgeführt ist.

3. System eines Trennschleifringes nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der schleifaktive Trennring in planparalleler, vorzugsweise in konischer Form zur Bohrung bis zu 3mm verjüngt ausgeführt ist.

4. Systemverbindung eines armierten Trennschleifringes nach Ansprüche 1-3, dadurch gekennzeichnet, dass der schleifaktive Trennring (1) in kunstharzgebundener Zusammensetzung ausgeführt ist.

4. System eines Trennschleifringes nach Ansprüchen 1-3, dadurch gekennzeichnet, dass die Verhältniszahl vom Durchmesser (D) des Trennringes (1) zur Breite (T) über 70, vorzugsweise über 90 liegt.

5. Systemverbindung eines armierten Trennschleifringes nach Ansprüche 1-6, dadurch gekennzeichnet, dass der Trennschleifring mindestens eine, vorzugsweise zwei oder mehrere Verstärkungseinlagen (5) aufweist.

5. System eines Trennschleifringes nach Ansprüchen 1-4, dadurch gekennzeichnet, dass die Bohrung (d) grösser als 40% des Aussendurchmessers (D) ist.

6. System eines Trennschleifringes nach Ansprüche 1-7, dadurch gekennzeichnet, dass die Spanntafeln (2) aus hochfesten Werkstoffen , vorzugsweise jedoch aus einem Metallblech ausgeführt sind.

6. System eines Trennschleifringes nach Ansprüchen 1-5, dadurch gekennzeichnet, dass der schleifaktive Trennring (1) in kunstharzgebundener Ausführung ausgeführt ist. > . . .

7. System eines Trennschleifringes nach Ansprüchen 1-6, dadurch gekennzeichnet, dass der Trennschleifring mindestens eine, vorzugsweise zwei oder mehrere Gewebeeinlagen (5) aufweist.

8. Systemverbindung eines armierten Trennschleifringes nach Ansprüche 1-7, dadurch gekennzeichnet, dass die Spanntafeln in gekröpfter, perforierter vorzugsweise in gerader Form ausgeführt sind.

8. System eines Trennschleifringes nach Ansprüchen 1-7, dadurch gekennzeichnet dass die Spanntafeln in, gekröpfter, perforierter bzw. auch in gewellter, vorzugsweise in gerader Form ausgeführt sind.

9. Systemverbindung eines armierten Trennschleifringes nach Ansprüche 1-8, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen den Spanntafeln (2) eine Dämpfungsfolie eingelegt oder aufgeklebt ist.

9. System eines Trennschleifringes nach Ansprüchen 1-8, dadurch gekennzeichnet, dass die Spanntafeln (2) aus Werkstoffen wie Kohlenstofffasern, hochfesten armierten Kunststoffen, Nichteisenmetallen, Sonderlegierungen, Titan, vorzugsweise jedoch aus einem Metallblech ausgeführt sind.

10. System eines Trennschleifringes nach Ansprüchen 1-9, dadurch gekennzeichnet, dass die Randform der Spanntafeln (2) an die Vertiefungen (3) des Trennrings (1) angepasst ist.

11. System eines Trennschleifringes nach Ansprüchen 1-10, dadurch gekennzeichnet, dass die Gesamtbreite (b) der beiden Spanntafeln (2) 1- 20% , vorzugsweise 5-10% dünner ist als die Breite des Trennrings in der Bohrung.

12. System eines Trennschleifringes nach Ansprüchen 1-11, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen den Spanntafeln (2) eine Dämpfungsfolie eingelegt oder aufgeklebt ist.

13. System eines Trennschleifringes nach Ansprüchen 1-12, dadurch gekennzeichnet, dass in den Spanntafeln Schlitze (2a) und-oder zusätzliche..

Bohrungen (2b) als Aufspannhilfe oder zusätzliche Spannkraftverstärkung angebracht sind.

14. Verfahren zur Herstellung eines Trennschleifringes nach Ansprüchen 1-13, gekennzeichnet dadurch, dass die seitlichen Ausnehmungen (3) mittels Schablonen bereits mitgepresst, oder alternativ diese nachträglich eingeschliffen werden.

P a t e n t a n s p r ü c h e

10. Systemverbindung eines armierten Trennschleifringes nach Ansprüche 1-9, dadurch gekennzeichnet, dass in den Spanntafeln Schlitze (2a) und oder zusätzliche Bohrungen (2b) als Aufspannhilfe oder zusätzliche Spannkraftverstärkungen angebracht sind.

ll.Verfahren zur Herstellung eines Trennschleifringes nach Ansprüche 1-10, gekennzeichnet dadurch, dass die beidseitig versetzten Ausnehmungen (3) mittels Schablonen bereits mitgepresst, oder alternativ diese nachträglich eingeschliffen werden.

NACHGEREICHT