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Die
Erfindung betrifft eine Schleiflamelle, insbesondere für rotierend
antreibbare Schleifscheiben sowie eine Schleifscheibe mit solchen
Schleiflamellen.
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Schleifscheiben,
welche eine Mehrzahl von Schleiflamellen aufweisen, werden auf einer
Antriebsmaschine aufgesetzt, um z.B. Werkstücke oberflächenschleifend bearbeiten zu
können.
Derartige Schleifscheiben und Schleiflamellen sind nach dem Stand
der Technik in verschiedensten Ausführungsformen bekannt.
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EP 1 142 673 B1 offenbart
Schleiflamellen, die zwei zueinander parallele Kanten und zwischen diesen
eine konvex und eine konkav geformte dritte und vierte Kante aufweisen.
Die Schleiflamellen werden dachziegelartig überlappend auf einem ringförmigen Trägerabschnitt
eines Trägers
aufgebracht.
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Die
konvex und konkav geformten Kanten sind dabei als Kreisbögen ausgestaltet
und weisen denselben Radius auf, wobei die Mittelpunkte der Kreisbögen auf
einer Linie versetzt zueinander angeordnet sind. Somit lassen sich
die Schleiflamellen kontinuierlich von einem Endlosband abschneiden, wobei
keiner oder nur ein geringer Verschnitt entsteht.
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DE 200 18 756 U1 zeigt
Elemente für
ein Schleif- oder Polierwerkzeug, die ähnlich aufgebaut sind und von
einem Endlosband kontinuierlich abgeschnitten werden können. Hierbei
werden die einzelnen Elemente jedoch nicht dachziegelartig überlappend
auf einen Träger
angeordnet, sondern zu einer Ronde zusammen gesetzt.
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Aufgabe
der vorliegenden Erfindung ist es, eine Schleiflamelle sowie eine
Schleifscheibe vorzuschlagen, bei deren Herstellung ein minimaler
Verschnitt anfällt.
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Die
Aufgabe wird erfindungsgemäß durch eine
Schleiflamelle, insbesondere für
rotierend antreibbare Schleifscheiben, gelöst, welche eine Außenkante
und eine Innenkante, die in einem ersten Schnittpunkt ineinander übergehen,
umfasst, wobei die Innenkante zumindest über einen Teil ihrer Erstreckung
einen konkaven Abschnitt aufweist, der deckungsgleich mit einem
konvexen Abschnitt der Außenkante
ausgebildet ist, wobei sich der konvexe Abschnitt der Außenkante
ausgehend vom ersten Schnittpunkt über einen Teil der Außenkante
erstreckt und wobei der konkave Abschnitt der Innenkante und der
konvexe Abschnitt der Außenkante punktsymmetrisch
zueinander angeordnet sind.
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Durch
die punktsymmetrische Ausbildung und Anordnung des konvexen Abschnitts
und des konkaven Abschnitts können
zwei Schleiflamellen derart aus einem Bandmaterial herausgeschnitten werden,
dass die beiden Schleiflamellen um 180 Grad zueinander verdreht
ineinander greifen, wobei der konkave Abschnitt der Innenkante entlang
dem konvexen Abschnitt der Außenkante
verläuft.
Somit lassen sich die Schleiflamellen derart ineinander verschachtelt
aus einem Bandmaterial herausschneiden, dass nur ein geringer Verschnitt
entsteht.
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Die
Schleiflamelle weist ferner eine Verbindungskante auf, so dass die
Außenkante,
die Innenkante und die Verbindungskante die Schleiflamelle umgrenzen.
Hierbei geht die Innenkante in einem zweiten Schnittpunkt in die
Verbindungskante und die Verbindungskante in einem dritten Schnittpunkt
in die Außenkante über.
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Vorzugsweise
ist vorgesehen, dass die Außenkante
einen kreisbogenförmigen
Abschnitt mit einem ersten Mittelpunkt aufweist, dass der kreisbogenförmige Abschnitt
in einen Übergangsabschnitt größerer Krümmung übergeht
und dass die Außenkante
mit dem Übergangsabschnitt
im ersten Schnittpunkt in die Innenkante übergeht.
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Hierbei
kann vorgesehen sein, dass sich der konvexe Abschnitt der Außenkante
ausgehend vom ersten Schnittpunkt über den Übergangsbereich und einen Teil
des kreisbogenförmigen
Abschnitts der Außenkante
erstreckt.
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Vorzugsweise
ist entsprechend vorzusehen, dass der konkave Abschnitt der Innenkante
einen kreisbogenförmigen
Abschnitt mit einem zweiten Mittelpunkt aufweist, der in einen Übergangsabschnitt größerer Krümmung übergeht.
Hierbei ist der Radius des kreisbogenförmigen Abschnitts der Innenkante identisch
zum Radius des kreisbogenförmigen
Abschnitts der Außenkante.
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Durch
die Übergangsabschnitte
größerer Krümmung wird
gewährleistet,
dass die Schleiflamelle eine variable radiale Breite bezogen auf
den ersten Mittelpunkt aufweist. Hierdurch ergibt sich, wenn die einzelnen
Schleiflamellen derart dachziegelartig aufeinander gelegt werden,
dass die kreisbogenförmigen
Abschnitte der Außenkanten
gemeinsam eine Außenkontur
der Schleifscheiben bilden, ein gestufter innerer Bereich an den
Innenkanten, so dass jede einzelne Schleiflamelle über einen
großen
Winkelbereich der Innenkante um den ersten Mittelpunkt z.B. mit
einem Träger
einer Schleifscheibe verklebt werden kann.
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Hierbei
können
der Übergangsabschnitt
der Außenkante
und der Übergangsabschnitt
der Innenkante spiralförmig
gestaltet sein.
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Um
einen stetigen Übergang
zwischen den kreisbogenförmigen
Abschnitten und den spiralförmigen
Abschnitten zu gewährleisten,
ist vorgesehen, dass der Pol des spiralförmigen Übergangsabschnitts der Außenkante
identisch mit dem zweiten Mittelpunkt ist und der Pol des spiralförmigen Übergangsabschnitts
der Innenkante identisch mit dem ersten Mittelpunkt ist.
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Um
eine einfache Geometrie der Schleiflamelle zu gewährleisten,
kann vorgesehen sein, dass die Innenkante ausgehend vom ersten Schnittpunkt einen
Zwischenabschnitt aufweist, der in den konkaven Abschnitt der Innenkante übergeht.
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Vorzugsweise
werden die Schleiflamellen aus einem fortlaufenden Band mit einer
definierten Breite mittels Laserschneiden ausgeschnitten.
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Ferner
wird die Aufgabe durch eine Schleifscheibe mit einem tellerförmigen Träger, der
rotierend um eine Achse antreibbar ist, und mit einer Mehrzahl von
vorangenannten Schleiflamellen versehen ist, die sich teilweise überlappend
auf dem Träger
befestigt sind, gelöst.
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Hierbei
werden die einzelnen Schleiflamellen derart angeordnet, dass die
ersten Mittelpunkte aufeinander liegen und die Schleiflamellen zum
ersten Mittelpunkt winkelversetzt zueinander angeordnet sind.
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Somit
wird die Außenkontur
der Schleifscheibe durch die kreisbogenförmigen Abschnitte der Außenkanten
der Schleiflamellen gebildet.
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Vorzugsweise
ist der Träger
der Schleiflamelle tellerförmig
ausgebildet, wobei auf diesem ein Ring von einander teilweise überlappenden
Schleiflamellen angeordnet ist. Die Schleiflamellen können dabei
auf dem Trägerelement
durch ein Harz verklebt werden. Der tellerförmige Träger kann dabei aus einem Metall,
einem harzgebundenen, Glasfasergewebe, einem Fasermaterial, einem
Kunststoffmaterial oder einem anderen festen bzw. harten, zähen möglichst
nicht splitternden Material bestehen. Auch Materialkombinationen
sind möglich,
z.B. zum partiellen Verstärken
des Trägers
im Bereich um eine zentrale Öffnung,
welche zum Eingreifen eines Einspannzapfens einer Antriebsmaschine
dient, auf der die Schleifscheibe befestigt wird. Es ist auch möglich, eine
Schleifscheibe ohne separaten Träger
herzustellen. Hierbei werden die einzelnen Schleiflamellen wie bereits
beschrieben teilweise überlappend
um die ersten aufeinanderliegenden Mittelpunkte angeordnet und mittels
eines Harzes miteinander verklebt, wobei die Harzschicht selber
zusammen mit den Schleiflamellen eine ausreichende Steifigkeit der Schleifscheibe
entstehen lässt.
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Ein
bevorzugtes Ausführungsbeispiel
wird anhand der Zeichnungen näher
erläutert.
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Hierin
zeigt
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1 eine
Draufsicht auf eine Rückseite
einer erfindungsgemäßen Schleiflamelle;
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2 eine
Draufsicht auf eine Vorderseite einer erfindungsgemäßen Schleifscheibe;
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3 eine
Draufsicht auf eine Rückseite
einer Schleifscheibe gemäß 2 und
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4 ein
Schnittmuster für
eine erfindungsgemäße Schleiflamelle.
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1 zeigt
eine Schleiflamelle 1, die von einer Außenkante 2, einer
Innenkante 3 und einer Verbindungskante 4 umgrenzt
ist. Hierbei geht die Außenkante 2 in
einem ersten Schnittpunkt S1 in die Innenkante 3,
die Innenkante 3 in einem zweiten Schnittpunkt S2 in die Verbindungskante 4 und
die Verbindungskante 4 in einem dritten Schnittpunkt S3 in die Außenkante 2 über.
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Die
Außenkante 2 weist über einen
Teil ihrer Erstreckung einen konvexen Abschnitt 16 auf,
der im ersten Schnittpunkt S1 beginnt und
in einem ersten Punkt P1 der Außenkante 2 endet.
Die Innenkante 3 weist über
einen Teil ihrer Erstreckung einen konkaven Abschnitt 7 auf,
der in einem zweiten Punkt P2 der Innenkante 3 beginnt
und im zweiten Schnittpunkt S2 endet. Der
konkave Abschnitt 7 der Innenkante 3 weist ausgehend
vom zweiten Punkt P2 denselben Verlauf auf,
wie der konvexe Abschnitt 16 ausgehend vorn ersten Schnittpunkt
S1. Hierzu sind der konvexe Abschnitt 16 und
der konkave Abschnitt 7 um einen Symmetriepunkt SP punktsymmetrisch zueinander angeordnet.
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Durch
die punktsymmetrische Ausbildung und Anordnung des konvexen Abschnitts 16 und
des konkaven Abschnitts 7 können zwei Schleiflamellen 1 derart
aus einem Bandmaterial herausgeschnitten werden, dass die beiden
Schleiflamellen 1 um 180° zueinander
verdreht ineinander greifen, wobei der konvexe Abschnitt 16 der
Außenkante 2 entlang
dem konkaven Abschnitt 7 der Innenkante 3 verläuft. Somit
lassen sich die Schleiflamellen 1 derart ineinander verschachtelt
aus einem Bandmaterial herausschneiden, dass nur ein geringer Verschnitt
entsteht.
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Die
Außenkante 2 weist
einen kreisbogenförmigen
Abschnitt 5 mit einem Mittelpunkt M1 auf,
der sich über
den Winkelbereich α von
einem ersten Strahl R1 zu einem zweiten
Strahl R2 erstreckt. An den kreisbogenförmigen Abschnitt 5 schließt sich
ein Übergangsabschnitt 6 an,
dessen Krümmung
größer ist
als die des kreisbogenförmigen
Abschnitts 5 der Außenkante 2,
so dass dessen radialer Abstand zum ersten Mittelpunkt M1 kontinuierlich abnimmt. Der Übergangsabschnitt 6 endet
in dem ersten Schnittpunkt S1, in dem die
Außenkante 2 in
die Innenkante 3 übergeht.
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Die
Innenkante 3 weist einen kreisbogenförmigen Abschnitt 8 auf,
der vom zweiten Schnittpunkt S2 ausgeht
und einen zweiten Mittelpunkt M2 aufweist.
Der zweite Mittelpunkt M2 ist versetzt zum
ersten Mittelpunkt M1 angeordnet. Der kreisbogenförmige Abschnitt 8 der
Innenkante 3 erstreckt sich von einem ersten Strahl r1 über
einen Winkelbereich β zu einem
zweiten Strahl r2, Der Radius des kreisbogenförmigen Abschnitts 8 der
Innenkante 3 ist identisch zum Radius des kreisbogenförmigen Abschnitts 5 der
Außenkante 2.
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An
den kreisbogenförmigen
Abschnitt 8 der Innenkante 3 schließt sich
ein Übergangsabschnitt 9 an,
dessen Krümmung
größer ist
als die des kreisbogenförmigen
Abschnitts 8 der Innenkante 3, so dass dessen
radialer Abstand zum zweiten Mittelpunkt M2 kontinuierlich
abnimmt. Dieser Übergangsabschnitt 9 ist
entsprechend dem Übergangsabschnitt 6 der
Außenkante 2 gebildet.
Der Übergangsabschnitt 6 der Außenkante 2 ist
spiralförmig
ausgebildet, wobei der Pol durch den zweiten Mittelpunkt M2 gebildet ist. Der spiralförmige Übergangsabschnitt 6 erstreckt
sich über
einen Winkel γ ausgehend
von einem Strahl R' bis
zum Strahl R''. Der Übergangsabschnitt 9 der
Innenkante 3 ist ebenfalls spiralförmig ausgebildet, wobei der
Pol durch den ersten Mittelpunkt M1 dargestellt
ist. Der spiralförmige Übergangsabschnitt 9 erstreckt
sich über
den Winkel δ ausgehend
vom Strahl r' zum
Strahl r''. Die Strahlen R1, R2, r', r'' und r''' gehen vom ersten
Mittelpunkt M1 aus und die Strahlen r1, r2, R' und R'' gehen vom zweiten Mittelpunkt M2 aus, wobei die Strahlen r', R' gleich lang sind
und der Strahl r'' genauso lang ist
wie der Strahl R''. Somit entspricht
ein Teil der Kontur des kreisbogenförmigen Abschnitts 8 und
des spiralförmigen Übergangsabschnitts 9 der
Innenkante 3 einem Teil der Kontur des kreisbogenförmigen Abschnitts 5 und
des spiralförmigen Übergangsabschnitts 6 der
Außenkante 2.
Hier durch wird es ermöglicht,
dass zwei Lamellen 1 ineinander verschachtelt werden können. Hierbei
liegen die spiralförmigen Übergangsabschnitte 6 und 9 sowie
ein Teil des kreisbogenförmigen
Abschnitts 5 der Außenkante 2 und
der kreisbogenförmige
Abschnitt 8 der Innenkante 3 aneinander. Die Strahlen
R2, R',
r2 und r' liegen
auf einer gemeinsamen Geraden, die die beiden Mittelpunkte M1 und M2 enthält.
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Die Übergangsabschnitte 6, 9 können auch anders
als spiralförmig
realisiert werden. Es kann sich hierbei z.B. um kreisbogenförmige Abschnitte handeln,
deren Mittelpunkt zum Mittelpunkt der angrenzenden kreisbogenförmigen Abschnitte 5, 8 versetzt
sind. Grundsätzlich
sind auch gerade Kanten denkbar.
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Die
Innenkante 3 weist ferner an den spiralförmigen Übergangsabschnitt 9 stetig
anschließend einen
Zwischenabschnitt 10 auf, der sich über den Winkelbereich ε erstreckt.
Der Zwischenabschnitt 10 ist spiralförmig ausgebildet und setzt
die Spiralform des Übergangsabschnitts 9 fort.
Der Pol wird daher vom Mittelpunkt M1 dargestellt.
Der Zwischenabschnitt 10 kann jedoch auch anders, z. B.
kreisbogenförmig,
gestaltet sein.
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2 zeigt
eine Draufsicht einer Schleifscheibe 15 mit sechs erfindungsgemäßen Schleiflamellen 1 gemäß 1.
Die Schleiflamellen 1 sind derart zueinander angeordnet,
dass ihre ersten Mittelpunkte M1 aufeinander
liegen und sie gleichmäßig winkelversetzt
zueinander angeordnet sind. Hierbei bilden die kreisbogenförmigen Abschnitte 5 der
Außenkante 2 gemeinsam
eine Außenkontur 11 der Schleifscheibe.
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Die
Schleiflamellen 1 sind auf einem Träger 12 aufgeklebt,
der eine zentrale Bohrung 13 zum Befestigen der Schleifscheiben 15 an
einem Werkzeug aufweist.
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3 zeigt
eine Rückansicht
der Schleifscheibe gemäß 2 ohne
Träger.
Hierbei ist erkennbar, dass sich aufgrund der spiralförmigen Übergangsabschnitte
an einem Innenumfang 14 der Schleifscheibe 15 ein
stufenförmiger
Bereich ergibt. Eine der Schleiflamellen 1 ist schwarz
hervorgehoben, wobei die schwarze Fläche diejenige Fläche wiedergibt,
welche auf einem Träger
der Schleifscheibe 15 verklebt werden kann. Hierbei ist
ersichtlich, dass die Schleiflamelle 1 über ihre gesamte Länge der
Innenkante 3 mit einem Träger verklebt werden kann, so
dass sich ein besonders guter Halt der Schleiflamelle 1 auf
dem Träger
ergibt.
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4 zeigt
ein Schnittmuster zur Herstellung erfindungsgemäßer Schleiflamellen. Es ist
ersichtlich wie die Schleiflamellen 1 ineinander verschachtelbar
sind und die im Verlauf übereinstimmenden
Teile der Kanten aneinander liegen. Wenn dieses Schnittmuster auf
ein fortlaufendes Band übertragen
wird, kann somit der Verschnitt äußerst gering
gehalten werden, obwohl die Formgebung der Schleiflamelle 1 komplex
gestaltet ist.
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- 1
- Schleiflamelle
- 2
- Außenkante
- 3
- Innenkante
- 4
- Verbindungskante
- 5
- kreisbogenförmiger Abschnitt
der Außenkante
- 6
- Übergangsabschnitt
der Außenkante
- 7
- konkaver
Abschnitt
- 8
- kreisbogenförmiger Abschnitt
der Innenkante
- 9
- Übergangsabschnitt
der Innenkante
- 10
- Übergangsbereich
- 11
- Außenkontur
- 12
- Träger
- 13
- Bohrung
- 14
- Innenumfang
- 15
- Schleifscheibe
- 16
- konvexer
Abschnitt
- α
- Winkel
- β
- Winkel
- γ
- Winkel
- δ
- Winkel
- ε
- Winkel
- R1
- Strahl
- R2
- Strahl
- R'
- Strahl
- R''
- Strahl
- r1
- Strahl
- r2
- Strahl
- r'
- Strahl
- r''
- Strahl
- r'''
- Strahl
- M1
- erster
Mittelpunkt (Pol des Übergangsabschnitts
der Innenkante)
- M2
- zweiter
Mittelpunkt (Pol des Übergangsabschnitts
der Außenkante)
- P1
- erster
Punkt
- P2
- zweiter
Punkt
- SP
- Symmetriepunkt
- S1
- Schnittpunkt
- S2
- Schnittpunkt