DE102010015961A1

DE102010015961A1 - Rotierend antreibbares Werkzeug zur Bearbeitung der Stirnflächen von Glasplatten

Info

Publication number: DE102010015961A1
Application number: DE102010015961A
Authority: DE
Inventors: Uwe Werner
Original assignee: Benteler Maschinenbau GmbH
Current assignee: Benteler Maschinenbau GmbH
Priority date: 2009-03-18
Filing date: 2010-03-15
Publication date: 2010-10-07
Also published as: IT1399464B1; ITGE20100024A1

Abstract

Ein rotierend antreibbares Werkzeug zur Bearbeitung der Stirnflächen von Glasplatten (10), welches einen Schleifbelag (11) aufweist, soll so in konstruktiv einfacher Weise gestaltet werden, dass die Oberflächenqualität der zu bearbeitenden Stirnflächen der Glasplatten (10) erhöht wird. Erfindungsgemäß ist vorgesehen, dass sich der ringförmige Teil (12) des Schleifbelages (11) von der Innenfläche radial nach außen erstreckenden Mitnahmekammern (15) für das Kühlmittel versehen ist, so dass sinngemäß eine vollflächige Bearbeitung des jeweiligen Bereiches der Stirnfläche erfolgt. Das erfindungsgemäße Werkzeug ist besonders zum Schleifen oder Polieren der Stirnflächen von Glasplatten geeignet.

Description

Die Erfindung betrifft ein rotierend antreibbares Werkzeug zur Bearbeitung der vertikal stehenden Stirnflächen von Glasplatten auf eine horizontale Werkzeugwelle aufsetzbar ist, welches einen vollflächigen oder in Segmenten aufgeteilten Schleifbelag aufweist, und dass dem Schleifbelag ein auf die stirnseitige Arbeitsfläche des Schleifbelages gerichtete Kühlmittelzuführung zugeordnet ist.
Der Belag des in Rede stehenden Werkzeuges ist so ausgelegt, dass die Stirnflächen der Glasplatten geschliffen oder poliert werden können. Die Stirnflächen der Glasplatten werden auch als Stirn- oder Seitenkanten bezeichnet. Üblicherweise wird das Werkzeug auf eine horizontal stehende Werkzeugwelle drehfest aufgesetzt. Der Schleifbelag ist so gestaltet, dass die Stirnfläche ringförmig ist. Zur Bearbeitung der Stirnflächen erfolgt zwischen der jeweiligen Glasplatte und dem Werkzeug eine Relativbewegung in der Ebene der zu bearbeitenden Glasplatte. Die Kühlmittelzuführung ist notwendig, da bekanntlich die Härte von Glasplatten relativ hoch ist, und eine Erwärmung des Schleifbelages vermieden werden muss. Die Kühlmittelzuführung erfolgt üblicherweise über ein Röhrchen, welches so gestaltet ist, dass der austretende Strahl auf die Arbeitsfläche des Schleifbelages gerichtet ist.
Der Einsatz des vorbeschriebenen Werkzeuges ist zufriedenstellend, es wird jedoch in der Praxis als Nachteil empfunden, dass das Kühlmittel die Schnittfläche nicht erreicht, und dass eine Bearbeitung der Stirnflächen durch das rotierende Werkzeug ausschließlich zwischen der Arbeitsfläche des Schleifbelages und der Stirnfläche der Glasplatte erfolgt, so dass zwei im Abstand zueinander stehende Schleifflächen gebildet werden.
Aus der DE 299 18 963 U1 ist ein Verteiler für eine Schleifscheibe bekannt, die mit einem ringförmigen Schleifbelag belegt ist. Über eine Leitung wird ein Kühlmittel senkrecht zur Schleifscheibe zugeführt. Die Schleifscheibe ist mit mehreren radial angeordneten und schaufelartig ausgebildeten Verteilerrippen versehen.
Durch die Fliehkraft wird das Kühlmittel nach außen geschleudert, kann jedoch nicht an die aktive Schleifzone gelangen, da das Werkzeug und das Werkstück derart in Kontakt stehen, dass die Kühlmittelzufuhr abgeschnitten wird. Die Wirkung des Kühlmittels ist demzufolge nicht optimal.
In der DE 35 15 401 A1 wird ein Schleifkörper in Form eines Doppelkegelschleifkörpers beschrieben, der mit Kühlnuten ausgestattet ist, in die das von der Mitte her zugeführte Kühlmittel hineingeschleudert wird. Die Kühlnuten sind etwa über die halbe Dicke des Schleifkörpers darin eingearbeitet. Diese Kühlnuten können geradlinig oder auch kurvenförmig verlaufen. Die Anordnung ist so getroffen, dass nur die Nuten einer Hälfte mit Kühlmittel beaufschlagt werden, während die Kühlnuten der anderen Hälfte frei von Kühlmittel bleiben.
Dieser Schleifkörper ist besonders geeignet, um die Flanken von Zähnen eines Zahnrades zu schleifen.
In der DE 299 20 417 U1 wird eine Schleifscheibe gezeigt, mit der Flächen von Werkstücken geschliffen werden können. Die Schleifscheibe hat einen zentralen Wasserzulauf von dem aus das Wasser bzw. das Kühl- und Schmiermittel in Kanäle geleitet wird, die bogenförmig verlaufen. Die Schleifflächen dieser Schleifscheibe verlaufen dreieck-, rauten- oder viereckförmig. Diese Schleifscheibe ist zum Schleifen von horizontalen Flächen mittels einer Flächenschleifmaschine ausgelegt und für vertikale Stirnflächen von Glasplatten nicht geeignet.
In der DE 38 04 781 C2 wird eine Schleifeinrichtung beschrieben, die als Spezialschleifeinrichtung anzusehen ist. Sie ist besonders geeignet, um schwer zerspanbare Werkstoffe mit geringer Wärmeleitfähigkeit zu bearbeiten. Solche Werkstoffe sind beispielsweise Titanlegierungen, Keramikwerkstoffe, gesintertes Hartmetall und ähnliche Werkstoffe.
Diese Schleifeinrichtung enthält eine topfförmige Schleifscheibe, die über einen ebenen Topfboden von einer Antriebswelle angetrieben wird. Der Topfrand der Schleifscheibe ist dachförmig und die Schleifscheibe ist innen und außen mit eifern Schleifmaterial, z. B. mit kopischem Bonnitrit beschichtet. In diesem Bereich sind Kühlnuten vorgesehen, die den Schleifbelag unterbrechen.
In der DE 24 25 179 A wird eine Schleifscheibe beschrieben, die einen Körper aufweist, der mit einer aktiven Schleifschicht belegt ist. Die Schleifscheibe ist mit einer zentralen Öffnung versehen. Die Kühlmittelzufuhr erfolgt über zwei Leitungen, von denen eine für die Zufuhr des Kühlmittels von innen vorgesehen ist und eine äußere Leitung für das Aufbringen von Kühlmittel auf die Schleifschicht. Die Schleifscheibe ist ferner mit radial verlaufenden Verteilungskanälen und axialen Verteilungskanälen versehen. Die Verteilungskanäle bilden ein System und die Anzahl der Kanäle ist variabel. Obwohl bei dieser Schleifscheibe durch das äußere Rohr das Kühlmittel direkt auf den Schleifbelag aufgebracht wird, findet keine Kühlung an der aktiven Schleifzone statt, da zwischen dem Schleifbelag und den Austrittsöffnungen des Rohres das Werkstück liegt.
Bei den zuvor beschriebenen Schleifscheiben erfolgt die Kühlmittelzufuhr durch Kanäle. Dazu muss das Kühlmittel frei von Partikeln sein, insbesondere frei von Schmutzpartikeln sein, da ansonsten die Kühlkanäle verstopfen. Die Kühlmittelzufuhr zu den Kanälen bzw. zur Schleifscheibe erfolgt durch die Werkzeugspindel. Als Kühlmittel muss stets eine frisch zubereitete Flüssigkeit oder eine gereinigte Flüssigkeit verwendet werden. Dies ist aufwendig.
Demgegenüber erfolgt bei Schleifmaschinen für Glas die Kühlung im Umlaufverfahren des Kühlmittels, d. h., es wird mittels einer Pumpe aus einem Behälter abgezogen, und es fließt vom Werkstück in den Behälter zurück.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein eingangs beschriebenes Werkzeug so zu gestalten, dass eine konstruktiv einfache Lösung zur Kühlung des Werkzeuges erreicht wird, wobei die Oberflächenqualität der bearbeiteten Flächen der Glasplatten erhöht wird.
Die gestellte Aufgabe wird dadurch gelöst, dass der Schleifbelag mehrere Mitnahmekammern für das Kühlmittel aufweist, die zur Stirnfläche des Schleifbelages offen sind, sowie sich von der Innenfläche des Schleifbelages radial zur Außenfläche hin erstrecken.
Die Mitnahmekammern erstrecken sich über einen Teil der Dicke des ringförmigen Schleifbelages in der Weise, dass die Stabilität des Schleifbelages erhalten bleibt. Die Zuführung des Kühlmittels in die Mitnahmekammern ist konstruktiv einfach durch wenigstens ein darauf gerichtetes Röhrchen zu lösen. Der große Vorteil liegt jedoch darin, dass das Kühlmittel nicht nur auf die Kontaktflächen des Schleifbelages gerichtet ist, sondern auch zwischen den Bereich dieser Kontaktflächen mit der Stirnfläche der Glasplatte gelangt. Dadurch wird schleiftechnisch die zu bearbeitende Fläche vollflächig, wodurch die Qualität der bearbeiteten Stirnfläche durch die verbesserte Kühlung erhöht wird. Dadurch wird außerdem die benötigte Antriebsleistung verringert, so dass der Stromverbrauch entsprechend gesenkt wird. Die Zuführung des Kühlmittels kann beispielsweise in das Zentrum eingebracht werden und wird durch die Zentrifugalkraft in die Mitnahmekammern geschleudert und dann zwischen die Kontaktfläche zwischen der Stirnfläche des Schleifbelages und der Stirnfläche der Glasplatte geführt.
Damit eine möglichst große Menge von Kühlmittel in jeder Mitnahmekammer eingebracht werden kann, ist vorgesehen, dass jede Mitnahmekammer sich über die gesamte oder annähernd über die gesamte Länge des Schleifbelages erstreckt. Damit ein möglichst gleichmäßiger Fluss des Kühlmittels zwischen dem Schleifbelag und der Stirnfläche der Glasplatte erreicht wird, ist vorgesehen, dass die Mitnah mekammern im gleichen Winkelabstand zueinander stehen. Die Mitnahmekammern sind im Querschnitt schaufelartig gestaltet, so dass die Mitnahmekammern durch die Zentrifugalkraft gefüllt werden und das Kühlmittel mitgenommen wird, wobei durch die Schaufelwirkung das Kühlmittel an das Werkstück geschleudert wird.
Damit außerdem eine möglichst große Menge von Kühlmittel in die Kontaktflächen einfließen kann, ist vorgesehen, dass sich die Querschnitte der Mitnahmekammern in Drehrichtung des Werkzeuges vergrößern, d. h., die größte Tiefe hat jede Mitnahmerkammer, in Drehrichtung des Werkzeuges gesehen, im hinteren Bereich. In weiterer Ausgestaltung ist noch vorgesehen, dass die größte Tiefe jeder Mitnahmekammer vorzugsweise etwa der halben Dicke des Schleifbelages entspricht. Die Tiefen der Mitnahmekammer können auch größer als die halbe Dicke des ringförmigen Teils des Schleifbelages sein. Für den Fluss des Kühlmittels ist es vorteilhaft, wenn die Mitnahmekammern, an der in Drehrichtung des Werkzeuges gesehen, hinteren Bereich in einem Bogen verlaufen. Dieser Bogen kann halbkreisförmig sein. Je größer die Tiefe der Mitnahmekammer ist, je größer ist die Eindringtiefe in die zu bearbeitende Glasplatte.
Anhand der beiliegenden Zeichnungen wird die Erfindung noch näher erläutert. Es zeigt.
1 den Schleifbelag des Werkzeuges als Einzelheit in einer perspektivischen Darstellung und
2 den Schleifbelag gemäß der 1 in Verbindung mit einer zu bearbeitenden Glasplatte mit Blick auf die freie Stirnfläche des Schleifbelages.
Aus Gründen der vereinfachten Darstellung ist nur der Schleifbelag zum Schleifen oder zum Polieren der Stirnflächen einer in der 2 dargestellten Glasplatte 10 dargestellt. Wie insbesondere die 1 zeigt, ist der Schleifbelag 11 topfförmig ausgestaltet und die freie Stirnfläche bildet die Arbeitsfläche. Der Schleifbelag 11 besteht aus einem ringförmigen Teil 12 und einem mit einer zentrischen Bohrung versehenen Boden 13. Die Grundkontur der Innenfläche des Schleifbelages 11. ist ein Kreis, wie durch die strichpunktierten Linien 14 angedeutet ist.
Im dargestellten Ausführungsbeispiel ist der ringförmige Teil 12 des Schleifbelages 11 mit drei im gleichen Winkelabstand zueinander angeordneten Mitnahmekammern 15 versehen, die sich radial in Richtung zur Außenfläche des ringförmigen Teils 12 erstrecken. Die 1 zeigt ferner, dass sich die Mitnahmekammern 15 über die gesamte Länge l des ringförmigen Teils 12 des Schleifbelages 11 erstrecken. Ferner zeigen die beiden Figuren, dass sich jede Mitnahmekammer 15, in Drehrichtung „A” des Schleifbelages 11 gesehen, querschnittsmäßig vergrößern, wobei dieser hintere Bereich in einem Bogen 18 verläuft. Dadurch wird der Austritt des Kühlmittels optimiert. Die 2 zeigt ferner, dass der Mittelpunkt dieses Bogens 18 mit dem Mittelpunkt einer Bohrung 16 zusammenfällt, wobei durch die Bohrungen 16 der Schleifbelag 11 innerhalb des Werkzeuges festlegbar ist.
In der 2 ist die Kontaktfläche 17 zwischen dem Schleifbelag 11 und der Stirnfläche der Glasplatte 10 dargestellt. Daraus ergibt sich, dass nicht nur die direkt mit dem Schleifbelag 11 in Kontakt stehenden Stirnflächen der Glasplatte 10 bearbeitet werden, sondern dass über das Kühlmittel auch noch die dazwischen liegende Fläche bearbeitet wird. Der jeweils mit dem Schleifbelag 11 in Kontakt kommende Bereich der Stirnfläche kann demzufolge sinngemäß als vollflächig angesehen werden, wodurch die Oberflächenqualität der bearbeiteten Stirnflächen deutlich erhöht wird.
Wie die 2 zeigt, ist die Einstellung der Glasplatte 10 zum Schleifbelag 11 so gewählt, dass die innere Kante des Schleifbelages 11 mit der oberen Kante der Glasplatte 10 zusammenfällt oder annähernd zusammenfällt, wodurch die sinngemäß aus einer Fläche gebildete Bearbeitungsfläche gebildet wird.
Die Tiefe jeder Mitnahmekammer ist in der 1 durch „t”, die Dicke des Schleifbelages durch „d” gekennzeichnet.
Die Erfindung ist nicht auf das dargestellte Ausführungsbeispiel beschränkt. Wesentlich ist, dass der ringförmige Teil 12 des Schleifbelages 11 mit mehreren Mit nahmekammern 15 versehen ist, die sich in radialer Richtung zur Außenfläche des ringförmigen Teils erstrecken.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

- DE 29918963 U1 [0004]
- DE 3515401 A1 [0006]
- DE 29920417 U1 [0008]
- DE 3804781 C2 [0009]
- DE 2425179 A [0011]

Claims

Rotierend antreibbares Werkzeug zur Bearbeitung der vertikal stehenden Stirnflächen von Glasplatten (10) auf eine horizontale Werkzeugwelle aufsetzbar ist und, welches einen vollflächigen oder in Segmenten aufgeteilten Schleifbelag (11) aufweist, und dass dem Schleifbelag (11) eine auf die stirnseitige Arbeitsfläche des Schleifbelages (11) gerichtete Kühlmittelzuführung zugeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, dass der Schleifbelag (11) mehrere Mitnahmekammern (15) für das Kühlmittel aufweist, die zur Stirnfläche des Schleifbelages (11) offen sind sowie sich von der Innenfläche des Schleifbelages (11) radial zur Außenfläche hin erstrecken.
Rotierend antreibbares Werkzeug nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass sich jede Mitnahmekammer (15) über die gesamte oder annähernd über die gesamte Länge (l) des Schleifbelages (11) erstreckt.
Rotierend antreibbares Werkzeug nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Mitnahmekammern (15) im gleichen Winkelabstand zueinander stehen.
Rotierend antreibbares Werkzeug nach einem oder mehreren der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Mitnahmekammern (15) im Querschnitt schaufelförmig gestaltet sind.
Rotierend antreibbares Werkzeug nach einem oder mehreren der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass sich die Querschnitte der Mitnahmekammern (15) in Drehrichtung (A) des Werkzeuges vergrößern.
Rotierend antreibbares Werkzeug nach einem oder mehreren der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die größten Tiefen (t) der Mitnahmekammern (15) vorzugsweise etwa der halben Dicke (d) des ringförmigen Teils (12) des Schleifbelages (11) entsprechen, oder größer als die halbe Dicke (d) des ringförmigen Teils (12) des Schleifbelages (11) sind.
Rotierend antreibbares Werkzeug nach einem oder mehreren der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Mitnahmekammern (15), in Drehrichtung (A) des Werkzeuges gesehen, im hinteren Bereich in einem Bogen (18) verlaufen.
Rotierend antreibbares Werkzeug nach einem oder mehreren der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Krümmungsmittelpunkt des jede Mitnahmekammer (15) im hinteren Bereich begrenzenden Bogens (18) mit dem Mittelpunkt der Bohrung (16) übereinstimmt.
Rotierend antreibbares Werkzeug nach einem oder mehreren der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Schleifbelag (11) mit mindestens zwei Mitnahmekammern (15) versehen ist.