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Die
vorliegende Erfindung betrifft zunächst ein Verfahren zur Herstellung
einer Lamellenschleifscheibe mit einem insbesondere tellerförmigen Träger, der
rotierend um eine Achse antreibbar ist und der eine Mehrzahl von
sich schindelartig überlappenden
Schleiflamellen trägt,
wobei die Schleiflamellen auf einem ringförmigen auf der Achse zentrierten Trägerabschnitt
befestigt, insbesondere aufgeklebt, sind, wobei einer Vorrichtung
zum Bestücken
ein Band eines Schleifmittels zugeführt wird, wobei aus dem Band
geschnittene Schleiflamellen auf den Trägerabschnitt aufgebracht werden.
Die Erfindung betrifft ebenso eine Lamellenschleifscheibe mit einer Mehrzahl
von sich schindelartig überlappenden Schleiflamellen
und die Schleiflamellen selber.
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Solche
Lamellenschleifscheiben und entsprechende Herstellungsverfahren
sind in unterschiedlichen Ausführungsformen
bekannt. So sind Lamellenschleifscheiben bekannt, deren schindelartig überlappende
Schleiflamellen rechteckig geschnitten sind. Diese werden bei der
Fertigung ohne Verlust aus einem fortlaufenden Band geschnitten, wobei
sich tellerförmige
Träger
mit solchen Lamellen vollautomatisch bestücken lassen. Bei der Fertigung werden
die Schleiflamellen einzeln von dem Band abgeschnitten und hintereinander
auf dem Schleifteller angeordnet. Als Nachteil ist jedoch bekannt,
dass die Schleiflamellen am Nabenabschnitt wegen der Überlappung
des Schleiftellers zu einem starken Auftrag führen. Dadurch ist die Zahl
der aufzubringenden Schleiflamellen und damit die Menge des im Außenbereich
der Schleifscheibe befindlichen Schleifbandes begrenzt.
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Um
das Problem des starken Auftragens zu lösen, ist aus
DE 200 06 127 U1 ein Schleifteller
mit Schleiflamellen bekannt, die eine sichelartige Geometrie haben.
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Die
nach Innen abnehmende Breite dieser Schleiflamellen reduziert das
Material an der Stelle, wo es zu dem problematischen Auftrag führt. Da
die sichelartige Geometrie zwei parallele und vor allem gleichlange
Kanten bietet, ist es auch möglich,
diese speziellen Schleiflamellen ohne Verlust aus einem Band zu
schneiden.
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Ähnliche
Lamellen sind in der
DE
10 2006 024 015 A1 offenbart, wobei diese Lamellen die
Form eines Dreieckes mit entweder geraden oder konvex gebogenen
Kanten aufweisen. Insbesondere im Falle der gebogenen Kanten aber
auch bei den dreieckigen Lamellen ist es jedoch problematisch, die
tellerförmigen
Träger
automatisiert mit diesen Schleiflamellen zu bestücken.
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Aufgabe
der Erfindung ist es nunmehr, ein Verfahren zur Herstellung von
Lamellenschleifscheiben vorzuschlagen, das sich einfach und kostengünstig umsetzen
lässt und
das ein vollständig
automatisiertes Bestücken
der tellerförmigen
Träger
mit Schleiflamellen ermöglicht.
Zudem ist es Aufgabe der Erfindung eine Lamellenschleifscheibe vorzuschlagen,
die bei einfacher und kostengünstiger
Fertigung eine Anpassung an verschiedene Einsatzzwecke ermöglicht und
es ist eine weitere Aufgabe der Erfindung eine Schleiflamelle zu
schaffen, die sich ohne Materialverlust aus einem laufenden Band
schneiden lässt,
die zu einem lediglich geringen Materialauftrag im Innenbereich
der Schleifscheibe führt
und die eine automatisierte Weiterverarbeitung ermöglicht.
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Diese
Aufgaben werden durch das Verfahren nach Anspruch 1, die Lamellenschleifscheibe
nach Anspruch 4 und die Schleiflamelle nach Anspruch 7 gelöst. Vorteilhafte
Ausführungsformen
der Erfindung sind in den jeweiligen Unteransprüchen genannt.
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Der
wesentliche Grundgedanke liegt darin, sich der an sich bekannten
Art der Verarbeitung zu bedienen und der Vorrichtung zum Bestücken das Schleifmittel
als Band zuzuführen.
Um das umsetzen zu können,
bedarf es jedoch einer besonderen vorherigen Bearbeitung des Bandes,
nämlich
einem speziellen Zuschnitt. Die Erfindung liegt somit in der Verarbeitung
eines auf spezielle Weise, nämlich
als eine Art ein „Zackenband" vorgeschnittenen
Bandes von Schleifmittel. Dieses „Zackenband" zeichnet sich dadurch
aus, dass es über
eine Basis zusammen hängende
und sich über
diese Basis erhebende dreiecksförmige
Schleiflamellen aufweist. Diese werden für das Belegen des Tellers geschnitten,
wobei es zu der quasi Dreiecksform, nämlich dem Dreieck mit abgeschnittener
Spitze, der Lamellen kommt. Wenn im Folgenden von Dreieck gesprochen
wird, ist auch immer diese besondere quasi Dreiecksform gemeint.
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Der
schon erwähnte
Vorteil eines solchen Vorgehens liegt einerseits darin, dass die
Verfahrensweise der bisher bekannten ähnlich ist und sich damit der
Aufwand, neue Vorrichtungen zu konzipieren, in Grenzen hält. Ein
weiterer wesentlicher Vorteil ist, dass sich aus einem normalen
Streifen von Schleifmittel zwei solcher Zackenbänder ohne Materialverlust schneiden
lassen. Auf diese Weise kann die Fertigung optimiert werden. Die
aus dem einem Streifen geschnittenen Zackenbänder können entweder jeweils in Rollenform
gebracht und für
die spätere Verarbeitung
vorgehalten werden, besonders vorteilhaft ist es jedoch, wenn der
Streifen unmittelbar vor der Belegung der Teller in die beiden Zackenbänder geteilt
wird. Die beiden Zackenbänder
können
dann unmittelbar parallel verarbeitet werden.
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Das
teilende Schneiden des Bandes Schnitt kann dabei mechanisch mittels
entsprechend geführter,
insbesondere auf Walzen gehaltener Messer geschehen. Im Hinblick
auf eine besonders präzise Schnittkante
und die Flexibilität
der Schnittgeometrie ist es jedoch vorteilhaft, den Schnitt mittels
eines Laserstrahles durchzuführen.
Das Laserschneiden bietet sich vor allem für ein Schneiden unmittelbar
vor der weiteren Verarbeitung an. Dabei kann der Laser Teil der
verarbeitenden Vorrichtung sein.
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In
einer besonders zu bevorzugenden Ausführungsform bilden die Dreieckslamellen
gleichschenklige, gegebenenfalls sogar gleichseitige Dreiecke aus,
deren Unterkante auf dem tellerförmigen Träger aufgelegt
wird und deren der Unterkante gegenüberliegende Spitze vorzugsweise
parallel zur Unterkante entlang einer Schnittkante abgeschnitten ist.
Diese Ausführungsform
bietet die Möglichkeit,
als vorgeschnittenes Band aneinander hängender Dreiecke einer Beschickungsvorrichtung
zugeführt
zu werden. Dabei hängen
die Dreiecke über
eine gemeinsame Basis, die von einem nicht vom Schnitt beeinträchtigten
Seitenstreifen des Bandes gebildet wird, zusammen. Beim Belegen
wird zunächst
das ankommende, vom Schleifmittel gebildete und vorgeschnittene
Band mit seiner in diesem Falle stirnseitigen Kante auf den entsprechenden
Trägerabschnitt
des Trägers
angesetzt und von dem dort vorher aufgebrachten Kleber gehalten.
Vor dem Ansetzen wird das ankommende Zackenband vorteilhafterweise entsprechend
gewunden, damit die ansetzende wegen der Dreiecksform abgeschrägte Kante
parallel zur Tellerfläche
ist.
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Vorteilhafterweise
wird erst nach dem Aufsetzen die zu dem Zeitpunkt noch vermittels
des Seitenstreifens am Band hängende
Dreieckslamelle vom Band getrennt. Wegen dieses notwendigen Schnittes
ergibt sich die besondere Form der Lamellen, die einem Dreieck mit
abgeschnittener Spitze entspricht. Diese neuartigen Geometrie der
Schleiflamellen in Form des Dreiecks mit abgeschnittener Spitze, ähnelt in
einer besonderen Ausführungsform der
Form eines Trapezes. Dabei ist die Schnittkante im Verhältnis zu
den anderen Kanten relative kurz. Insbesondere entspricht die Länge der
Schnittkante etwa einem Viertel der Länge der anderen Kanten, insbesondere
der Unterkante.
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Der
Erfindungsgedanke manifestiert sich somit nicht nur in dem Verfahren,
sondern auch in den einzelnen nach dem Verfahren gefertigten Schleiflamellen
und dem mit derart dreieckigen Schleiflamellen belegten Lamellenschleifscheibe.
In Bezug zu der Schleifscheibe bildet die erste insbesondere gerade Kante
eine Unterkante, die im späteren
Fertigungsprozess auf den Trägerabschnitt
aufgesetzt wird. Die daran angrenzende zweite Kante bildet insofern
eine Außenkante,
als sie im Außenbereich
der Schleifscheibe zu liegen kommt und mit den anderen Lamellen
die Außenkontur
der Lamellenschleifscheibe bildet. Die dritte Kante der Schleiflamellen
ist als Innenkante zum Nabenabschnitt ausgerichtet. Vorteilhafterweise
ist die im Verhältnis
zur späteren
Drehrichtung hinten liegende Spitze abgeschnitten, so dass die Schnittkante
entsprechend hinten zu liegen kommt.
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Die
erfindungsgemäß quasi
dreieckige Geometrie der Schleiflamellen führt zu einer Reihe von Vorteilen:
Der erste wesentliche Vorteil ist der schon genannte, dass sich
die Schleiflamellen ohne Verlust aus einem fortlaufenden Band aus
Schleifpapier oder aus Schleifgewebe schneiden lassen. Dabei wird eine
Kante, vorteilhafterweise die Außenkante oder die Innenkante,
von der Kante des vorher parallelen Bandes gebildet und braucht
dementsprechend nicht geschnitten zu werden. Zudem ist es vorteilhaft,
dass im Prinzip eine geringe Anzahl solcher erfindungsgemäßer Schleiflamellen
ausreicht, um den ganzen Trägerabschnitt
damit schindelartig überlappend
zu belegen. Das kann zu einer Reduzierung der Kosten beitragen.
Durch eine geringe Anzahl von Schleiflamellen ergibt sich auch ein
geringer Anstellwinkel der Schleiflamellen, was zu einem besseren
Schleifverhalten führt
und eine flache Bauweise des Schleiftellers begünstigt. Allerdings verlangen
leistungsstarke Schleifscheiben eine große Anzahl von Lamellen, die viel
Material in den Außenbereich
bringen.
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Entsprechend
ist es von Vorteil, eine große Anzahl
von Schleiflamellen auf den Träger
aufzubringen, was mit der quasi Dreieckform ebenfalls problemlos
möglich
ist, da dreieckige Schleiflamellen im Inneren nur zu einem verhältnismäßig geringen
Auftrag führen.
Wegen ihrer nach Innen gerichteten Spitzen ermöglicht es die dreieckige Lamellenform
also, eine hohe Anzahl von Lamellen aufzubringen, ohne dass die
Lamellen sich zur Bohrung hin aufbauen. Da entsprechend mehr Schleifmaterial
vorhanden ist, führt
eine große
Anzahl von Lamellen zu einer größeren Standzeit
des Werkzeugs. Dabei bedeutet „große Anzahl", dass der Träger mehr
als 50, insbesondere mehr als 70 Schleiflamellen oder sogar mehr
als 100 Schleiflamellen trägt.
Bekanntermaßen
kann die Neigung der für
das Aufbringen der Lamellen vorgesehenen Außenfläche des Trägers entsprechend des Auftrages
durch die große
Zahl von Schleiflamellen mehr oder weniger stark geneigt sein.
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Ein
weiterer Vorteil ist, dass die Überdeckung
bei einem mit den quasi dreieckigen Schleiflamellen belegten Schleifteller
im Randbereich am größten ist,
wo die höchsten
Geschwindigkeiten auftreten und wo die bevorzugte Arbeitszone liegt.
Somit steht an der am stärksten
beanspruchten Stelle der Schleifscheibe das meiste Material zur
Verfügung, während Innen,
wo nur ein geringer Beitrag zur Schleifabtragung geleistet wird,
weniger Schleifmaterial vorhanden ist. Auch dadurch wird die Standzeit der
Lamellenschleifscheibe erhöht.
Mit der erfindungsgemäßen Belegung
wird somit gegenüber
einer herkömmlichen
mit rechteckigen Lamellen bestückten
Lamellenschleifscheibe verhältnismäßig viel Schleifmaterial
im Außenbereich
der Scheibe konzentriert. Dadurch, dass das Schleifmaterial an der Stelle
konzentriert wird, wo es benötigt
wird, kann die Zerspanungsleistung erhöht werden.
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Ein
weiterer Vorteil ist, dass sich durch die Belegung mit den erfindungsgemäßen Dreiecken eine über die
Schleiffläche
gleichmäßige Verdichtung des
Materials einstellt. Damit ist ein Eingriff der Lamellenschleifscheibe
mit der gesamten Schleiffläche auf
dem Werkstück
begünstigt,
was zu einer besonders komfortablen und kontrollierten Handhabung und
damit zu einem präzisen
Schliff führt.
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Vorteilhaft
ist auch, dass sich über
die Kantenlänge
der Schleiflamellen, über
den Winkel der Aufbringung und über
die Belegungsdichte eine Vielzahl von Eigenschaften einstellen lassen.
So können über diese
Faktoren unterschiedliche Arten von Lamellenschleifscheiben, von
flachen Scheiben für
das Schleifen mit großer
Zerspanung bis hin zu topfartigen oder trichterförmigen Scheiben generiert werden.
Durch Variation der Abmessungen, der Anzahl und der Lagewinkel der
dreieckigen Schleiflamellen lässt
sich eine große
Bandbreite von verhältnismäßig flachen
bis hin zu hohen topfartigen Lamellenschleifscheiben mit großem Lamellenüberstand
herstellen.
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Bei
topfartigen Scheiben sind die Schleiflamellen derart auf den Träger aufgeklebt,
dass die Außenkontur
sich zur Schleiffläche
hin trichterförmig öffnet und
der äußere Rand
der Schleiffläche
den von der Unterseite der Schleiflamellen gebildeten Rand und auch
den Rand des Trägers überragt.
Damit ist eine Schleiffläche
mit einem besonders dünnen
und mit ausreichend Schleifmaterial belegten Rand geschaffen. Solche
Schleifscheiben eignen sich besonders für das Schleifen in Ecken. Durch
den überstehenden
Rand, den die Schleiflamellen bilden, wird auch das zu schleifende
Werkstück
vor der Kante des tellerförmigen
Trägers
geschützt.
Zudem ist mit solchen topfartigen Scheiben ein besonders guter Flächenschliff
möglich,
da sie über
die gesamte Fläche
ausreichend Schleifmaterial bei homogene Dichte gewährleisten.
Ein weiterer Vorteil der topfartigen Lamellenschleifscheibe ist,
dass sie eine am Boden des Trichters versenkte Aufnahme hat. Bei
der topfartigen Lamellenschleifscheibe muss die Lage des Flansches
nicht durch die Geometrie des Trägers
abgesenkt werden. Stattdessen verschwindet der Flansch durch die
Höhe der
aufgebrachten Lamellen. Auch diese Tatsache führt dazu, dass sich eine solche
Lamellenschleifscheibe gut für
den Flächenschliff
eignet.
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Ein
Vorteil der besonderen Dreiecksform mit abgeschnittener Spitze ist
auch, dass bei entsprechender Orientierung der Dreieckslamellen
der Außenrand
der topfartigen oder trichterförmigen
Scheibe, der bei „unbeschnittenen" Dreiecken einem
Zackenkranz ähnelt,
etwas gestutzt ist. Damit wird vermieden, dass beim späteren Einsatz
der Lamellenschleifscheibe die Zacken unkontrolliert abreißen und
den Gebrauch beeinträchtigen.
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Nachfolgend
wird die Erfindung anhand der 1 bis 3 näher erklärt. Dabei
zeigen
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1 die
Entstehung zweier Zackenbänder aus
einem Streifen,
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2 das
Belegen eines Schleiftellers und
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3 eine
Lamellenschleifscheibe
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1 zeigt
ein Band 1 mit zwei parallelen Kanten aus bekanntem Schleifmaterial,
in das beispielsweise mit einer nicht gezeigten Messerwalze ein
in Dreieckslinie verlaufender Schlitz 2 eingeschnitten
wurde. Dieser Schnitt wurde im Verarbeitungsprozess etwas weiter
vorne, also außerhalb
des rechten Bildrandes, eingebracht. In einer besonderen Ausführungsform
ist der Schlitz 2 in einem vorangehenden Verfahrensschritt
mit einem Laserstrahl eingebracht. Neben dem derart geschlitzten
mittleren Bereich weist das Band links und rechts Randstreifen 3 aus
durchgängigem
Material auf. Es kann sich bei dem Band um ein quasi Endlosband
handeln, das vorkonfektioniert auf einer Rolle aufgewickelt ist
und in Richtung des Pfeils A der Vorrichtung zum Belegen eines Schleiftellers
bewegt wird. Der Schlitz 2 kann aber auch kurz vor dem
Belegen eines Tellers in ein bis dahin ungeschlitztes Band eingebracht
werden. Das durch den Schlitz 2 zweigeteilte Band 1 wird
ab einer bestimmten Stelle in seine beiden Streifen 1a und 1b getrennt,
wobei jeder der Streifen 1a und 1b einer gesonderten
Weiterverarbeitung zugeführt wird.
Jeder der Streifen 1a und 1b weist quasi als Basis
den jeweiligen Randsreifen 3 mit den sich darüber erhebenden
Dreiecken auf.
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2 zeigt
die weitere Verarbeitung des Teiles 1b, dessen Anfangsdreieck 4 (Anfangslamelle) vermittels
eines nicht dargestellten aber an sich bekannten Beschickungskopfes
dem zu belegenden Träger 5 in
Form eines runden Tellers aus Kunststoff zugeführt wird. Dieser hat in der
Mitte eine genormte, die Nabe bildende Bohrung 16, die
für den
Einsatz eines Befestigungselementes zur Befestigung der Arbeitsspindel
einer Arbeitsmaschine geeignet ist. Auch wenn beliebige Tellerformen
und Größen denkbar
sind, so handelt es sich im vorliegenden Fall um einen Träger mit
einem Durchmesser von 115 mm. Statt aus Kunststoff, können auch
Träger
aus Faserstoff, Holz oder Metall eingesetzt werden. Der Träger 5 weist
einen ringförmigen,
konisch nach Außen
abfallenden Trägerabschnitt
auf, der auf der Achse zentriert ist.
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Die
oben liegende Körnung
des Bandes 1b ist zeichnerisch durch Punkte angedeutet.
Zunächst wird
das Band 1b so gewunden, dass sich die vorne liegende Kante 6 des
Anfangsdreieckes 4 parallel zur Oberfläche des Trägerabschnittes 7 in
vorgesehene Kleberwürste 10 drückt und
damit die Unterkante 6 bildet. Der Prozess der Beschickung
ist getaktet, wobei der Teller 5 unter dem Band gedreht
wird, beim Aufsetzen jedoch still steht. Nach dem Aufsetzen stoppt
die Zufuhr des Bandes 1b und die aufgesetzte Anfangslamelle 4 wird
durch einen Schnitt 8 von dem Band 1b getrennt.
Dieser Schnitt wird durch ein am Beschickungskopf vorgesehenes Messer
parallel zur Unterkante 6 durchgeführt. Seine Richtung, die die Richtung
der Schnittkante bildet, ist durch die unterbrochene Linie 8 (siehe
auch 1) angedeutet. Eine vereinzelte erfindungsgemäße Dreieckslamelle 11 ist
in 1 dargestellt.
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Nach
dem Schnitt rotiert der auf einem entsprechenden Halter platzierte
Teller 5 um einen Schritt in Richtung des Pfeils B weiter,
bevor das Band 1b die nächste
Dreieckslamelle 9 auf dem Teller 5 hinter die
vorhergehende Lamelle 4 setzt. Der Antrieb des Bandes kann
dabei von einer Art Zahnrad unterstützt werden, dessen Zähne in die
Zahnlücken
des Schleifmittelbandes eingreift.
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Wenn
alle Lamellen aufgesetzt sind, stehen die abgeschnittenen Spitzen
noch ein wenig hoch. Diese werden in einem weiteren Schritt gemeinsam durch
Druck von oben an den Teller 5 angelegt, bevor die vollständig belegte
Scheibe entnommen und einer Vorrichtung zugeführt wird, die das Aushärten des
Klebers gewährleistet.
Auf diese Weise ist der Teller 5 mit Lamellen belegt, deren
drei Kanten ein gleichschenkliges Dreieck ausbilden, dessen die Spitze
bildende Ecke parallel zur gegenüberliegenden
Unterkante entlang der Schnittkante 8 abgeschnitten ist.
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In
dieser Ausführungsform,
bildet der nicht geschnittene Rand 12 des Bandes 1b die
Innenkante der Dreieckslamellen. Es ist ersichtlich, dass der Randstreifen 3 für den Zusammenhalt
der Dreieckslamellen und zur Führung
des „Zackenbandes" 1b von
Bedeutung ist. Aus diesem Grund muss er auch eine gewisse Stärke aufweisen,
die bei den hier gezeigten Lamellen einer Unterkantenlänge von
40 mm etwa 4 mm beträgt.
Wegen des notwendigen Durchtrennens dieses Randstreifens 3 kommt
es auch zu der abgeschnittenen Ecke der an sich dreieckigen Lamelle.
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In 3 ist
nunmehr eine fertige Lamellenschleifscheibe 13 mit den
auf diese Art geschnittenen Lamellen 14 gezeigt, die für die Drehung
in Pfeilrichtung geeignet ist. Deutlich zu erkennen ist, dass der obere
Rand 15 der Schleiffläche
von den Schnittkanten der einzelnen Lamellen gebildet wird und nicht mehr über den
von der Unterseite der Schleiflamellen gebildeten Rand übersteht.
Zu erkennen ist auch die schindelartige Überlappung der Schleiflamellen 14.