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Die
Erfindung betrifft eine Lamellenschleifscheibe, umfassend einen
rotationssymmetrischen Trägerteller,
auf welchen ringförmig
um den Umfang verteilt flächige
Lamellen aus Schleifmaterial an jeweils einer ihrer Kanten so angehaftet
sind, dass sie sich von einem inneren Bereich des Trägertellers
zu einem äußeren Bereich
erstrecken und ihre äußeren Enden über den
Umfang des Trägertellers überstehen,
wobei die Ebenen der Lamellen mit der Ebene des Trägertellers
jeweils einen festen, spitzen Winkel einschließen.
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Aus
dem Stand der Technik sind Fächerschleifscheiben
bekannt, wobei auf einem Trägerteller Schleiflamellen
fächerartig
um den Umfang des Trägertellers
angeordnet sind. Bei solchen herkömmlichen Fächerschleifscheiben überlappen
sich jeweils mehrere Lamellen. Jede Lamelle ist auf einer Seite
durch mehrere benachbarte Lamellen unterstützt und ist daher auf dieser
Seite vom Trägerteller
beabstandet. An der gegenüberliegenden
Seitenkante liegen die Lamellen jedoch auf dem Trägerteller
auf. Dadurch sind die Lamellen unter einem relativ flachen Winkel
gegenüber
dem Trägerteller
verkippt. Derartige Fächerschleifscheiben
werden vorzugsweise in Winkelschleifgeräten zur Entfernung von Schweißnähten und
Graten eingesetzt. Der Arbeitsbereich einer herkömmlichen Fächerschleifscheibe liegt vornehmlich
in deren äußeren Umfangsbereich. Die
Arbeitsfläche
wird jedoch durch die jeweils vom Trägerteller abgewandten Seiten
der Lamellen gebildet und ist im wesentlichen parallel zum Trägerteller.
Bei einem Schleifvorgang muss daher eine herkömmliche Fächerschleifscheibe unter einem
verhältnismäßig flachen
Winkel auf die Werkstückoberfläche aufgesetzt werden.
Oberflächen
in Ecken und Kanten sind damit häufig
nicht zugänglich.
Schweißnähte und
Grate in Kanten sind mit einer herkömmlichen Fächerschleifscheibe daher nur
schwer zu bearbeiten. Insbesondere können damit keine weichen Schleifübergänge erzielt
werden.
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Vor
diesem Hintergrund ist es Aufgabe der Erfindung, die bekannten Schleifscheiben
in der Weise zu verbessern, dass damit Kanten besser bearbeitet
werden können.
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Die
Lösung
der Aufgabe gelingt mit einer Lamellenschleifscheibe gemäß dem unabhängigen Sachanspruch
1. Eine erfindungsgemäße Lamellenschleifscheibe
umfasst demnach einen rotationssymmetrischen Trägerteller, auf welchem ringförmig um
den Umfang verteilt flächige
Lamellen aus Schleifmaterial an jeweils einer ihrer Kanten so angehaftet
sind, dass sie sich von einem inneren Bereich des Trägertellers
zu einem äußeren Bereich
erstrecken und ihre äußeren Enden über den
Umfang des Trägertellers überstehen.
Dadurch wird der Durchmesser der Lamellenschleifscheibe im Vergleich
zum Trägerteller
vergrößert und
die äußeren Lamellenenden
bilden eine äußere Umfangskante.
Die Ebenen der Lamellen bilden mit der Ebene des Trägertellers
jeweils einen festen spitzen Winkel, der größer als 0° ist und kleiner als 90°. Wenn die
Ebene des Trägertellers
und die Ebene der Schleiflamelle einen Winkel von kleiner als 90° einschließen und
die Lamellen eine gleichmäßige Dicke
aufweisen, so lässt
sich naturgemäß zwischen
der rückwärtigen Seite
der Lamelle und dem Trägerteller
ein Winkel von über
90° messen.
Diese rückwärtige Seite
der Lamellen wird im folgenden als dem Trägerteller abgewandte Seite
bezeichnet.
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Erfindungsgemäß sind die
Lamellen außerdem
so angeordnet, dass sie an ihren äußeren Enden an der äußeren Umfangskante
im Ruhezustand räumlich
in der Weise voneinander getrennt sind, dass sie bei geringem Druck
auf die äußere Umfangskante
oder auf ihre vom Trägerteller
abgewandte Seite elastisch nachgeben. Bei stärkerem Druck geben sie erfindungsgemäß nur so
weit nach, bis die äußeren Enden
mehrerer benachbarter Lamellen aufeinander zum Aufliegen kommen,
sich dadurch gegenseitig unterstützen,
und so zusammen einen starren Überstand
bilden. Durch den stärkeren
Druck und den Kontakt der einzelnen benachbarten Lamellen werden
die Lamellen zu einem festen Paket verdichtet und ähneln dann
in ihrer Steifigkeit einer verpressten herkömmlichen Fächerschleifscheibe.
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Diese
Konstruktion ermöglicht
im Betrieb eine Doppelfunktion der erfindungsgemäßen Lamellenschleifscheibe.
Der Druck auf die Lamellen wird durch den Anpressdruck, mit dem
eine sich drehende Schleifscheibe auf ein Werkstück gedrückt wird, reguliert. Bei einem
geringen Anpressdruck der Scheibe auf eine Werkstückoberfläche kann
ein geringer Materialabtrag erreicht werden. Die erfindungsgemäße Lamellenschleifscheibe
eignet sich dann beispielsweise zum feinentgraten und für weiche
Schleifübergänge. Bei
stärkerem
Schleifdruck versteifen sich die Lamellen gegenseitig und es entsteht
ein harter Kontakt mit der Werkstückoberfläche, so dass ein größerer Materialabtrag
er reicht werden kann. Mit der erfindungsgemäßen Lamellenschleifscheibe
können
daher zwei verschiedene Arbeitsgänge
durchgeführt
werden, was zeitaufwändige
Scheibenwechsel unnötig
macht.
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Zusätzlich ist
die Arbeitsfläche
der Lamellenschleifscheibe bei stärkerem Anpressdruck durch die
Verformung der Lamellen gegenüber
einer herkömmlichen
Fächerschleifscheibe
in Richtung zur äußeren Mantelfläche hin
verschoben. Diese äußere Mantelfläche wird
durch die äußeren Enden
der verbogenen Lamellen gebildet. Dies ermöglicht, dass die erfindungsgemäße Schleifscheibe
auch unter einem sehr steilen Winkel auf eine Werkoberfläche aufgesetzt
werden kann. Dies ermöglicht
es mit der Umfangskante bzw. der Zylindermantelfläche, welche
durch die äußeren Lamellenenden
gebildet ist, auch in sonst unzugänglichen Ecken zu schleifen.
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Zum
Antrieb der Lamellenschleifscheibe mit einer Antriebsmaschine weist
der Trägerteller
im Zentrum eine Durchlassöffnung
zur Aufnahme einer Antriebswelle auf. Die Durchlassöffnung kann
einfach zylindrisch sein, beispielsweise mit einem Durchmesser von
15/16'' oder 22,2 mm. Alternativ
kann die Durchlassöffnung auch
ein Innengewinde aufweisen, zum Beispiel ein M10, M14 oder 5/8''. Für
das Schleifen in Kanten ist es auch günstig, wenn der Trägerteller
flach ausgeführt
ist.
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Die
Lamellen können
so angeordnet sein, dass sie einander an ihren dem Zentrum des Trägertellers zugewandten
Enden berühren.
Entsprechend der ringförmigen
Anordnung sind jedoch die äußeren, über den Trägerteller
hinausstehenden Enden voneinander beabstandet. Dabei sollen die
Lamellen so dicht angeordnet sein, dass bei lokalem Druck auf einzelne
Lamellen, mehrere Lamellen in Kontakt miteinander geraten und sich gegenseitig
so unterstützen,
dass der Überstand
der Lamellenenden über
den Trägerteller
an dieser Stelle starr wird. Die äußeren Lamellenenden müssen daher
zwar voneinander beabstandet sein damit sie sich verformen können, sie
dürfen
aber auch nicht zu weit voneinander entfernt angeordnet sein, damit
sich jeweils mehrere Lamellen unterstützen können. Ist der Zwischenraum
zu groß,
so können
sich die Lamellen auch bei starker Anpressdruck nicht ausreichend
zu einem Paket verdichten und würden
daher nur weiter federnd wirken. Der am äußeren Umfangsrand gemessene
Zwischenraum zwischen zwei äußeren Lamellenenden
sollte daher möglichst
nicht größer als
2 mm sein.
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In
einer bevorzugten Weiterbildung der Erfindung entspricht daher der
Abstand der äußeren Enden jeweils
zweier benachbarter Lamellen im Mittel dem zwei- bis dreifachen
der Lamellendicke. Als Abstand ist hier die Summe der Lamellendicke
und des Zwischenraumes zwischen den Lamellen bezeichnet. Die Mittelung
bezieht sich dabei auf die gesamte Scheibe, wobei naturgemäß die Schwankungen
der Abstände
möglichst
gering sein sollen.
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In
einer besonders bevorzugten Variante entspricht der Abstand der äußeren Enden
zweier benachbarter Lamellen jeweils zwischen 2,5 und 3,5 mm. Dementsprechend
und in Abhängigkeit
von der Größe der Scheibe
ist auch die Anzahl der Lamellen und der Zwischenwinkel, welche
benachbarten Lamellen miteinander einschließen, bestimmt.
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Grundsätzlich können die
Lamellen radial oder tangential angeordnet sein, das heißt die Verlängerungen
der Mittelgeraden durch jede Lamelle können sich im Zentrum der Scheibe
schneiden oder jeweils unter einem Winkel zur radialen Richtung
verkippt sein. Gemäß einer
bevorzugten Weiterbildung verlaufen die Kanten der Lamellen, an
welchen sie am Trägerteller
angehaftet sind, entlang einem Radius des Trägertellers. Das bedeutet, die
entsprechenden Kanten aller Lamellen laufen auf das Zentrum des
Trägertellers
zu.
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In
der folgenden Tabelle sind beispielhaft günstige Lamellenzahlen für verschiedene
Scheibendurchmesser von 100 mm bis 178 mm angegeben. Der Durchmesser
bezieht sich auf den Gesamtdurchmesser der mit Lamellen bestückten Scheibe.
Im Vergleich dazu ist der Durchmesser des Trägertellers um den zweifachen Betrag
des Überstandes
kleiner. Die folgenden Angaben sind beispielsweise für Lamellen
mit einer Dicke von 1,5 mm günstig.
Durchmesser
[mm] | Lamellenanzahl (Bereich) | bevorzugte
Lamellenanzahl | Abstand
der Lamellen (Lamellendicke + Zwischenraum) [mm] | Zwischenwinkel
[°] |
100 | 90
bis 105 | 100 | 3.1 | 3,6 |
115 | 110
bis 130 | 120 | 3.0 | 3,0 |
125 | 120
bis 140 | 130 | 3.0 | 2,8 |
150 | 140
bis 170 | 156 | 3.0 | 2,3 |
178 | 170
bis 200 | 185 | 3.0 | 2,0 |
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Bei
einem Gesamtdurchmesser der Scheibe von 125 mm und einem mittleren
Abstand der äußeren Lamellenenden
von ca. 3 mm können
also beispielsweise 130 Lamellen auf der Scheibe angebracht sein.
Auf 360° verteilt,
schließen
dann jeweils zwei Lamellen einen Zwischenwinkel von 2,8° miteinander
ein.
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In
einer bevorzugten Ausführungsvariante
beträgt
der Gesamtdurchmesser der Lamellenschleifscheibe zwischen 120 und
130 mm. Die Anzahl der Lamellen beträgt entsprechend vorzugs weise
zwischen 120 und 140 Lamellen. Die Lamellen haben dabei eine bevorzugte
Länge von
30 bis 35 mm.
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In
einer anderen bevorzugten Variante hat die Lamellenschleifscheibe
einen Durchmesser zwischen 170 mm und 185 mm und umfasst 160 bis
220 Lamellen. Die Länge
der Lamellen bei dieser größeren Variante der
Lamellenschleifscheibe beträgt
vorzugsweise zwischen 35 und 45 mm.
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Erfindungsgemäß stehen
die Lamellenenden über
den äußeren Umfangsrand
des Trägertellers über und
bilden einen Überstand.
Vorzugsweise ist der Radius der Scheibe durch diesen Überstand
um mindestens 10 mm über
den Radius des Trägertellers
vergrößert. Bei
der oben genannten größeren Variante
der Lamellenschleifscheiben ist sogar ein noch größerer Überstand
von mindestens 15 mm günstig.
Der Überstand
sollte jedoch zweckmäßig auch
nicht mehr als 20 mm betragen, da sonst eventuell die Stabilität des Überstandes nachlässt.
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Die
Breite der Lamellen beträgt
vorzugsweise zwischen 13 und 20 mm. Im Vergleich zu einer herkömmlichen
Fächerschleifscheibe
sind die Lamellen gegenüber
der Ebene des Trägertellers
steiler aufgestellt und schließen
einen größeren Winkel
mit dieser ein.
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In
einer bevorzugten Weiterbildung der erfindungsgemäßen Lamellenschleifscheibe
beträgt
der Winkel, welchen Lamellen und Trägerteller einschließen, zwischen
40° und
70°. Durch
die Verkippung der Lamellen gegenüber dem Trägerteller ist die Höhe des Lamellenrings über dem
Trägerteller
geringer als die Lamellenbreite. beispielsweise beträgt die Höhe 10 mm
bei einer Lamellenbreite von 13 mm und einem Verkippungswinkel von
50°.
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Die
Lamellen sind streifenförmig
und können
aus Schleifgewebe oder Schleifpapier bestehen. In einer bevorzugten
Weiterbildung bestehen die Lamellen aus einem Schleifgewebe, welches
durch ein mit Schleifkorn besetztes Gewebe gebildet ist. Geeignet
ist ein Mischgewebe aus Baumwolle und Polyester oder ein Hanf/Flachs/Sisal-Gewirke,
das den im Betrieb auftretenden hohen mechanischen Belastungen standhält. Die Lamellen
sind zumindest auf ihrer dem Trägerteller
abgewandten Seite abrasiv ausgestaltet. Bevorzugt sind Lamellen
mit Zirkonkorundbestreuung. Je nach Körnung und Stärke der
Grundlage wie Gewebe oder Papier weisen die Lamellen eine bestimmte
Dicke und auch eine Biegesteifigkeit auf. Die Körnung der Schleiflamellen beträgt dabei
vorzugsweise zwischen 40 und 100, besonders bevorzugt zwischen 40
und 60.
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Damit
die Lamellen auf Druck nachgeben können und dabei die Klebestelle
nicht bricht, besitzt der Klebstoff, mit dem die Lamellen auf dem
Trägerteller
angehaftet sind, vorzugsweise eine Restelastizität. Geeignet ist beispielsweise
Polyurethankleber und Kalt- oder Heißkleber. Eine Restelastizität ermöglicht auch eine
zusätzliche
Dämpfungswirkung
an der Verbindungsstelle zwischen Lamellen und Trägerteller.
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Zur
Herstellung einer erfindungsgemäßen Lamellenschleifscheibe
ist es günstig,
wenn der Trägerteller einen
Anschlagring in Form einer ringförmigen
Erhebung auf der Oberfläche
aufweist, welcher die Innenkante der Lamellen festlegt. Die Innenkanten
der Lamellen stehen dann von außen
an diesen Anschlagring an. Auch zwischen dem Anschlagring und den
Innenkanten der Lamellen kann eine Klebeverbindung günstig sein.
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In
einer bevorzugten Weiterbildung weist der Anschlagring zur besseren
Verankerung des Klebers außerdem
an seiner äußeren Mantelfläche eine
ringförmige
Hinterschneidung auf. Bei der Verklebung des Trägertellers mit den Lamellen
kann so der Klebstoff in diese Hinterschneidung fließen und
daher für
eine bessere Verankerung sorgen. Günstig für einen guten Halt der Lamellen
auf dem Trägerteller
ist es außerdem,
wenn die Auflagefläche
für die
Lamellen auf dem Trägerteller
eine Struktur aufweist, die ein Verrutschen der Lamellen verhindert.
Geeignet ist hier besonders eine Oberfläche mit pyramidenförmigen Erhebungen,
die einerseits für
eine höhere
Klebeoberfläche
sorgen und andererseits ein durch Vibrationen verursachtes Verrutschen
der Lamellen verhindern.
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Der
Trägerteller
besteht vorzugsweise aus einem spanbaren Material, das sich leicht
trimmen lässt. Ein
solches Material ist beispielsweise ein Kunststoff, wie ABS, oder
ein mit Naturfasern verstärkter
Kunststoff. Geeignet ist hierbei besonders ein Hanffaser-Polypropylen
Gemisch. Ein solcher Trägerteller
kann beispielsweise im Spritzgussverfahren aus Granulat hergestellt
werden, wobei das Granulat aus Hanffasern und einem Bindemittel
besteht.
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Im
folgenden soll die Erfindung anhand des in den 1 bis 6 dargestellten
Ausführungsbeispiels weiter
erläutert
werden. Es zeigen schematisch:
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1:
eine Lamellenschleifscheibe in Draufsicht auf die Oberseite mit
Lamellen;
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2:
eine Lamellenschleifscheibe in Seitenansicht;
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3:
eine Teilansicht einer Lamellenschleifscheibe in Draufsicht;
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4:
eine Seitenansicht einer Lamellenschleifscheibe mit elastisch verbogenen
Lamellen;
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5:
Lamellenschleifscheibe im vertikalen Schnitt durch das Scheibenzentrum;
und
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6:
den Einsatz einer Lamellenschleifscheibe zur Entgratung in einer
Kante.
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Eine
Lamellenschleifscheibe 10 umfasst einen Trägerteller 11 und
um den Umfang angeordnete Lamellen 12. Der Trägerteller 11 weist
im Zentrum eine Durchlassöffnung 21 für die Montage
auf einer Antriebswelle 22 einer Antriebsmaschine auf.
Die Durchlassöffnung 21 kann
mit verschiedenen Befestigungsvorrichtungen zur drehfesten Montage
auf der Antriebswelle 22 ausgestattet sein. Der Trägerteller 11 weist
außerdem einen
Anschlagsring 18 auf, an dem die Lamellen 12 mit
ihren inneren Enden 19 anstehen. Die Lamellen 12 sind
gleichmäßig um den
Umfang des Trägertellers 11 verteilt.
Sie sind mit einer Seitenkante an den Trägerteller angehaftet und schließen an dieser
Klebekante einen Winkel α mit
dem Trägerteller
ein. Dieser Winkel α ist
für alle
Lamellen gleich groß.
Die in den Figuren dargestellten unterschiedlichen Winkel deuten
lediglich die perspektivische Ansicht an. Die Lamellen 12 sind
auf dem Trägeteller
so angeordnet, dass ihre mittlere Längsachse entlang einem Radius
des Trägertellers
ausgerichtet ist. Die Klebekante jeder Lamelle fällt daher nicht mit einem Radius
des Trägertellers
zusammen. Die Lamellen stoßen
mit ihrem inneren Ende 19 an einen Anschlagring 18 an
und sind dadurch in ihrer radialen Position definiert. Das äußere Ende 14 der
Lamellen steht über
den Umfang des Trägertellers über und
bildet einen Überstand 17.
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Bei
Druck auf die Lamellenenden in Umfangsrichtung, angedeutet durch
den Pfeil 15 in 4, geben die Lamellen elastisch
nach, bis sie in Kontakt mit der benachbarten Lamelle kommen und
diese ebenfalls elastisch verformen. Die gleiche Wirkung erzielt
man durch Druck auf die von dem Trägerteller abgewandte Oberseite
der Lamellen in Richtung hin zum Trägerteller angedeutet durch
Pfeil 16 in 4. Der Druck bewirkt, dass sich
mehrere benachbarte Lamellen aneinander anlegen, sich dabei gegenseitig
unterstützen
und auf diese Weise einen starren Überstand bilden. Durch diese Überlappung
und Anlagerung der äußeren Enden 14 der
Schleiflamellen 12 wird eine harte Schleifoberfläche gebildet.
Die Schleifoberfläche
ist zu der durch die Lamellenenden 14 gebildeten Zylindermantelfläche verschoben.
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An
ihren inneren Enden 19 sind die einzelnen Lamellen 12 an
dem Anschlagring 18 angelagert. Der Anschlagring 18 weist
eine ringförmige
Hinterschneidung 20 auf. In dieser Hinterschneidung 20 kann
Klebstoff zur Verbindung von Lamellen 12 und Trägerteller 11 bei
der Produktion hineinfließen
und auf diese Weise für eine
bessere Verankerung sorgen.
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Zum
Entfernen von Schweißnähten 23 in
Kanten kann die Lamellenschleifscheibe 10 unter einem steilen
Winkel an dem Grad angesetzt werden, da bei starkem Druck auch die
Zylindermantelfläche
der Lamellenschleifscheibe 10 eine Schleifoberfläche bildet.