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Schleifkörper Es ist bereits bekannt, bei einer umlaufenden starren
Schleifscheibe aus Schleifkorn und einem Bindemittel den äußeren, am Umfang liegenden
Teil der Schleifscheibe auf den inneren, um den Mittelpunkt liegenden Teil aufzuschrumpfen,
so daß der äußere Teil den inneren Teil unter Druck umspannt. Durch diese Ummantelung
soll den bei der Benutzung der Schleifscheibe auftretenden Spannungen entgegengewirkt
werden. Es ist ferner bekannt, einen Honstein mit einer Kunstharzpreßmasse zu umpressen
und dabei gleichzeitig einen verlorenen Fuß aus Kunstharzpreßmasse einzupressen.
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Die Erfindung betrifft Schleifkörper, bei denen zwischen beliebig
gebundenen dünnwandigen Schleifteilen mitverschleißende Distanzierungsleisten bzw.
-füllungen, z. B. aus Schaumkunststoff, angeordnet sind und der Schleifkörper einen
die Schleifteile und die Zwischenlagen umgebenden Mantel aufweist.
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Gemäß vorliegender Erfindung besteht der Mantel aus einem Kunststoff-Schrumpfüberzug.
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Der Kunststoff-Schrumpfüberzug kann erforderlichenfalls an der Schleifkörperoberfläche
verankert sein oder eine Beilage sehnenartig einschließen, und zur Verstärkung der
Verankerung des Kunststoff-Schrumpfüberzuges am Schleifkörper wird auf diesen während
seines Aufbringens ein Druck ausgeübt.
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Der Schrumpfüberzug kann z. B. so hergestellt werden, daß zunächst
die keramisch- oder kunststoffgebundenen, dünnenwandigen Schleifelemente unter Zwischenfügung
der schleifkornfreien, porösen Distanzplatten oder -leisten vereinigt und zusammengepreßt
werden, worauf alsdann erforderlichenfalls unter Wärmezufuhr durch ganzes oder abschnittweises
Tauchen, Bespritzen, Überziehen u. dgl. Einhüllungen geschaffen werden, die je nach
Wahl des Überzugwerkstoffes beim Trocknen, bei Abkühlung bzw. Erwärmung stark schrumpfen,
so daß sich auf einfache Weise eine starre und feste Verbindung der vorher zusammengefügten
Teile zu einem Ganzen, also zu einem Schleifsegment, herbeiführen läßt, und zwar
auch von Schleifsegmenten mit ungewöhnlichen Längs- und Querschnittsformen.
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Ähnlich, wie sich die Art der Aufbringung des Überzuges wesentlich
voneinander unterscheidet, kann auch der Werkstoff des Überzuges in Abhängigkeit
von der Verarbeitungsart und den an ihn hinsichtlich seiner mechanischen Eigenschaften
und chemischen Widerstandsfähigkeit gestellten Anforderungen eine sehr verschiedenartige
Zusammensetzung haben. Nur als Beispiele seien erwähnt: für das ganze oder abschnittsweise
Einhüllen Tauchlacke auf Celluloseacetatbasis, deren Filme eine hohe Zerreißfestigkeit
und ausgeprägte Schrumpffähigkeit besitzen, weiterhin das für die Herstellung der
Schrumpfkapseln angewendete Polyvinylacetat, sowie - für das Aufschrumpfen unter
Wärmeanwendung - thermoplastische Hüllen auf Polyvinylchloridbasis, die bei Temperaturen
unterhalb der Fließgrenze, aufgeweitet unter ihrem Erweichungspunkt, so abgekühlt
werden, daß die Kontraktionsfähigkeit zunächst verlorengeht, und die dann, nachdem
sie aufgeweitet über die übereinandergeschichteten Schleifelemente geschoben worden
sind, bei nochmaliger Erwärmung stark schrumpfen.
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Da durch diesen Schrumpfungsprozeß in Abhängigkeit von der Hüllenwandstärke
und dem Material der Hülle eine große Festigkeit der Verbindung erreicht wird, ist
es möglich, einen schleifkornfreien, verlorenen Fuß gleichzeitig mit den Schleifelementen
starr und sicher zu verbinden.
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Die Schrumpfhülle kann ein Schleifsegment ganz oder gegebenenfalls
in seiner Längsrichtung nur teilweise oder abschnittsweise umschließen. In mechanisch
besonders hoch beanspruchten Bereichen eines Segmentes erfolgt eine Verstärkung
durch zusätzliche Einlagen, Klammern oder durch Übereinanderschichten von Hüllenmaterial
od. dgl.
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Wird zum Überziehen eines Schleifsegmentes eine geschlossene Hülle
verwendet, die hinsichtlich ihres Querschnittes entsprechend vorgeformt werden kann,
so ist es möglich, durch gasförmige, flüssige oder plastische Mittel, z. B. Silikon-Kautschuk,
deren Außenwandungen während des Schrumpfvorganges unter Druck zu setzen. Bei teilweiser
Umhüllung darf dieser Überdruck sich nur auf bestimmte Bereiche erstrecken. Eine
dichte und feste Anlage kann auch durch Erzeugung eines Unterdrucks innerhalb einer
bei dieser Anwendungsform des Verfahrens allseitig geschlossenen Hülle erreicht
werden.
Wird als Werkstoff für die Distanzierungsplatten ein schleifkornfreier,
poröser, starrer Schaumstoff, z. B. Polystyrol 111, gewählt, so tritt bei
Wärmeanwendung bei einer Temperatur über 100° C eine Volumenvergrößerung der Distanzierungsplatten
ein. Bei Umhüllung bzw. Umkleidung des aus dünnwandigen Schleifelementen aufgebauten
Schleifelementes durch einen hochfesten Werkstoff kann diese Volumenvergrößerung
der Schaumstoffplatten mit zum Verspannen der Schleifelemente innerhalb der Umhüllung
herangezogen werden. Die Richtung dieser Spannkräfte ist den durch das Schrumpfen
der Hülle ausgelösten Kräften entgegenwirkend. Bei entsprechender Dimensionierung
der Schrumpfhülle und der Distanzierungsplatten lassen sich die optimalen Bedingungen
für den Festsitz der einzelnen Schleifelemente und damit für den starren Zusammenhang
des gesamten Schleifsegmentes erreichen. Während der Wärmeanwendung empfiehlt es
sich, den von der Hülle umkleideten Segmentkörper allseitig durch Druckplatten abzudecken,
damit der Schaumstoff nicht aus den Schlitzen zwischen den Schleifelementen hervorquellen
kann. Bei Anwendung derartiger Abdeckungen wird die von dem Schaumstoff ausgehende
Spannwirkung besonders groß.
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Nach einer Ausführungsform der Erfindung wird bei Schleifkörpern mit
an ihnen in an sich bekannter Weise vorgesehenen verlorenen Füßen zum rückstandslosen
Aufbrauchen der Schleifteile vorgesehen, daß die Zwischenlagen und der verlorene
Fuß aus einem Stück bestehen, oder die Distanzierungsleisten in Nuten des verlorenen
Fußes einzusetzen, wobei auch dieser innerhalb des Kunststoff-Schrumpfüberzuges
liegt.
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In der Zeichnung sind Ausführungsbeispiele der Erfindung dargestellt.
Es zeigt F i g. 1 die Draufsicht auf einen im wesentlichen zylindrisch ausgebildeten
Einzelschleifkörper mit mehreren gewölbten Schleifelementen, der in eine Trägerscheibe
eingesetzt ist, F i g. 2 einen Schnitt durch den mehrschichtigen Einzelschleifkörper
nach F i g. 1, F i g. 3 eine perspektivische Darstellung eines stirnseitig zum Eingriff
kommenden, aus drei Schleifringstücken bestehenden Schleifsegmentes mit verlorenem,
schleifkornfreiem, porösem Fuß und (rechte Seite) angeformten, ebenfalls gewölbten
Distanzierungsplatten bzw. (linke Seite) mit eingesetzten Schaumstoff-Distanzierungsleisten
(Schrumpfhülle geschnitten), F i g. 4 und 5 Längsschnitte durch für den Stirnschliff
vorgesehene einfache Segmente mit verlorenen Füßen, F i g. 6 einen Längsschnitt
durch ein einfaches Segment mit verlorenem Fuß und Schrumpfhülle mit profilierter
Oberfläche, F i g. 7 eine perspektivische Teildarstellung einer aus leicht verschleißendem,
jedoch starrem, hochporösem Schaumstoff (z. B. Polystyrol 11I) bestehenden Distanzierungsleiste;
die in eine Nut eines verlorenen Fußes eingesetzt ist, F i g. 8 die Draufsicht auf
ein ringstückförmiges, stirnseitig zum Eingriff kommendes Schleifsegment, bei dem
die der Drehachse zugekehrte konkave Seite einer Segmentschale mit Längsnuten versehen
ist, F i g. 9 einen Längsschnitt durch ein für den Stirnschliff vorgesehenes einfaches
Segment mit keramischer Bindung, das zum Zwecke seiner Abstützung beiderseitig in
Schaumstoff eingebettet und von einer geschlossenen, evakuierbaren Hülle umgeben
ist, F i g. 10 einen Längsschnitt durch ein von einer Schrumpfhülle zusammengehaltenes,
aus mehreren Einzelschleifelementen bestehendes Segment, F i g. 11 den Schnitt durch
eine aus starrem, porösem Werkstoff bestehende Abstützung für in Laufrichtung hintereinander
angeordnete, dem Stirnschliff dienende Schleifelemente, F i g. 12 eine Teilansicht
der konkaven Seite eines Schleifelementes mit einer größeren Zahl angeformter zapfenartiger
Vorsprünge.
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F i g. 13 eine Teilansicht der konkaven Seite eines Schleifelementes,
in dessen Randzonen Schwalbenschwanzförmige Vertiefungen eingepreßt sind, F i g.
14 die Seitenansicht des Teilausschnittes eines Schleifelementes nach F i g. 13,
F i g. 15 eine Teilansicht der konkaven Seite eines Schleifelementes mit einer größeren
Zahl angeformter zapfenartiger Vorsprünge und F i g. 16 die Seitenansicht des Teilausschnittes
eines Schleifelementes nach F i g. 15.
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In den F i g. 1 und 2 ist ein im wesentlichen zylindrisch ausgebildeter
Schleifkörper mit den gewölbten Schleifelementen 1 und den Schaumstoff-Distanzierungsleisten
2 gezeigt, der von der Schrumpfhülse 5 zu einem festen Ganzen zusammengefaßt ist.
Das Schleifsegment wird nach seiner Fertigstellung in eine Trägerscheibe 14 eingeklebt
bzw. eingeklemmt. Nach dem Verbrauch der gewölbten Schleifelemente 1 verbleibt
ein nicht dargestellter verlorener Fuß.
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In F i g. 3 sind die gewölbten Schleifelemente, die unterschiedliche
Bindung und Schleifstoffart haben können, wiederum mit 1 bezeichnet. Sie werden
bei dieser Ausführungsform der Erfindung entweder in Schlitze eines Formkörpers
2 aus starrem, hochporösem, schleifkornfreiem Material, z. B. Schaumstoff, eingesetzt
oder durch Leisten 3 (s. linke Seite der perspektivischen Darstellung nach F i g.
3 sowie F i g. 7) gegeneinander distanziert. Der untere Teil des Formkörpers 2 stellt
dann den »verlorenen« Fuß 2a dar, der nach dem Abarbeiten der Schleifelemente 1
zurückbleibt. Die Herstellung des Formkörpers einschließlich der gewölbten Distanzierungsplatten
2 nach F i g. 3 erfolgt in bekannter Weise unter Verwendung von Schäumformen, wie
sie beispielsweise bei der Verarbeitung von Polystyrol III üblich sind. Selbstverständlich
können auch die Aufnahmeräume für die Schleifelemente 1 in Formkörper aus Schaumstoff
durch spanende Verfahren erzeugt werden. Nach dem Einfügen der Schleifelemente 1
in die Ausnehmungen des Formkörpers 2 wird in aufgeweitetem Zustand der Kunststoff-Schrumpfüberzug
5 aus hochfestem, beim Schleifen mitverschleißendem, thermoplastischem Werkstoff,
z. B. Polyvinylchlorid, darübergeschoben, worauf dann anschließend durch Erwärmung
ein Schrumpfprozeß ausgelöst wird, so daß eine starre Verbindung zwischen den zusammengefügten
Schleifelementen 1 und den Distanzierungsstücken 2 entsteht.
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Bei Verwendung von einzelnen Distanzierungsleisten 3 empfiehlt es
sich, an die gewölbten Schleifelemente 1 die Vorsprünge 13 nach F i g. 3 mit anzupressen,
damit sich nach dem Zusammensetzen während der Durchführung des Schrumpfungsprozesses
die Leisten 3 nicht verschieben können. Das Schleif-Segment wird nach Fertigstellung
in einen Schleifkopf eingesetzt, wobei es dann stirnseitig zur Wirkung gelangt.
Es
arbeitet sich während des Schleifens in Längsrichtung bis zur strichpunktierten
Linie 7 ab.
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In den F i g. 4 bis 6, die Längsschnitte durch ebenfalls für den Stirnschliff
vorgesehene einfache Segmente darstellen, sind die Schleifelemente ebenfalls mit
1 und die verlorenen Füße jeweils mit 2a bezeichnet. Die Berührungsfläche 4 zwischen
den Teilen 1 und 2 a wird nach Möglichkeit groß gehalten. Erforderlichenfalls kann
vor dem überschieben der aufgeweiteten Schrumpfüberzug 5 ein Kleber verwendet werden,
der auf die Flächen 4 aufgebracht wird. Naturgemäß würde dieser Kleber allein nie
ausreichen, um eine starre Verbindung zwischen dem Schleifelement 1 und dem Fuß
2 a herzustellen, die den Beanspruchungen gewachsen ist, die beim Schleifen auftreten.
Erst nach dem Schrumpfen des Überzuges 5 ist dann die Gewähr dafür gegeben, daß
bis zum endgültigen Verbrauch das Schleifelement 1 vom Fuß 2 a mit festgehalten
wird.
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Eine besonders innige Verbindung zwischen dem Schleifelement 1 und
dem Fuß 2a wird durch Aufrauhungen, Nuten und Verzahnungen 12 nach F i g. 6 erreicht.
Die Schleifelemente werden schon bei ihrer Herstellung entsprechend profiliert.
Während des Schrumpfungsprozesses greift dann das Material der Hülle in diese Verzahnungen
ein.
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Da das Schrumpfen nicht nur quer, sondern auch, wenn auch nur in geringerem
Ausmaße, längs zur Mittelachse der Hülle erfolgt, wird das Schleifelement 1 fest
auf den Fuß 2a gepreßt.
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In F i g. 7 ist in perspektivischer Darstellung eine Distanzierungsleiste
3, wie sie auch auf der linken Seite in F i g. 3 dargestellt ist, zu sehen, die
in eine Nut 10 des verlorenen Fußes 2a eingefügt ist. Die Leiste 3 dient dann dazu,
den Abstand von zwei Schleifelementen zueinander einzuhalten.
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Bei dem gewölbten, in F i g. 8 in Draufsicht gezeigten ringstückförmigen,
stirnseitig zum Eingriff kommenden Schleifsegment sind die Segmentschalen wiederum
mit 1 bezeichnet, zwischen ihnen ist eine ebenfalls gewölbte Platte 2 aus porösem
Schaumstoff angeordnet. Das Schleifsegment wird von dem Kunststoff-Schrumpfüberzug
5 umschlossen. Damit der Überzug 5 ebenfalls auf der konkaven Seite des der Drehachse
eines Schleifkopfes zugekehrten Schleifelementes 1 aufliegt, sind in diese die Längsnuten
11 eingearbeitet, in die nach Erweichung des Überzugs während des Schrumpfungsprozesses
unter Verwendung von gasförmigen oder plastischen Mitteln (Silicon-Kautschuk) das
überzugmaterial hineingepreßt wird. Es ist auch möglich, die konkave Seite mit einer
gewölbten Beilage 18 aus Schaumstoff auszufüllen, so daß dann der Überzug 5 die
in F i g. 8 gestrichelt eingezeichnete Lage einnehmen kann. Mechanisch oder auch
thermisch während der Herstellung hochbeanspruchte Bereiche des Segmentes können
durch zusätzliche Einlagen 8 nach F i g. 8 durch Klammern oder durch übereinanderschichten
von überzugmaterial verstärkt und geschützt werden.
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Die Schleifelemente 1 können nach F i g. 9 auch beiderseitig in Schaumstoff
eingebettet sein. Der Schaumstoffkörper 2 besitzt den Fuß 2a und dient der Abstützung
des Schleifelementes 1. Zusätzlich wird eine Schaumstoffplatte 2' verwendet. Durch
die Abstützung des Schleifelementes 1 und den Kunststoff-Schrumpfüberzug 5 wird
erreicht, daß bei dünnwandigen Schleifelementen ein Teil der Fliehkräfte von der
Hülle aufgenommen wird. Die F i g. 9 zeigt außerdem, daß der Überzug 5 einen Ansatz
5' besitzen kann und das Schleifelement bzw. die Schleifelemente einschließlich
der Schaumstoffeinhüllungen und Distanzierungen allseitig umkleidet. Durch den Ansatz
5' kann während des Schrumpfens die Luft abgesaugt werden, so daß der Überzug 5
das Schleifsegment dicht und fest einschließt. Dieses Unterdruckverfahren ist besonders
dann zu empfehlen, wenn gleichzeitig mehrere gewölbte Schleifelemente umhüllt werden
sollen, wie sie im Querschnitt in F i g. 8 dargestellt sind. Die konkave, längsgenutete
Seite des innenliegenden Schleifelementes l wird dann bei Anwendung von Unterdruck
vom Überzug bedeckt.
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Das Schleifsegment nach F i g. 10 ist aus mehreren dünnen Schichten
aus Schleifbandlamellen mit zwischengefügten, dünnen Schaumstofflagen aufgebaut.
Nach dem übereinanderschichten der Schleifbandlamellen 1 und der dünnen Schaumstofflagen
2 wird der gesamte Segmentkörper von dem Kunststoff-Schrumpfüberzug 5 umfaßt und
zusammengehalten. Durch Anordnen von Nieten 16 kann außerdem die Haltbarkeit erhöht
werden.
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In F i g. 11 ist im Querschnitt eine schleifkornfreie, aus starrem,
porösem Werkstoff bestehende Segmentschale 2 gezeigt, in deren Ausnehmungen Schleifelemente,
z. B. keramisch gebundene Schleifsteine 1, eingesetzt sind, worauf über die länglich
ausgebildete Schale 2 einschließlich der eingefügten Schleifsteine 1 der Schrumpfüberzug
5 gezogen wird, der bei dieser Ausführungsform zwecks allseitiger Anlage- durch
einen Keil 17 zwischen den beiden Steinen 1 zusätzlich festgehalten wird. An die
Stelle eines Schleifsteines 1 gemäß der linken Seite der F i g. 11 können auch,
wie in F i g. 11 auf der rechten Seite gezeigt ist, mehrschichtige Schleifkörper
treten, die aus zwei ebenen Platten bestehen, zwischen denen wiederum Schaumstoff
angeordnet ist. Das gesamte so aufgebaute Schleifsegment wird dann in einen Schleifkopf
eingesetzt, wobei die auftretenden Fliehkräfte einmal von dem Tragring eines Schleifkopfes
und außerdem von der Schale 2 aufgenommen werden. Beim Verbrauch der Schleifkörper
l in Längsrichtung arbeitet sich dann gleichzeitig der Schaumstoff der Segmentschale
2 ab. Um dem Schrumpfüberzug 5 in den Längsnuten 11 der Schleifelemente 1 einen
entsprechenden Festsitz zu geben, können zusätzlich nach F i g. 12 noch während
des Aufbringens des Schrumpfüberzugs Leisten 20 eingelegt werden. Diese können aus
einem Kunststoff bestehen, der unter Wärmeeinwirkung mit dem Überzug 5 verschweißt.
Im gleichen Arbeitsgang können die äußeren Längskanten des Schrumpfüberzugs 5 fest
in die Längsnuten 11 der Schleifelemente 1 hineingepreßt werden.
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Ein besonders guter Festsitz des Kunststoff-Schrumpfüberzugs 5 läßt
sich dadurch erwirken, daß in die Randzonen der Längskanten der Schleifelemente
1 schwalbenschwanzförmige Vertiefungen 21 nach den F i g. 13 und 14 eingearbeitet
werden. Der Schrumpfüberzug wird während der Herstellung der Umkleidung entweder
unter Wärmeeinwirkung in diese schwalbenschwanzförmigen Vertiefungen hineingepreßt,
also plastisch verformt, worauf dann beim Schrumpfen des Überzugs ein besonders
guter Festsitz entsteht, oder es werden vorher an den Überzug 5 entsprechend der
Form der schwalbenschwanzförmigen Vertiefungen diese Vorsprünge mit angepreßt,
die
dann während des Aufziehens des Überzugs in ersteren eingefügt werden. An die Stelle
der Vertiefungen 21 können auch nach den F i g. 15 und 16 zapfenartige Vorsprünge
22 treten, über die ebenfalls Schrumpfüberzüge unter Wärmeeinwirkung gepreßt werden,
worauf dann gleichzeitig beim weiteren Schrumpfen ein fester Zusammenhang der übereinandergeschichteten
Schleifelemente und Destanzierungsschichten erzielt wird. Während des Schrumpfungsprozesses
umschließt dann der Schrumpfüberzug eng diese zapfenartigen Vorsprünge und verspannt
sich gegenüber der Oberfläche der Randzonen der Schleifelemente.