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Die Erfindung betrifft ein Schleif-Werkzeug
- – mit einem Tragteller, der
– konzentrisch zu einer Mittel-Längs-Achse ausgebildet ist und
– eine mittlere Öffnung zur Aufnahme einer Antriebswelle einer Antriebsmaschine aufweist,
und
- – mit einer Schleifscheibe, die
– aus einer Scheibe, mit einem harzgebundenen Schleifmittel-Belag gebildet ist,
– einen radial zur Mittel-Längs-Achse angeordneten, äußeren ringförmigen Schleif-Bereich aufweist,
– sich auf dem Tragteller abstützt und
– eine Schleifseite aufweist,
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Derartige Schleif-Werkzeuge sind in der Praxis in großer Zahl bekannt. Für den Einsatz bei Arbeiten, bei denen mittels des Schleif-Werkzeugs gleichmäßige Oberflächenstrukturen an dem zu bearbeitenden Werkstück erzielt werden müssen, ist die Standzeit der Schleifscheibe kurz, beispielsweise nur ca. 1 Minute. Nach dieser Zeit zeigt das Schleifkorn der Schleifscheibe erste Abnutzungserscheinungen, wodurch die Oberfläche des zu bearbeitenden Werkstücks nicht mehr vollkommen gleichmäßig wird. Die Schleifscheibe wird daher bereits nach dieser Zeit ausgewechselt.
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Um ein schnelles Auswechseln der Schleifscheibe zu ermöglichen, wurde ein Schnellwechselsystem entwickelt, wie es in der
EP 1 741 515 B1 dargestellt und beschrieben ist. Für den erwähnten Anwendungsfall wird feinkörniges Schleifkorn eingesetzt. Diese feinen Körnungen führen beim Schleifen zu einer großen Hitzebelastung des Werkstücks. Wenn der zu schleifende Werkstoff beispielsweise Edelstahl ist oder eine geringe Wärmeleitfähigkeit besitzt, entstehen Anlauffarben. Aus diesem Grunde wurden bei dem erwähnten Schnellwechselsystem nach der EP 1 741 515 B1 Kühlkanäle im Tragteller vorgesehen, um eine gute Kühlung der Schleifscheibe zu erreichen.
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Wenn zum Schruppschleifen – wie in der Praxis üblich – Schleifscheiben mit grobkörnigem Schleifmittel eingesetzt werden, dann besteht die Gefahr, dass die das Schleifmittel tragende Unterlage zerreißt. Dies gilt insbesondere, wenn als Unterlage für das Schleifmittel dienende Scheiben aus wenig festem Material eingesetzt werden. Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Schleif-Werkzeug der gattungsgemäßen Art so auszugestalten, dass es bei einfachem und kostengünstigem Aufbau hohe Standzeiten aufweist.
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Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß bei einem Schleif-Werkzeug der gattungsgemäßen Art dadurch gelöst, dass die Scheibe als Fiber-Scheibe ausgebildet und auf den Tragteller aufgeklebt ist. Durch das Aufkleben der Fiber-Schleifscheibe auf den Tragteller hat sich überraschenderweise ergeben, dass ein Ausreißen der Fiber-Schleifscheibe trotz der hohen Belastungen beim Schruppschleifen nicht eintritt. Die Fiber-Scheibe besteht aus Vulkanfiber, einem Material, das seit eineinhalb Jahrhunderten bekannt und auf Papierbasis hergestellt ist. Überraschenderweise hat sich weiterhin ergeben, dass das Schleif-Werkzeug sowohl hinsichtlich der zerspanten Masse pro Zeiteinheit als auch hinsichtlich der gesamten zerspanbaren Masse konventionellen Schrupp-Schleifscheiben weit überlegen ist. Dies gilt insbesondere, wenn Ceramic-Korn als Schleifmittel eingesetzt wird.
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Als besonders vorteilhaft hat es sich erwiesen, wenn die Schleifscheibe mit dem Schleifmittel-Belag zur Schleifseite hin leicht konvex gewölbt ist. Da derartige Schrupp-Schleifscheiben, also Schrupp-Schleif-Werkzeuge, an handgeführten Schleifmaschinen eingesetzt werden, wird beim Einsatz eine exakte Winkelposition des Schleif-Werkzeugs gegenüber der zu schleifenden Fläche in der Regel nicht eingehalten. Die leichte Wölbung führt dazu, dass keine hohen lokalen Flächenpressungen zwischen der Schleif-Scheibe und dem zu bearbeitenden Werkstück mit der Folge eines entsprechenden Ausreißens von Schleifkorn auftreten. Dies führt zu einer erheblichen Erhöhung der Standzeit bzw. der Zerspanungsleistung. Wenn weiterhin der Schleif-Bereich in einen Haupt-Schleif-Bereich und einen radial äußeren kleineren Außen-Schleif-Bereich unterteilt ist, wobei der Außen-Schleif-Bereich noch stärker zur Rückseite des Schleif-Werkzeugs hin gekrümmt ist, dann wird die Gefahr des Ablösens der Schleifscheibe vom Tragteller weiter reduziert. Außerdem kann das Schleif-Werkzeug hiermit auch kurzzeitig zum Stirnschleifen eingesetzt werden.
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Die weiteren Unteransprüche geben vorteilhafte Weiterbildungen wieder.
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Weitere Merkmale, Vorteile und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung von Ausführungsbeispielen anhand der Zeichnung. Es zeigt
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1 eine erste Ausführungsform eines Schleif-Werkzeugs gemäß der Erfindung in einer Rück-Ansicht,
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2 eine Draufsicht auf die Schleifseite des Schleif-Werkzeugs,
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3 einen Querschnitt durch das Schleif-Werkzeug gemäß der Schnittlinie III-III in 1,
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4 einen Querschnitt durch eine zweite Ausführungsform eines Schleif-Werkzeugs gemäß der Erfindung,
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5 einen Querschnitt durch eine dritte Ausführungsform eines Schleif-Werkzeugs gemäß der Erfindung und
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6 eine Hand-Schleifmaschine mit einem Schleif-Werkzeug nach der Erfindung im Schleifeinsatz.
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Das in den 1 bis 3 dargestellte Schleif-Werkzeug weist einen in der üblichen Weise aus mit Phenolharz getränkten und verpressten Glasfasern bestehenden Tragteller 1 auf, der in üblicher Weise einen ebenen, ringförmigen Einspann-Bereich 2 aufweist, in dem eine ebenfalls kreisförmige Öffnung 3 zur Aufnahme einer Antriebswelle einer Antriebsmaschine ausgebildet ist. Der die Öffnung 3 umgebende ringförmige Einspann-Bereich 2 ist auf der einer Schleifseite 4 abgewandten Rückseite des Tragtellers 1 mit einem Metallring 5 versehen. An den Einspann-Bereich 2 schließt sich ein Kröpfungs-Bereich 6 an, der ebenfalls ringförmig ausgebildet ist und radial zur Achse 7 des Tragtellers 1 zur Schleifseite 4 hin ansteigt. An den Kröpfungs-Bereich 6 schließt sich ein ringförmiger Schleif-Bereich 8 an, der radial zur Achse 7 entgegen dem Kröpfungs-Bereich 6, und zwar radial zur Achse 7 nach außen von der Schleifseite 4 weg geneigt ist. Diese Ausgestaltung eines Tragtellers 1 ist allgemein bekannt und üblich.
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Auf der Schleifseite 4 ist eine Fiber-Schleifscheibe 9 befestigt. Hierbei handelt es sich um ein sogenanntes Schleifmittel auf Unterlage, das aus einer Fiber-Scheibe 10 als Träger bzw. Unterlage und einem harzgebundenen Schleifmittel-Belag 11 besteht. Die Fiber-Scheibe 10 besteht aus Vulkanfiber, wobei es sich um ein gebundenes, verpresstes Material auf Papierbasis handelt. Der Schleifmittel-Belag 11 wird durch Ceramic-Korn 11.1 gebildet, das aus einem Mikrogranulat durch Sintern hergestellt wird. Die Mikrogranulate brechen einzeln aus dem jeweiligen Korn heraus, so dass dadurch die Standfestigkeit des Ceramic-Korns 11.1 im Vergleich zu üblichen Schleifmitteln erheblich gesteigert wird. Der harzgebundene Schleifmittel-Belag 11 ist in der üblichen Weise mit der Fiber-Scheibe 10 verbunden. Die Fiber-Scheibe 10 der Fiber-Schleifscheibe 9 ist mit der Schleifseite 4 des Tragtellers 1 mittels einer Klebstoff-Schicht 12 verbunden.
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Der Radius R1 des Tragtellers 1 ist – wie 1 entnehmbar ist – etwas kleiner als der Radius R9 der Fiber-Schleifscheibe 9, ohne dass die Fiber-Schleifscheibe 9 radial zur Achse 7 über den Außenrand 13 des Tragtellers 1 vorsteht.
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Der Einsatz des Schleif-Werkzeugs erfolgt in der üblichen Weise unter einem Winkel zur Achse 7.
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Soweit bei der zweiten Ausführungsform nach 4 gleiche oder ähnliche Teile oder Bereiche vorhanden sind, wie bei der Ausführungsform nach den 1 bis 3, werden die gleichen Bezugsziffern mit einem hochgesetzten Strich verwendet. Der Tragteller 1' besteht aus einem mit Epoxydharz getränkten Glasgewebe. Er besitzt – wie bei dem Ausführungsbeispiel nach den 1 bis 3 – eine konstante Dicke h. Der ebene ringförmige Einspann-Bereich 2' ist ebenfalls mit einer kreisförmigen Öffnung 3' zur Aufnahme einer Antriebswelle einer Antriebsmaschine ausgebildet. Der die Öffnung 3' umgebende ringförmige Einspann-Bereich 2' ist in diesem Ausführungsbeispiel nicht mit einem Metallring verstärkt. Der sich an den Einspann-Bereich 2' anschließende Kröpfungs-Bereich 6' ist ebenfalls ringförmig ausgebildet und steigt radial zur Achse 7' des Tragtellers 1' zur Schleifseite 4' hin an. Der ebene Einspann-Bereich 2' geht mit einem Krümmungsradius r2' in den Kröpfungs-Bereich 6' über. An den Kröpfungs-Bereich 6' schließt sich wiederum ein ringförmiger Haupt-Schleif-Bereich 8' an, der radial zur Achse 7' entgegen dem Kröpfungs-Bereich 6', und zwar radial zur Achse 7' nach außen von der Schleifseite 4' weg geneigt ist. Von der Achse 7' nach außen gesehen ist der Schleif-Bereich 8' also von der Schleifseite 4' weg geneigt. Auch bei der Ausgestaltung nach 4 ist auf der Schleifseite 4' des Tragtellers 1' eine Fiber-Schleifscheibe 9' befestigt. Es handelt sich auch hier um ein sogenanntes Schleifmittel auf Unterlage, das aus einer Fiber-Scheibe 10' als Träger bzw. Unterlage und einem harzgebundenen Schleifmittel-Belag 11' besteht. Der Aufbau der Fiber-Schleifscheibe 9' entspricht dem oben zu den 1 bis 3 bereits Beschriebenen. Der Schleifmittel-Belag 11' weist also Ceramic-Korn 11.1' auf. Auch bei der Ausführung nach 4 ist die Fiber-Scheibe 10' der Fiber-Schleifscheibe 9' mit dem Tragteller 1' mittels einer Klebstoff-Schicht 12' verbunden.
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Wie 4 entnehmbar ist, geht der Kröpfungs-Bereich 6' in den Schleif-Bereich 8' mit einem Krümmungsradius r6' über. Der Haupt-Schleif-Bereich 8' selber ist ebenfalls gekrümmt, und zwar leicht konvex zur Schleifseite 4' mit einem Krümmungsradius r8'.
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Der sich an den Haupt-Schleif-Bereich 8' anschließende Außen-Schleif-Bereich 15' ist radial nach außen gesehen von der Schleifseite 4' hin weg geneigt und zur Schleifseite 4' mit einem Krümmungsradius r15' konvex gekrümmt.
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Die Krümmungen mit den Krümmungsradien r6', r8' und r15' sind konvex zur Schleifseite 4' ausgebildet; der Grund hierfür liegt darin, dass der Einsatz des Schleif-Werkzeugs in der üblichen Weise unter einem Winkel zur Achse 7' erfolgt. Die Fiber-Scheibe 10' endet – wie 4 entnehmbar ist – bündig mit dem Außenrand 13' des Tragtellers 1'. Für die Krümmungsradien r2', r6', r8' und r15' gelten folgende Beziehungen:
15 mm ≤ r2' ≤ 30 mm und bevorzugt 20 mm ≤ r2' ≤ 25 mm
15 mm ≤ r6' ≤ 40 mm und bevorzugt 15 mm ≤ r6' ≤ 20 mm
190 mm ≤ r8' ≤ 300 mm und bevorzugt 200 mm ≤ r8' ≤ 250 mm
17 mm ≤ r15' ≤ 40 mm und bevorzugt 15 mm ≤ r15' ≤ 20 mm
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Die Fiber-Schleif-Scheibe 9' weist einen Radius R9' von der Achse 7' auf. Der Kröpfungs-Bereich 6' weist am Übergang zum Haupt-Schleif-Bereich 8' einen Radius R6' von der Achse 7' auf. Der Haupt-Schleif-Bereich 8' weist einen Radius R8' von der Achse 7' auf, der nur dann gleich dem Radius R9' der Fiber-Schleif-Scheibe 9' ist, wenn kein gesonderter stärker gekrümmter Außen-Schleif-Bereich 15' vorhanden ist. Für die Radien R6' und R8' in Bezug auf den Radius R9' gilt Folgendes:
0,45 R9' ≤ R6' ≤ 0,7 R9'
0,75 R9' ≤ R8' ≤ R9'
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Das Ausführungsbeispiel nach 5 unterscheidet sich von dem nach 4 dadurch, dass der Tragteller 1'' eine radial nach außen zunehmende Elastizität, also eine geringere Steifigkeit bzw. größere Nachgiebigkeit, aufweist. Alle mit 4 übereinstimmenden Teile bzw. Bereiche werden daher mit den gleichen Bezugszeichen und alle ähnlichen Teile oder Bereiche jeweils mit denselben Bezugszeichen bezeichnet, wie sie zur 4 verwendet worden sind, ergänzt um einen hochgesetzten Doppelstrich, ohne dass es einer erneuten Beschreibung bedürfte.
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Die zunehmende Elastizität des Tragtellers 1'' in Richtung zum Außenrand 13'' wird dadurch erreicht, dass der Tragteller 1'' mehrere jeweils ringförmige Abschnitte 16, 17 bzw. 18 aufweist, die eine unterschiedliche, radial nach außen abnehmende Dicke aufweisen. Im Ausführungsbeispiel nach 5 erstreckt sich Abschnitt 16 etwa bis zum Übergang vom Kröpfungs-Bereich 6' in den Haupt-Schleif-Bereich 8''; er hat hier die Dicke h. Der sich radial nach außen daran anschließende ringförmige Abschnitt 17 erstreckt sich radial bis vor den Außen-Schleif-Bereich 15''. Der Abschnitt 17 weist eine Dicke h' auf; der äußere Abschnitt 18 weist eine Dicke h'' auf, wobei gilt h > h' > h''. Grundsätzlich ist bei einer abgestuften Ausgestaltung entsprechend 5 davon auszugehen, dass mindestens zwei derartige Abschnitte und höchstens fünf derartige Abschnitte vorgesehen sind. Für die Radien R6', R8'' und R9' gelten die obigen Beziehungen.
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Aus 6 geht der Einsatz des erfindungsgemäßen Schleif-Werkzeugs an Hand-Schleifmaschinen 19 hervor. Das Schleif-Werkzeug wird auf einer Abtriebswelle 20 der Hand-Schleifmaschine 19 aufgesteckt, die durch die Öffnung 3 des Schleif-Werkzeugs hindurch gesteckt wird, sodass die Achse 7 mit der Mittel-Achse der Abtriebswelle 20 zusammenfällt. Die Befestigung des Schleif-Werkzeugs auf der Abtriebswelle 20 erfolgt mittels einer Spann-Mutter 21.
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Durch die konvexe Wölbung des Haupt-Schleif-Bereichs 8'' zur Schleifseite 4' hin wird erreicht, dass beim Flächenschleifen von Werkstücken 22, also beim Haupteinsatzgebiet derartiger Schleif-Werkzeuge, auch bei den unvermeidbaren Pendelbewegungen des Schleif-Werkzeugs eine gleichmäßige Belastung des Schleifmittel-Belages 11' eintritt, also keine extremen Flächenpressungen auftreten. Dies führt bei diesen stets an Hand-Schleifmaschinen eingesetzten Schleif-Werkzeugen zu einem geringeren Verschleiß und damit einer höheren Standzeit bzw. einer höheren Abtrags-Leistung der Schleifscheibe. Dieser vorteilhafte Effekt wird noch verstärkt durch die nach außen hin zunehmende Elastizität des Schleif-Werkzeugs gemäß 5.
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Die stärkere Wölbung im Außen-Schleif-Bereich 15' bzw. 15'' bewirkt, dass bei einem Anstoßen des Außenrandes 13' bzw. 13'' der Schleifscheibe an einen Gegenstand keine Ablösung der Fiber-Schleifscheibe 9' samt Schleifmittel-Belag 11 vom Tragteller 1' bzw. 1'' erfolgt.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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