DE1291648B

DE1291648B - Grinding wheel with reinforcement mesh

Info

Publication number: DE1291648B
Application number: DEW33458A
Authority: DE
Inventors: Kistler Samuel S; Rue Charles V
Original assignee: Deutsche ITT Industries GmbH
Current assignee: TDK Micronas GmbH
Priority date: 1962-12-04
Filing date: 1962-12-04
Publication date: 1969-03-27

Description

Die Erfindung betrifft eine kunstharz-, gummi- oder mineralisch kaltgebundene zylindrische Schleifscheibe mit einer Mittelbohrung und einer oder mehreren Verstärkungseinlagen aus einem fortlaufenden Faserstrang.The invention relates to a synthetic resin, rubber or mineral cold bond cylindrical grinding wheel with a central bore and one or more reinforcing inserts from a continuous fiber strand.

In der Industrie werden vergleichsweise große Schleifscheiben des harzgebundenen Typs für die Bearbeitung von Stahl und anderen Metallen in großem Umfang verwendet.In industry, comparatively large grinding wheels are used resin-bonded type for machining steel and other metals in large quantities Scope used.

Diese Schleifscheiben werden im allgemeinen ohne Zusatz eines Kühlmittels benutzt und rotieren mit verhältnismäßig hohen Geschwindigkeiten. Die rauhen Betriebsbedingungen, denen diese Schleifscheiben häufig unterworfen sind, verursachen die Entstehung radialer Risse in den Scheiben, die sich von der Peripherie aus nach innen erstrecken und die Festigkeit der Scheiben wesentlich vermindern. Dadurch entsteht im Falle eines Bruches oder einer Auflösung der Schleifscheiben in ihre Bestandteile eine große Gefahr für das Bedienungspersonal und die Maschine. Aus diesem Grund ist es üblich, eine Schleifscheibe wegzuwerfen, sobald an ihr radiale Risse beobachtet werden. Dennoch zerbricht manchmal eine Schleifscheibe während des Laufes und verursacht ernste Verletzungen der Bedienungsperson trotz der in die Maschine eingebauten Sicherheitseinrichtungen.These grinding wheels are generally made without the addition of a coolant used and rotate at relatively high speeds. The harsh operating conditions, to which these grinding wheels are often subjected, cause the emergence radial cracks in the disks extending inward from the periphery and significantly reduce the strength of the discs. This creates in the event breakage or disintegration of the grinding wheels into their constituent parts great danger for the operating personnel and the machine. Because of this it is It is common practice to throw away a grinding wheel as soon as radial cracks are observed will. Nevertheless, sometimes a grinding wheel breaks during the run and causes Serious injuries to the operator despite the safety devices built into the machine.

Um die Bruchneigung schnellaufender Schleifscheiben zu vermindern, wurde bereits eine Reihe von Verstärkungsmaßnahmen angewendet oder vorgeschlagen, die das Schleifmaterial gegen die Zentrifugalkräfte festigen. Unter anderem wurden Metallringe oder Gewebe verschiedener Zusammensetzung während des Formprozesses derart in die Schleifscheibe eingebettet, daß sie gegenüber der Mantelfläche der Schleifscheibe um ein Stück zurückgesetzt sind, um das Vortreten der Verstärkung über die Schleiffläche zu vermeiden, wenn der Durchmesser der Scheibe infolge der Abnutzung abnimmt. Obwohl eine gewisse Verstärkung erreicht wurde, kamen dennoch Scheibenbrüche vor, da sich radiale Risse bildeten, die sich von der Peripherie der Scheibe bis zu den außenhegenden Stellen der Verstärkungselemente fortpflanzten, dort abgelenkt wurden und den Verstärkungselementen tangential folgten, so daß unter Umständen unverstärkte Teile ausgebrochen und weggeschleudert wurden.To reduce the tendency of high-speed grinding wheels to break, a number of reinforcement measures have already been applied or proposed; which strengthen the abrasive material against centrifugal forces. Among other things were Metal rings or fabrics of different composition during the molding process embedded in the grinding wheel in such a way that it is opposite the lateral surface of the The grinding wheel is set back a little to allow the reinforcement to step forward Avoid over the grinding surface if the diameter of the disc is due to the Wear decreases. Although some reinforcement was achieved, they came nonetheless Disc fractures occurred as radial cracks formed extending from the periphery of the pane up to the outer points of the reinforcement elements, were deflected there and followed the reinforcing elements tangentially, so that under Unreinforced parts were broken out and thrown away.

Auch sind Schleifscheiben bekanntgeworden, die aus mehreren Schichten Kunstharz aufgebaut sind, in die Glasfäden als Verstärkung eingelegt sind (deutsche Auslegeschrift 1007 658). Die Glasfäden liegen in einer Schicht geradlinig und parallel, bei mehreren Lagen sind diese so übereinandergelegt, daß die Fäden einer Lage zu denen der benachbartenjeweils unter einem bestimmten Winkel stehen. Als Deckschicht ist das Schleifmittel aufgebracht. Diese Scheiben lassen sich auf seitlichen Druck beanspruchen, weil sie die dabei auftretenden Biegekräfte aufnehmen können. Sie sind jedoch auf relativ kleine Durchmesser beschränkt. Die bei großen Scheiben radial auftretenden Fliehkräfte bewirken eine Trennung der benachbarten Lagen, weil jede Lage nur die Kräfte eines bestimmten Richtungsbereiches aufzunehmen vermag, so daß es zu Spannungen in der Scheibe kommt, die die Haftfähigkeit des Kunstharzes übersteigen.Grinding disks have also become known which are made up of several layers of synthetic resin into which glass threads are inserted as reinforcement (German Auslegeschrift 1007 658). The glass threads lie in a straight line and parallel in a layer; if there are several layers, these are laid one on top of the other in such a way that the threads of one layer are at a certain angle to those of the neighboring layers. The abrasive is applied as a top layer. These discs can be subjected to lateral pressure because they can absorb the bending forces that occur. However, they are limited to relatively small diameters. The centrifugal forces that occur radially in large disks cause a separation of the adjacent layers, because each layer can only absorb the forces of a certain directional range, so that tensions arise in the disk that exceed the adhesive capacity of the synthetic resin.

Gemäß der schweizerischen Patentschrift 35 753 ist es bekannt, in Schleifscheiben radial angeordnete Metallstäbe oder Blechstreifen von glatter oder gewellter Gestalt einzubetten. Da die Spannungen in der Scheibe von außen nach innen zunehmen, also an der Zentralbohrung am größten sind, ist um diese eine Schraubenfeder in die Sclileifsteinmasse eingesetzt, die jedoch mit den Verstärkungsstäben nicht in festem Zusammenhang steht. Diese Anordnung von Verstärkungselementen in der Scheibe wird den angreifenden Kräften nur mangelhaft gerecht und berücksichtigt tangentiale Komponenten höchst ungenügend.According to Swiss Patent 35,753 , it is known to embed radially arranged metal rods or sheet metal strips of smooth or corrugated shape in grinding wheels. Since the tensions in the disk increase from the outside to the inside, i.e. are greatest at the central bore, a helical spring is inserted around this into the limestone mass, which, however, is not permanently related to the reinforcing rods. This arrangement of reinforcing elements in the disc does not do justice to the forces acting on it and takes tangential components into account very inadequately.

Das gleiche gilt auch für die Verstärkungselemente und -muster, die in der britischen Patentschrift 8546 aus dem Jahre 1913 beschrieben sind und im wesentlichen denselben Aufbau zeigen. Dabei ist es prinzipiell gleichgültig, ob die radialen Verstärkungsteile runden oder eckigen Querschnitt besitzen und ob sie glatt, verdrillt, gewellt oder von T-förmiger Gestaltung sind, weil dadurch zwar die Bindung zwischen Verstärkungsteil und Scheibenmaterial verbessert, aber nicht der Kraftverlauf in der Scheibe verändert wird. Gewellte Teile weisen außerdem die unangenehme Eigenschaft auf, sich unter Einwirkung der Fliehkräfte elastisch oder permanent zu verformen, was der Bruchneigung förderlich ist.The same is true of the reinforcement elements and patterns described in British Patent 8546 of 1913 , which are of essentially the same construction. In principle, it does not matter whether the radial reinforcement parts have a round or angular cross-section and whether they are smooth, twisted, corrugated or T-shaped, because this improves the bond between the reinforcement part and the disc material, but does not change the force profile in the disc will. Corrugated parts also have the unpleasant property of being elastically or permanently deformed under the action of centrifugal forces, which is conducive to the tendency to break.

Eine Ausnahme macht die blumenartige Ausführung der Verstärkung nach F i g. 3 der genannten Patentschrift, doch gilt das wiederum nur für ihren äußeren Randbezirk. Die U-förmigen Drahtbügel nehmen zwar radiale und tangentiale Kräfte auf, aber nur so lange, bis durch die Abnutzung der Scheibe die halbkreisförmigen Teile der Bügel aufgetrennt und abgeschliffen sind. Ferner werden, besonders in den umfangparallelen Geflechtteilen, sobald sie bloßgelegt sind, den genannten Kräften die durch das Andrücken eines Werkstückes hervorgerufenen Kräfte und Schwingungen direkt überlagert. Der herumgelegte Geflechtkranz beeinträchtigt außerdem die Schleifleistung der Mantehläche. Eine spannungsgerechte Verdichtung der Verstärkung zur Zentralbohrung ist weder bei dieser noch bei der in F i g. 4 angedeuteten Ausführung D7 vorgesehen.The flower-like design of the reinforcement according to FIG. 1 makes an exception . 3 of the cited patent specification, but this again only applies to its outer periphery. The U-shaped wire brackets absorb radial and tangential forces, but only until the semicircular parts of the brackets have been separated and ground off due to the wear and tear of the disc. Furthermore, especially in the circumferentially parallel braid parts, as soon as they are exposed, the forces and vibrations caused by the pressing of a workpiece are directly superimposed on the aforementioned forces. The braided wreath laid around also impairs the grinding performance of the mantle surface. A tension-appropriate compression of the reinforcement to the central bore is neither with this nor with the one shown in FIG. 4 indicated version D7 is provided.

Nach der deutschen Patentanmeldung D 11031 ist es bekannt, die nichtmetallischen Einlagen elastischer Schleifscheiben durch chemische Behandlung so spröde zu machen, daß sie die gleichen Abriebeigenschaften erhalten wie die Schleifscheibenmasse. Die empfohlene netzförmige oder radiale Faserausrichtung kann aus bereits geschilderten Gründen auf unelastische Scheiben nicht übertragen werden.According to the German patent application D 11031 it is known to make the non-metallic inlays of elastic grinding wheels so brittle by chemical treatment that they receive the same abrasion properties as the grinding wheel compound. The recommended net-like or radial fiber alignment cannot be transferred to inelastic disks for reasons already described.

Schließlich ist auch eine dünne, organisch gebundene Schleifscheibe mit einer Glasfasereinlage bekanntgeworden, die aus langen Fasern besteht, die in flachen, schleifenförmigen Bahnen in die Scheibe eingebettet sind, so daß sich die Fasern in zahlreichen Punkten kreuzen (deutsche Patentanmeldung D 14780). Das Muster dieser Einlage ist naturgemäß völlig unregelmäßig und willkürlich. Scheiben mit diesem Geflecht sind besonders widerstandsfähig gegen seit-Eche Druck- und Stoßbeanspruchung, wie sie bei groben Schleifarbeiten mit Handgeräten auftreten. Diesen Kräfteverhältnissen kann bei kleinen Scheiben auf die beschriebene Art Rechnung getragen werden, doch sind sie nicht auf große Scheiben übertragbar. Die bei kleinen Scheiben relativ geringen Kräfte nehmen bei großen Durchmessern erhebliche Werte an, die durch derartige Geflechte nicht beherrschbar sind. Bei dieser Konfiguration der Verstärkung liegt wieder ein relativ großer Prozentsatz des Geflechtes parallel zum Scheibenumfang und wird zusätzlich mit den Schleifkräften beaufschlagt. Ferner deutet nichts darauf, daß der Gewichts- oder Volumanteil der Verstärkung in bestimmter Weise in der Scheibe variiert, d. h. zum Zentrum hin ansteigt.Finally, a thin, organically bound grinding wheel with a glass fiber insert has become known, which consists of long fibers that are embedded in flat, loop-shaped paths in the wheel, so that the fibers cross at numerous points (German patent application D 14780). The pattern of this insert is naturally completely irregular and arbitrary. Discs with this mesh are particularly resistant to Seit-Eche pressure and impact loads, such as those that occur during rough grinding work with hand tools. In the case of small panes, this balance of forces can be taken into account in the manner described, but they cannot be transferred to large panes. The relatively small forces with small disks take on considerable values with large diameters which cannot be controlled by such braids. With this configuration of the reinforcement, a relatively large percentage of the mesh is again parallel to the disc circumference and is also subjected to the grinding forces. Further, there is no evidence that the weight or Volumanteil the gain varies in a particular manner in the disc d. H. rises towards the center.

Die vorliegende Erfindung hat demgemäß die Aufgabe, die geschilderten Nachteile bekannter Ausführungen zu vermeiden und eine spannungsgerechte Verstärkung für Schleifscheiben, insbesondere auch großen Durchmessers, vorzusehen, die die an der laufenden Scheibe auftretenden radialen und tangentialen Kräfte ebensogut aufzunehmen vermag wie die zusätzlich aufgebrachten Schleifkräfte.The present invention accordingly has the object of the above Avoid disadvantages of known designs and a voltage-based amplification for grinding wheels, especially large diameters, to be provided that the Radial and tangential forces occurring on the rotating disc are just as good able to absorb how the additionally applied grinding forces.

Erfindungsgemäß geschieht dies dadurch, daß der Glasfaserstrang in symmetrischen, die Mittelbohrung umgebenden Dreiecksanordnungen gelegt ist.According to the invention, this is done in that the glass fiber strand in symmetrical, the central bore surrounding triangular arrangements is placed.

Nach einer vorteilhaften Weiterbildung sind die Seiten der Dreiecke so gelegt, daß der Volumanteil des Glasfaserstranges vom Schleifscheibenumfang zur Mittelbohrung hin zunimmt.According to an advantageous development, the sides are triangles placed so that the volume fraction of the glass fiber strand from the grinding wheel circumference to Central bore increases.

Mit dieser Ausführung wird nicht nur ein guter und gleichmäßiger Verlauf der geschwindigkeitsbedingten Kräfte in schnellaufenden großen Scheiben erreicht, sondern auch die spannungssteigernde Wirkung der Schleifkräfte abgeschwächt. Die Schleifleistung der Scheibe bleibt während der gesamten Gebrauchsdauer durch die Verstärkungselemente unbeeinträchtigt, da stets nur der kleine Querschnitt der Glasfasern an die Oberfläche tritt. Ferner lassen sich die Verstärkungseigenschaften genau vorausbestimmen. Die größte Dichte der Verstärkung liegt im Bereich der Mittelbohrung und entspricht damit in vorteilhafter Weise der Tatsache, daß dort auch die Spannungen in der Scheibe am größten sind.This design not only results in a good and even flow the speed-related forces achieved in large, high-speed disks, but also the tension-increasing effect of the grinding forces is weakened. the The grinding performance of the wheel remains through the entire service life Reinforcement elements unimpaired, as only the small cross-section of the glass fibers comes to the surface. Furthermore, the reinforcement properties can be made accurate predetermine. The greatest density of the reinforcement is in the area of the central bore and thus corresponds in an advantageous manner to the fact that there are also the tensions are largest in the disc.

Vorteilhaft ist ferner, daß die Glasfaserstränge nur auf Zug beansprucht werden und daß sich die Fliehkräfte, da sie gleichmäßig auf die Peripherie verteilt angreifen, gegenseitig in den Strängen aufheben. Schließlich kann auch die Herstellung der Verstärkung in kostengerechter Weise erfolgen.It is also advantageous that the glass fiber strands are only subjected to tension and that the centrifugal forces, as they are evenly distributed over the periphery attack, pick up each other in the strands. Finally, the manufacturing the reinforcement in a cost-effective manner.

Die Erfindung wird an Hand der Zeichnung beschrieben. Es zeigt F i g. 1 eine perspektivische Darstellung zweier Lagen eines Verstärkungsgeflechtes, die durch einen fortlaufenden Glasfaserstrang gebildet werden, F i g. 2 eine Draufsicht auf eine Lage des Verstärkungsgeflechtes nach F i g. 1, F i g. 3 die Draufsicht eines anderen Dreieckmusters eines Verstärkungsgliedes mit einer geringeren Anzahl von Spitzen als beim Verstärkungsglied nach F i g. 2, F i g. 4 eine schematische Darstellung eines Verstärkungsgeflechtes, das aus einem Dreieckmuster des Typs nach F i g. 2 und zwei Dreieckmustern des Typs nach F i g. 3 besteht, die zu einem Geflecht verbunden sind, F i g. 5 eine schematische Ansicht eines weiteren zweckmäßigen Dreieckmusters für ein Verstärkungsglied mit kleinerem Innendurchmesser.The invention is described with reference to the drawing. It shows F i g. 1 shows a perspective illustration of two layers of a reinforcing mesh which are formed by a continuous glass fiber strand, FIG. FIG. 2 shows a plan view of a layer of the reinforcing mesh according to FIG. 1, Fig. Figure 3 is a top plan view of another triangular reinforcement link pattern with fewer peaks than the reinforcement link of Figure 3. 2, Fig. FIG. 4 is a schematic representation of a reinforcing mesh consisting of a triangular pattern of the type shown in FIG. 2 and two triangular patterns of the type shown in FIG . 3 , which are connected to form a braid, F i g. Figure 5 is a schematic view of another useful triangular pattern for a reinforcing member having a smaller inner diameter.

Die verbesserten Verstärkungseigenschaften der Verstärkungsgeflechte gemäß der Erfindung beruhen auf der eigenartigen Form und der ungleichmäßigen Verteilung der das Verstärkungsgeflecht bildenden Verstärkungselemente. Die Form des Verstärkungsgeflechtes und die Verteilung der Verstärkungselemente können innerhalb vorgeschriebener Grenzen variieren, entsprechend den Abmessungen, dem Aufbau, der Festigkeit und den Betriebsbedingungen des rotierenden Gegenstandes, in den das Verstärkungsgeflecht einzubetten ist. Die optimale Form und Verteilung des Verstärkungsgeflechtes für einen speziellen rotierenden Gegenstand, wie z. B. einer Schleifscheibe, kann näherungsweise von einer mathematischen Festigkeitsrechnung abgeleitet werden. Bei einer solchen Berechnung müssen-folgende Faktoren in Betracht gezogen werden: Die Spannungsgradienten in schnellrotierenden Körpern, die Spannungsspitzen in der Nähe des eingebetteten Verstärkungsmaterials, die Schleifleistung und der Abnutzungsgrad einer Scheibe infolge der Menge des benutzten Verstärkungsmaterials und der Lage des Verstärkungsmaterials in der Schleifscheibe. Auf diese Weise können optimale Bedingungen hinsichtlich der Formgebung und Anordnung des Verstärkungsgeflechtes ermittelt werden, außerdem kann die zu verwendende Menge an Verstärkungsmaterial ermittelt werden, um eine bestimmte Festigkeit des Schleifartikels zu gewährleisten. Durch die Ermittlung dieser optimalen Bedingungen erhält man eine möglichst geringe Einbuße an Schleifmaterial infolge des Platzbedarfes des Verstärkungsgeflechtes. Dadurch wird ein Optimum an Schleifleistung und Wirtschaftlichkeit erreicht.The improved reinforcement properties of the reinforcement braids according to the invention are based on the peculiar shape and the uneven distribution of the reinforcement elements forming the reinforcement braid. The shape of the reinforcement braid and the distribution of the reinforcement elements can be within prescribed limits vary according to the dimensions, structure, strength and operating conditions of the rotating object in which the reinforcement mesh is to be embedded. the optimal shape and distribution of the reinforcement braid for a special rotating Object such. B. a grinding wheel, can be approximated by a mathematical Strength calculation can be derived. For such a calculation, the following Factors to be considered: The stress gradients in rapidly rotating Bodies that have stress peaks in the vicinity of the embedded reinforcement material, the grinding performance and degree of wear of a wheel as a result of the amount of used Reinforcing material and the position of the reinforcing material in the grinding wheel. In this way, optimal conditions in terms of shape and arrangement can be achieved of the reinforcement mesh can be determined, in addition, the amount to be used of reinforcement material can be determined to provide a certain strength of the abrasive article to ensure. By determining these optimal conditions, one obtains a The lowest possible loss of abrasive material due to the space required by the reinforcement mesh. As a result, an optimum of grinding performance and economy is achieved.

Zur Bearbeitung von Stahl und Gußteilen dienende harzgebundene Schleifscheiben normalen Typs aus einem üblichen Schleifmittel oder einer Mischung hiervon und Bindemitteln haben üblicherweise eine Dichte von ungefähr 3 g/cm3 und einen Elastizitätsmodul von ungefähr 140 620 kg/cm2. Der im Verstärkungsglied gemäß der vorliegenden Erfindung enthaltene Glasfaserstrang besteht aus einer Vielzahl lose gewickelter Fäden, die ihrerseits aus einer Vielzahl von Strängen bestehen, die aus einer Vielzahl dünner, zusammenhängender Glasfasern gebildet sind. Der Glasfaserstrang besitzt eine weit größere Zugfestigkeit und einen weit größeren Elastizitätsmodul als das Schleifmaterial. Für Glas kann von einem Elastizitätsmodul von ungefähr 703 100 kg/cm2 ausgegangen werden, was ungefähr fünfmal mehr ist als der Elastizitätsmodul des Schleifmaterials. Demgemäß entstehen infolge der durch die schnelle Rotation im Schleifkörper bedingten Zentrifugalkräfte im Glasfaserverstärkungsglied fünfmal größere Spannungen als im Schleifmittel. Mit anderen Worten ausgedrückt ist für die Dehnung des Verstärkungsgliedes um eine Einheit eine fünfmal größere Spannung erforderlich als für die Dehnung des Schleifmaterials der Scheibe. Infolge der Bindung zwischen dem Schleifmittel und dem darin eingebetteten Verstärkungsglied ist die Dehnung des Schleifmittels und des Glasfaserverstärkungsgliedes gleich groß. So ist z. B. bei einer Spannung im Schleifmittel der Scheibe von ungefähr 422 kg/cm', die der höchstzulässigen Spannung des Schleifmittels entspricht, die Spannung im Glasfaserverstärkungsglied ungefähr 2109 kg/CM2. Das Verstärkungsglied trägt demgemäß wesentlich zur Erhöhung der Festigkeit der Schleifscheibe bei.For the treatment of steels and castings serving resin bonded grinding wheels normal type of a conventional abrasive or a mixture thereof and binders typically have a density of about 3 g / cm3 and a Young's modulus of about 140,620 kg / cm2. The fiberglass strand contained in the reinforcing member according to the present invention consists of a plurality of loosely wound filaments which in turn consist of a plurality of strands which are formed from a plurality of thin, continuous glass fibers. The fiberglass strand has a far greater tensile strength and a far greater modulus of elasticity than the abrasive material. For glass, a modulus of elasticity of approximately 703 100 kg / cm2 can be assumed, which is approximately five times more than the modulus of elasticity of the abrasive material. Accordingly, as a result of the centrifugal forces caused by the rapid rotation in the grinding element, the stresses in the glass fiber reinforcement member are five times greater than in the grinding element. In other words, stretching the reinforcing member by one unit requires five times greater stress than stretching the abrasive material of the disc. As a result of the bond between the abrasive and the reinforcing member embedded therein, the elongation of the abrasive and the glass fiber reinforcing member is equal. So is z. B. at a tension in the abrasive of the wheel of about 422 kg / cm ', which corresponds to the maximum allowable tension of the abrasive, the tension in the fiberglass reinforcing member is about 2109 kg / cm2. The reinforcing member accordingly contributes significantly to increasing the strength of the grinding wheel.

Es wurde festgestellt, daß einzelne Glasfasern mit einem Durchmesser von ungefähr 0,005 mm eine Zugfestigkeit von ungefähr 31640 kg/CM2 aufweisen. Aus solchen zusammenhängenden Glasfasern hergestellte Glasfaserstränge haben also eine extrem hohe Zugfestigkeit zwischen ungefähr 14 060 und 31640 kg/CM2, so daß bei Einkalkulierung eines Sicherheitsfaktors eine Zugfestigkeit von ungefähr 14 060 kg/CM2 angenommen werden kann. Demgemäß würde ein Glasfaserverstärkungsglied mit einem Querschnitt von weniger als % cm2 genügen, um einer Spannung von 2109 kg/cm2 standzuhalten, was der im vorhergehenden Abschnitt angenommenen Belastung entspricht. Es kann mathematisch gezeigt werden, daß die durch die Zentrifugalkräfte in der Schleifscheibe entstehenden Spannungen in radialer Richtung von außen nach innen zunehmen. Dies läßt sich durch Berechnung der an einem Element der Scheibe angreifenden Kraft nachprüfen. Ein solches Element wird durch zwei vom Zentrum des Rades ausgehende Radien, die an der Außenfläche des Rades 1 cm voneinander entfernt sind, eingegrenzt. Die auf jeden Sektor wirkende Kraft kann durch Benutzung folgender Formel berechnet werden - F= 3,34 - 10-4. U-y - v2 - (1 - a3).It has been found that some glass fibers with a diameter of about 0.005 mm, a tensile strength of about 31,640 kg / cm 2 have. Glass fiber strands made from such coherent glass fibers have an extremely high tensile strength between approximately 14 060 and 31 640 kg / CM2, so that when a safety factor is taken into account, a tensile strength of approximately 14 060 kg / CM2 can be assumed. Accordingly, a fiberglass reinforcing member with a cross-section of less than % cm2 would be sufficient to withstand a tension of 2109 kg / cm2, which corresponds to the load assumed in the previous section. It can be shown mathematically that the stresses generated by the centrifugal forces in the grinding wheel increase in the radial direction from the outside to the inside. This can be checked by calculating the force acting on an element of the disk. Such an element is delimited by two radii starting from the center of the wheel and 1 cm apart on the outer surface of the wheel. The force acting on each sector can be calculated using the following formula - F = 3.34 - 10-4. Uy - v2 - (1 - a3).

In dieser Formel bedeutet F = die Fliehkraft in Gramm, U = den Umfang der Scheibe in Zentimeter, ,y = das spezifische Gewicht der Scheibe in Gramm pro Kubikzentimeter, v = die äußere Umfangsgeschwindigkeit der Scheibe in Zentimeter pro Sekunde und a = das Verhältnis zwischen dem Radius der Achsbohrung der Scheibe und dem Außenradius der Scheibe.In this formula, F = the centrifugal force in grams, U = the circumference of the disk in centimeters ,, y = the specific weight of the disk in grams per cubic centimeter, v = the outer peripheral speed of the disk in centimeters per second and a = the ratio between the radius of the axle hole of the disc and the outer radius of the disc.

Bei einem typischen Grobschleifrad mit einem Außendurchmesser von 61 cm und einer Achsbohrung oder einem Wellendurchmesser von 30,5 cm, einer Dicke oder Breite von 7,6 cm, einem spezifischen Gewicht von 3 g/cm3, das mit einer Umfangsgeschwindigkeit von 6100 cm pro Sekunde rotiert, wird eine nach außen gerichtete Kraft (F) von ungefähr 248 000 g auf jeden Sektor des Rades ausgeübt. Infolge der eigenartigen Form des Verstärkungsgeflechtes gemäß der vorliegenden Erfindung nimmt die Menge an Verstärkungsmaterial in Übereinstimmung mit der Radialspannung (Kraft pro Flächeneinheit) gegen die Mitte des Rades hin zu.With a typical coarse grinding wheel with an outside diameter of 61 cm and an axle bore or a shaft diameter of 30.5 cm, a thickness or width of 7.6 cm, a specific weight of 3 g / cm3, with a circumferential speed of 6100 cm per second When rotating, an outward force (F) of approximately 248,000 g is applied to each sector of the wheel. Due to the peculiar shape of the reinforcing braid according to the present invention, the amount of reinforcing material increases in accordance with the radial stress (force per unit area) towards the center of the wheel.

Wie aus den Zeichnungen zu entnehmen ist, besitzt das Verstärkungsglied gemäß der vorliegenden Erfindung eine geometrische Gestalt, die so aufgebaut ist, daß der Glasfaserstrang in Übereinstimmung mit dem Spannungsgradienten im Rad ungleichmäßig verteilt ist. Wie aus den F i g. 1 bis 5 zu entnehmen ist, besteht die Grundgestalt des Verstäxkungsgliedes aus Dreiecken und enthält einen inneren, durch Sehnen gebildeten Bereich, der seinerseits durch eine Vielzahl sich kreuzender Sehnenabschnitte gebildet ist, wobei dieser Bereich konzentrisch zum Mittelpunkt des Schleifrades liegt. In diesem Bereich, der im inneren an die Achsbohrung oder die Welle angrenzt und in dem die Spannung am größten ist, liegt eine maximale Konzentration an Glasfasersträngen vor. Da die Länge der den inneren Bereich des Verstärkungsgliedes bildenden Schnenabschnitte zum Kernkreis hin, zu dem die Ab- schnitte tangential verlaufen, abnimmt, können sie für die Zwecke der folgenden Berechnungen als zusammenhängender, konzentrisch in der Schleifscheibe angeordneter Ring aufgefaßt werden, so wie es auch den bisher in verstärkten Schleifscheiben z. B. verwendeten Stahlringen od. dgl. entspricht.As can be seen from the drawings, the reinforcing member according to the present invention has a geometric shape constructed so that the glass fiber strand is unevenly distributed in accordance with the stress gradient in the wheel. As shown in FIGS. 1 to 5 , the basic shape of the reinforcing member consists of triangles and contains an inner area formed by tendons, which in turn is formed by a plurality of intersecting tendon sections, this area being concentric to the center of the grinding wheel. In this area, which adjoins the axle bore or the shaft on the inside and in which the tension is greatest, there is a maximum concentration of glass fiber strands. Since the length of the inner region extend the reinforcing member forming Schnenabschnitte core circuit out to the exhaust sections tangentially decreases, they may be regarded as coherent, concentrically arranged in the grinding wheel ring for the purposes of the following calculations, as well as the previously used in reinforced grinding wheels z. B. used steel rings or the like. Corresponds.

Der Querschnitt des sogenannten Sehnen-Innenringes oder des aus einer Vielzahl der durch die Sehnen des Verstärkungsgliedes gebildeten Ringe bestimmten Bereichs, der erforderlich ist, um die Zugspannung aufzunehmen, kann mittels folgender Gleichung berechnet werden: F= 3,34-10-4- U.y.r.V2. (1 _a3). In dieser Gleichung bedeutet r den Außenradius der Schleifscheibe in Zentimeter, und die übrigen Symbole sind mit denjenigen der oben erläuterten Gleichung identisch.The cross-section of the so-called tendon inner ring or of the area defined by a large number of rings formed by the tendons of the reinforcing member, which is required to absorb the tensile stress, can be calculated using the following equation: F = 3.34-10-4-UyrV2 . (1 _a3). In this equation, r means the outer radius of the grinding wheel in centimeters, and the other symbols are the same as those in the equation explained above.

Durch die vorstehende Formel errechnet sich die Zugspannung, die von der Scheibe auf den inneren Glasfaserring ausgeübt wird, wobei die vom Schleifmaterial herrührende zusätzliche Festigkeit außer acht gelassen ist. Eine Schleifscheibe der oben beschriebenen Abmessungen und Zusammensetzung, die einer Drehgeschwindigkeit von mindestens 6100 ein pro Sekunde standhalten soll, benötigt einen Ring, der eine Tangentialkraft von ungefähr 7 600 000 g aufnehmen kann. Wie oben dargelegt wurde, besitzen die für die Verstärkungsglieder verwendeten Glasfasern eine Mindestfestigkeit von ungefähr 14 060 kg/cm2. Ein Innenring oder Innenringe, welche die genannte Zugkraft aufnehmen können, müssen also einen Querschnitt von ungefähr 0,55 em2 haben.The above formula calculates the tensile stress exerted by the disc on the inner fiberglass ring, ignoring the added strength of the abrasive material. A grinding wheel of the dimensions and composition described above, which is to withstand a rotational speed of at least 6100 one per second, requires a ring that can absorb a tangential force of approximately 7,600,000 g. As stated above, the glass fibers used for reinforcing members have a minimum strength of about 14,060 kg / cm2. An inner ring or inner rings that can absorb the aforementioned tensile force must therefore have a cross-section of approximately 0.55 em2.

Zusätzlich zum vorstehenden hat sich gezeigt, daß die bei hoher Drehgeschwindigkeit auf die Schleifscheiben wirkenden Kräfte nicht nur reine Radialspannungen hervorrufen, sondern auch eine tangentiale Komponente enthalten, die von den durch die auf die Scheibe wirkenden Zentrifugalkräfte erzeugten Ringspannungen hervorgerufen werden. Infolge dieser Ringspannungen setzt sich der Spannungsverlauf über den Scheibenradius gesehen aus Radial- und Taugentialspannungen zusammen, wobei die resultierende Spannung in Richtung auf den inneren Verstärkungsring eine nach außen zur Peripherie hin zunehmende tangentiale Komponente aufweist. Die Spannungen am Kernkreis sind tangential. Unmittelbar außerhalb dieses Kreises ist die Spannung hauptsächlich radial, während an der Umfangsfläche der Scheibe die Spannung hauptsächlich tangential ist. Infolgedessen wird bei dem Verstärkungsgeflecht gemäß der vorliegenden Erfindung durch die neuartige Formgebung eine optimale Verstärkung erreicht. Bei dieser neuartigen Form sind die Glasfaserstränge in einem gewissen Winkel zum Radius der Schleifscheibe angeordnet, wodurch sowohl in tangentialer als auch radialer Richtung eine Verstärkung erreicht wird. Ferner ist der Hauptanteil der außerhalb des inneren Bereiches liegenden Sehnenelemente des Verstärkungsgliedes relativ zu den Radien der Schleifscheibe so angeordnet, daß zwischen den Radien und den Sehnenelementen ein Schnittwinkel von weniger als 90' besteht. Dadurch wird erreicht, daß der Einfluß der Verstärkungseleinente auf die Schleifwirkung der Schleifscheibenoberfläche vermindert wird, wenn der Scheibendurchmesser infolge Abnutzung abnimmt und die äußeren Teile des in die Scheibe eingebetteten Verstärkungsgeflechtes freigelegt werden.In addition to the above, it has been shown that the forces acting on the grinding wheels at high rotational speed not only cause pure radial stresses, but also contain a tangential component caused by the ring stresses generated by the centrifugal forces acting on the wheel. As a result of these ring stresses, the stress curve over the disk radius is composed of radial and tugential stresses, the resulting stress in the direction of the inner reinforcing ring having a tangential component that increases outwards towards the periphery. The stresses on the core circle are tangential. Immediately outside this circle the stress is mainly radial, while on the peripheral surface of the disk the stress is mainly tangential. As a result, optimal reinforcement is achieved in the reinforcing braid according to the present invention due to the novel shape. In this novel shape, the glass fiber strands are arranged at a certain angle to the radius of the grinding wheel, which means that reinforcement is achieved in both the tangential and radial directions. Furthermore, the majority of the chord elements of the reinforcing member lying outside the inner region are arranged relative to the radii of the grinding wheel in such a way that there is an intersection angle of less than 90 ' between the radii and the chord elements. What is achieved thereby is that the influence of the reinforcing elements on the grinding effect of the grinding wheel surface is reduced when the wheel diameter decreases as a result of wear and the outer parts of the reinforcing braid embedded in the wheel are exposed.

In Übereinstimmung mit der vorstehenden Analyse der Spannungsverteilung in einer rotierenden Scheibe, wie z. B. einer SchIeifscheibe, können die Form und die ungleichmäßige Verteilung der Verstärkungselemente im Verstärkungsgeflecht für irgendeine spezielle Scheibe unter Berücksichtigung der Betriebsbedingungen, denen sie unterworfen ist, optimal berechnet werden. Eine derartige Ausbildung des Verstärkungsgellechtes, bei dem das Volumen oder Gewicht der Elemente des Verstärkungsgeflechtes pro Volumeinheit der Scheibe in Richtung vom Außenumfang des Rades gegen das Zentrum der Scheibe hin zunimmt, wird durch die Dreieckform der geometrischen Muster der Vtrstärkungsgeflechte, wie sie in den F i g. 1 bis 5 dargestellt sind, erreicht. Die Verstärkungsgeflechte gemäß der vorliegenden Erfindung mit ihrem geometrischen Dreieckmuster sind ganz allgemein gesehen dadurch gekennzeichnet, daß in einem ringförmigen Raum eine Vielzahl von Sehnen angeordnet ist, wobei dieser ringförmige Raum durch konzentrisch zueinander angeordnete Zylinderflächen oder Kreise umgrenzt ist. Die innere Zylinderfläche bzw. der Kreis stimmt im allgemeinen mit dem Umfang der in der Scheibe vorgesehenen Bohrung oder dem Durchmesser der durch diese Bohrung hindurchgesteckten Welle überein, während die äußere Zylinderfläche bzw. Kreis einen Durchmesser aufweist, der innerhalb eines Bereiches zwischen dem Durchmesser der Scheibe und zwei Dritteln der radialen Tiefe der Scheibe liegt. Die radiale Tiefe ist definiert als die radiale Entfernung zwischen dem zentralen Achsloch und dem Außenumfang des Gegenstandes. Jede der radial vorstehenden Spitzen wird durch ein durch die Strangelemente gebildetes Sehnenpaar gebildet, die im ringförmigen Bereich zwischen der äußeren und der inneren Zylinderfläche liegen. Um die Erfindung am nutzbringendsten auszuwerten, erstreckt sich vorzugsweise wenigstens die Hälfte der Sehnenelemente durch einen inneren Bereich, der sich zwischen der inneren und einer dazu konzentrischen Zylinderfläche befindet, die einen Durchmesser aufweist, der vorzugsweise zwischen dem Durchmesser der inneren Zylinderfläche und dem Durchmesser einer Zylinderfläche liegt, die ungefähr ein Drittel der radialen Tiefe des Ringraumes umfaßt. Infolge dieser Anordnung befindet sich der Bereich mit den Sehnensegmenten, der innerhalb der zwischenliegenden Zylinderfläche liegt, im allgemeinen zwischen den die Seitenflächen bedeckenden Klemmflanschen, mit denen die Scheibe auf der Welle befestigt wird. Außerdem ist der größte Teil der außerhalb des inneren Bereiches liegenden Strangelemente (Sehnen) so angeordnet, daß die Elemente einen Winkel von weniger als 90' mit den Radien der Scheibe einschließen, so daß sie also nicht tangential zum Umfang des Rades verlaufen und demgemäß den Schleifvorgang nicht beeinträchtigen, wenn der Scheibendurchmesser infolge Abnutzung abnimmt. Bei einem Verstärkungsgeflecht mit Dreieckmuster sind die einzigen zum Umfang tangentialen Punkte außerhalb des inneren Bereiches an den Spitzen, an denen aneinanderstoßende Sehnen miteinander verbunden sind.In accordance with the above analysis of the stress distribution in a rotating disk such as B. a grinding wheel, the shape and the uneven distribution of the reinforcing elements in the reinforcement braid can be calculated optimally for any particular wheel, taking into account the operating conditions to which it is subjected. Such a design of the reinforcement mesh, in which the volume or weight of the elements of the reinforcement mesh per unit volume of the disk increases in the direction from the outer circumference of the wheel towards the center of the disk, is achieved by the triangular shape of the geometric pattern of the reinforcement meshes, as shown in FIGS G. 1 to 5 are shown. The reinforcement braids according to the present invention with their geometric triangular pattern are generally characterized in that a plurality of chords are arranged in an annular space, this annular space being delimited by cylindrical surfaces or circles arranged concentrically to one another. The inner cylindrical surface or circle generally corresponds to the circumference of the bore provided in the disk or the diameter of the shaft inserted through this bore, while the outer cylindrical surface or circle has a diameter which is within a range between the diameter of the disk and two-thirds the radial depth of the disc. The radial depth is defined as the radial distance between the central axle hole and the outer circumference of the object. Each of the radially protruding tips is formed by a pair of chords which are formed by the string elements and lie in the annular region between the outer and the inner cylinder surface. In order to evaluate the invention most beneficially, at least half of the tendon elements preferably extend through an inner region located between the inner and a concentric cylindrical surface having a diameter that is preferably between the diameter of the inner cylindrical surface and the diameter of a cylindrical surface which comprises approximately one third of the radial depth of the annulus. As a result of this arrangement, the region with the tendon segments, which lies within the intermediate cylinder surface, is generally located between the clamping flanges covering the side surfaces with which the disc is fastened to the shaft. In addition, most of the string elements (chords) lying outside the inner area are arranged so that the elements enclose an angle of less than 90 ' with the radii of the disc, so that they are not tangential to the circumference of the wheel and, accordingly, the grinding process do not affect if the pulley diameter decreases as a result of wear. In the case of a reinforcing braid with a triangular pattern, the only points tangential to the circumference are outside the inner area at the tips where the abutting tendons are connected to one another.

Eine Reihe von Ausführungsformen der Erfindung mit geometrischem Dreieckmuster von im wesentlichen regelmäßiger und ebener Form ist in den F i g. 1 bis 5 als Beispiele gezeigt.A number of embodiments of the invention having a geometric triangular pattern of substantially regular and planar shape are shown in FIGS . 1 to 5 shown as examples.

In F i g. 2 ist ein Verstärkungsglied 12 dargestellt, das einen zusammenhängenden Glasfaserstrang 14 enthält, der in einem geometrischen Dreieckmuster angeordnet ist, das eine Vielzahl von Strang-(Sehnen-) Elementen 16 umfaßt. Die Spitzen 18 an den Enden eines Elementenpaares liegen auf einer gedachten zylindrischen Hüllfläche bzw. einem Kreis 20, der durch eine strichpunktierte Linie angedeutet ist. Es ist nicht erforderlich, daß alle Spitzen 18 auf dem gedachten Kreis 20 liegen; es ist auch denkbar, daß einige Spitzen innerhalb dieses Kreises liegen, wobei der Abstand hiervon jedoch vorzugsweise nicht größer als ein Drittel der radialen Tiefe des Rades ist. Die Elemente 16 überkreuzen einander übereinanderliegend und verlaufen tangential zu einer inneren Zylinderfläche bzw. einem Kreis 21, der durch eine strichpunktierte Linie angedeutet ist. Der Kreis 21 liegt innerhalb des inneren Bereiches, wodurch die Sehnensegmente 22 einen zum äußeren Kreis 20 konzentrischen inneren Kreis oder Ring 24 festlegen. Bei der in F i g. 2 dargestellten speziellen Dreieckform sind die benachbart liegenden Spitzen 18 des Verstärkungsgliedes 12 in einem Winkelabstand von 221/2' angeordnet, während die Strang-(Sehnen)-Elemente 16 sich zwischen zwei Punkten des äußeren Kreises 20 erstrecken, die einen Winkelabstand von 1121/2' haben.In Fig. 2, a reinforcing member 12 is shown which includes a contiguous glass fiber strand 14 arranged in a geometric triangular pattern comprising a plurality of strand (tendon) elements 16 . The tips 18 at the ends of a pair of elements lie on an imaginary cylindrical envelope surface or a circle 20, which is indicated by a dot-dash line. It is not necessary that all of the tips 18 lie on the imaginary circle 20; it is also conceivable that some peaks lie within this circle, the distance therefrom, however, preferably not being greater than one third of the radial depth of the wheel. The elements 16 cross over one another and run tangentially to an inner cylindrical surface or a circle 21, which is indicated by a dash-dotted line. The circle 21 lies within the inner region, as a result of which the chord segments 22 define an inner circle or ring 24 which is concentric with the outer circle 20. In the case of the in FIG. 2, the adjacent tips 18 of the reinforcing member 12 are arranged at an angular distance of 221/2 ', while the cord (chord) elements 16 extend between two points of the outer circle 20 which are angularly spaced 1121/2 ' to have.

In F i g. 3 ist für ein Verstärkungsglied 12a eine andere Ausführungsform eines geometrischen Dreieckmusters dargestellt. Dieses Verstärkungsglied enthält einen zusammenhängenden Glasfaserstrang 14, der so angeordnet ist, daß die einzelnen Strangabschnitte (Sehnen) 16 eine Anzahl Spitzen 18 bilden, die nach Art des in F i g. 2 dargestellten Verstärkungsgliedes 12 auf einem äußeren Kreis 20 liegen. Bei der in F i g. 3 dargestellten speziellen Gestalt haben die einzelnen Spitzen 18 einen Winkelabstand von 45', während die einzelnen Strangelemente 16 den äußeren Kreis 20 an Punkten berühren, die einen Winkelabstand von 135' aufweisen. Wie aus F i g. 3 bervorgeht, entstehen dabei weniger Sehnensegmente 22a, die zu einem inneren Kreis 21 tangential verlaufen, wodurch ein Kern oder Ring 24a mit kleinerem Durchmesser als dem Durchmesser des Kreises 24 nach F i g. 2 entsteht.In Fig. F 3 is shown another embodiment of a geometric triangle pattern ÜR a reinforcing member 12a. This reinforcing member contains a coherent glass fiber strand 14 which is arranged so that the individual strand sections (tendons) 16 form a number of tips 18 which, in the manner of the type shown in FIG. 2, the reinforcing member 12 shown lie on an outer circle 20. In the case of the in FIG. 3 , the individual tips 18 have an angular spacing of 45 ', while the individual string elements 16 touch the outer circle 20 at points which are angularly spaced 135' . As shown in FIG. 3 , fewer tendon segments 22a are created, which run tangentially to an inner circle 21, whereby a core or ring 24a with a smaller diameter than the diameter of the circle 24 according to FIG. 2 is created.

In F i g. 5 ist eine weitere Ausführungsform eines geometrischen Dreieckmusters von einem Verstärgungsglied dargestellt, bei dem benachbarte Spitzen 18 auf dem äußeren gedachten Kreis 20 entsprechend dem in F i g. 2 gezeigten Muster einen Winkelabstand von 221/,' haben, während die Endpunkte der Strangelemente 16 auf dem äußeren Kreis 20 einen Winkelabstand von 1571/2' anstatt von 1121/,' besitzen. Infolge dieserAnordnung hat der durch die Segmente 22 b geformte Kernkreis 24b einen gegenüber den Kernkreisen 24 und 24a nach den F i g. 2 und 3 verringerten Durchmesser.In Fig. 5 shows a further embodiment of a geometric triangular pattern of a reinforcing member, in which adjacent peaks 18 on the outer imaginary circle 20 corresponding to the one shown in FIG. 2 have an angular distance of 221 /, ', while the end points of the string elements 16 on the outer circle 20 have an angular distance of 1571/2' instead of 1121 /, '. As a result of this arrangement, the segments 22 b through the loop-shaped core 24b has a g with respect to the core circles 24 and 24a according to the F i. 2 and 3 reduced diameter.

Wie bereits erläutert wurde, wird der innere Bereich des Verstärkungsgeflechtes in der Schleifscheibe so gelegt, daß dieser Bereich in der Nähe der inneren Bohrung, also im Bereich der höchsten Spannung, liegt. Aus den gezeigten geometrischen Figuren geht hervor, daß die Größe des inneren Bereiches entsprechend der durch die Schleifscheibe gehenden Zentralbohrung variiert werden kann, um die gewünschte Verstärkung züi erhalten. Bei der praktischen Ausführung der vorliegenden Erfindung wurden die besten Verstärkungswirkungen dann erreicht, wenn ein wesentlicher Anteil der Strangelemente des Verstärkungsgeflechtes durch den inneren Bereich hindurchgeht bzw. im Falle der dargestellten Anordnungen tangential zum inneren Kreis 21 verläuft. Der bevorzugte Innenbereich umfaßt den Ringraum, der sich von dem inneren Kreis 21 nach außen bis zu einem Kreis erstreckt, der in einem Abstand von ungefähr einem Drittel der radialen Tiefe der Scheibe verläuft. Die radiale Tiefe ist definiert als Differenz zwischen dem Außenradius und dem Bohrungsradius. Die besten Verstärkungseigenschaften der außerhalb des inneren Bereiches liegenden Scheibenbereiche wurde dann erreicht, wenn sich die Spitzen über mindestens zwei Drittel der radialen Tiefe bis zu einem Punkt nahe dem Scheibenumfang erstrecken. Bei jedem gezeigten Dreieckmtister nimmt die Menge oder das Volumen des Glasfaserstranges 14 pro Volumeinheit des Rades fortschreitend in Richtung von der Peripherie zum inneren Bereich der Scheibe zu. Um bestimmte Verstärkungseigenschaften eines speziellen Schleifkörpers zu erhalten, können die verschiedenen geometrischen Dreieckmuster, von denen in den F i g. 2, 3 und 5 Beispiele gezeigt sind, einzeln, in Mehrfachanordnung oder in anderen Zusammensetzungen angewendet werden, damit ein Verstärkungsgeflecht gemäß F i g. 4 entsteht. Das in F i g. 4 schematisch dargestellte Verstärkungsgeflecht 26 enthält ein Verstärkungsglied 12 mit einer Gestalt gemäß F i g. 2 und zwei Verstärkungsgliedern 12a mit einer Gestalt gemäß F i g. 3, wobei diese Verstärkungsglieder übereinandergelegt sind und konzentrisch züi der in F i g. 4 durch strichpunktierte Linien angedeuteten Schleifscheibe 28 liegen. Die Spitzen 18 des zusammengesetzten Geflechtes 26 erstrecken sich nach außen bis zu Punkten, die in der Nähe der Peripherie 30 der Schleifscheibe 28 liegen. Der innere (Sehnen-)Bereich des Verstärkungsgeflechtes 26 liegt konzentrisch zu einer inneren Bohrung 32, wie es in den Zeichnungen durch eine strichpunktierte Linie angedeutet ist. Bei Verstärkungsgeflecbten, in denen eine Vielzahl Verstärkungsglieder enthalten sind, sind die Verstärkungsglieder vorzugsweise durch Verbindungsabschnitte oder Stränge 34 miteinander verbunden, wie es in F i g. 1 gezeigt ist. Dabei besteht das gesamte Verstärkungsgeflecht aus einem einzigen zusammenhängenden Glasfaserstrang 14, wenngleich dies nicht unbedingt erforderlich ist, um die Ziele der Erfindung zu erreichen.As has already been explained, the inner area of the reinforcement braid is placed in the grinding wheel in such a way that this area is in the vicinity of the inner bore, i.e. in the area of the highest tension. It can be seen from the geometrical figures shown that the size of the inner area can be varied in accordance with the central bore passing through the grinding wheel in order to obtain the desired reinforcement. In the practical implementation of the present invention, the best reinforcement effects were achieved when a substantial proportion of the strand elements of the reinforcement mesh pass through the inner region or, in the case of the arrangements shown, run tangentially to the inner circle 21. The preferred interior area comprises the annulus extending outwardly from the inner circle 21 to a circle spaced approximately one third of the radial depth of the disc. The radial depth is defined as the difference between the outer radius and the bore radius. The best reinforcement properties of the disk areas lying outside the inner area were achieved when the tips extend over at least two thirds of the radial depth to a point close to the circumference of the disk. For each triangular mister shown, the amount or volume of the glass fiber strand 14 per unit volume of the wheel increases progressively in the direction from the periphery to the inner region of the disc. In order to obtain certain reinforcement properties of a particular abrasive article, the various geometric triangular patterns, one of which is shown in FIGS . 2, 3 and 5 examples are shown, individually, in multiple arrangements or in other compositions, so that a reinforcing braid according to FIG. 4 is created. The in Fig. 4, schematically illustrated reinforcing braid 26 contains a reinforcing member 12 with a shape according to FIG. 2 and two reinforcing members 12a with a shape according to FIG. 3, these reinforcing members being superimposed and concentric to the one shown in FIG . 4 grinding wheel 28 indicated by dash-dotted lines. The tips 18 of the composite braid 26 extend outwardly to points near the periphery 30 of the grinding wheel 28 . The inner (tendon) area of the reinforcing braid 26 is concentric to an inner bore 32, as indicated in the drawings by a dot-dash line. In the case of reinforcement braids in which a plurality of reinforcement members are included, the reinforcement members are preferably connected to one another by connecting sections or strands 34, as shown in FIG. 1 is shown. The entire reinforcing braid consists of a single continuous fiberglass strand 14, although this is not absolutely necessary in order to achieve the objectives of the invention.

Es ist für den Fachmann selbstverständlich, daß innerhalb der vorstehend erläuterten Grenzen eine große Anzahl weiterer geometrischer Dreieckmuster Anwendung finden kann, die von den in den Zeichnungen dargestellten abweichen und ebenfalls geeignete Verstärkungsgeflechte ergeben. Zusätzlich zu den im wesentlichen regelmäßig und eben geformten Mustern, wie sie in den Zeichnungen dargestellt sind, können auch unregelmäßig geformte Dreieckmuster angewendet werden, bei denen die Spitzen 18 nicht notwendigerweise auf der äußeren Zylinderfläche oder dem Kreis 20 liegen müssen, wie es in den Zeichnungen dargestellt ist. So kann z. B. der radial vorstehende Abstand aufeinanderfolgender Spitzen verschieden sein, wodurch ein unregelmäßiges Dreieckmuster gebildet wird, bei dem ungefähr die Hälfte der Sehnenstränge durch den inneren Bereich geht. Außerdem müssen die Sehnenelemente 16, die das geometrische Dreieckmuster bilden, nicht in derselben Ebene liegen, wodurch die Spitzen 18 in axialer Richtung einen Ab- stand voneinander haben und dadurch ein Verstärkungsglied mit irgendeiner gewünschten Dicke bilden. In einem solchen Fall führen vorzugsweise wenigstens ungefähr die Hälfte der Sehnenelemente durch den inneren Bereich.It is obvious to the person skilled in the art that, within the limits set forth above, a large number of other geometric triangular patterns can be used which deviate from those shown in the drawings and which likewise result in suitable reinforcing braids. In addition to the substantially regular and planar patterns shown in the drawings, irregularly shaped triangular patterns can also be used in which the tips 18 need not necessarily lie on the outer cylindrical surface or circle 20, as shown in the drawings is shown. So z. B. the radially protruding spacing of successive tips may be different, whereby an irregular triangular pattern is formed in which approximately half of the tendon strands go through the inner region. In addition, the chord members 16, which form the geometric triangle pattern, do not lie in the same plane, whereby the tips 18 in the axial direction, leave a gap from one another and thereby form a reinforcing member with any desired thickness must. In such a case, preferably at least about half of the tendon elements pass through the inner region.

Der Glasfaserstrang 14, aus dem die Verstärkungsglieder gebildet sind, kann mehrere lose zusammengedrehte Fäden aufweisen, wobei jeder dieser Fäden eine Vielzahl von Einzelfäden enthält, die ihrerseits wieder aus einer großen Anzahl zusammenhängender Glasfasern bestehen. Bei einer weiteren bevorzugten Ausführungsform eines Glasfaserstranges sind die Einzelfäden zusammengeflochten. Der geflochtene Aufbau ergibt größere Unterschiede in der Querschnittsform und erhöht so die Unregelmäßigkeit entlang der Oberfläche des Stranges, wodurch die mechanische Verbindung des Verstärkungsgeflechtes mit dem aus Schleifmaterial bestehenden Gefüge, in welches das Verstärkungsgeflecht eingebettet ist, verbessert wird. Die infolge dieser Unregelmäßigkeiten der Oberfläche verbesserte mechanische Verbindung vermindert den Schlupf zwischen dem Verstärkungsgeflecht und der übrigen Substanz der Schleifscheibe, wobei die Verankerung eventuell abgebrochener Scheibenteile verbessert und ihre Trennung vom Hauptkörper der Scheibe verhindert wird. Es können bekannterweise auch andere zweckmäßige Strangkonstruktionen verwendet werden, bei denen mehrere Teilstränge so miteinander verschlungen sind, daß Unregelmäßigkeiten der Querschnittsform und damit der Oberfläche des Stranges entstehen. Normalerweise enthält der Glasfaserstrang ungefähr drei bis sechs Teilstränge, deren jeder z. B. ungefähr 60 Einzelfäden enthält, wobei jeder Einzelfaden aus einer großen Anzahl von Fasern, z. B. 200 Stück, gebildet wird. Es ist unwesentlich, welchen Durchmesser die einzelnen Glasfasern haben, aus denen die Einzelfäden, die später zu den Teilsträngen zusammengedreht werden, hergestellt sind. Es ist lediglich erforderlich, daß die Fasern einen genügend kleinen Durchmesser haben, um das Biegen des Stranges mit einem verhältnismäßig kleinen Radius zu ermöglichen, ohne zu brechen oder an Festigkeit zu verlieren; dieser kleine Radius ist an den Spitzen des geometrischen Dreieckmusters vorhanden. Der spezielle Aufbau des Glasfaserstranges kann beliebig sein und hinsichtlich der Zahl der verwendeten Glasfasern, der Anzahl der Einzelfäden und der Anzahl der verwendeten Teilstränge variieren, je nachdem, welcher Querschnitt für die erstrebte Zugfestigkeit gewünscht wird. Diese Einzelheiten sind jedoch nicht mehr Gegenstand der Erfindung.The glass fiber strand 14 from which the reinforcing members are formed can have a plurality of loosely twisted threads, each of these threads containing a plurality of individual threads which in turn consist of a large number of contiguous glass fibers. In a further preferred embodiment of a glass fiber strand, the individual threads are braided together. The braided structure results in greater differences in the cross-sectional shape and thus increases the irregularity along the surface of the strand, whereby the mechanical connection of the reinforcement braid with the structure consisting of abrasive material in which the reinforcement braid is embedded is improved. The mechanical connection improved as a result of these surface irregularities reduces the slippage between the reinforcing braid and the rest of the substance of the grinding wheel, the anchoring of possibly broken wheel parts being improved and their separation from the main body of the wheel being prevented. It is known that other expedient strand constructions can also be used in which several partial strands are intertwined with one another in such a way that irregularities in the cross-sectional shape and thus in the surface of the strand arise. Normally, the glass fiber strand contains about three to six sub-strands, each of which z. B. contains about 60 monofilaments, each monofilament from a large number of fibers, e.g. B. 200 pieces is formed. It is immaterial what diameter the individual glass fibers from which the individual threads, which are later twisted together to form the partial strands, are made. It is only necessary that the fibers have a sufficiently small diameter to enable the strand to be bent with a relatively small radius without breaking or losing strength; this small radius is present at the tips of the geometric triangle pattern. The specific structure of the glass fiber strand may be arbitrary and the number of glass fibers used, the number of individual filaments, and the number of partial strands used vary in, depending on which cross-section f or aspired tensile strength is desired. However, these details are no longer the subject of the invention.

Bei der Herstellung von Glasfasern ist es üblich, die Oberfläche der Fasern mit einer Schlichte zu versehen, um die Verarbeitung der Fasern, z. B. für das Spinnen von Fäden oder zur Herstellung von Glasfasergeweben, zu erleichtern. Die Schlichte wirkt bei den anschließenden Arbeitsgängen als Schmiermittel und verhindert einen Abrieb und ein Absplittern der Fasern. Es ist eine Reihe derartiger Schlichten bekannt, welche die Verträglichkeit zwischen den Glasfasern und einer Reihe von Kunstharzen verbessern, wenn die Glasfasern zur Verstärkung derartiger Werkstoffe verwendet werden. So werden z. B. Schlichten aus Epoxydharz, Phenolharz, Silanen und Modifikationen der genannten Mittel im allgemeinen dazu verwendet, um die Verträglichkeit von Glasfasern mit Plastikmaterialien, beispielsweise Polyestern, Phenolaldehydharzen und Epoxydharzen zu verbessern. Dementsprechend werden bei der Anwendung der Erfindung vorzugsweise Glasfasern mit einer auf der Oberfläche aufgebrachten Schlichte verwendet.In the manufacture of fiberglass, it is common to use the surface of the To provide fibers with a size in order to facilitate the processing of the fibers, e.g. B. for the spinning of threads or for the production of fiberglass fabrics. The coating acts as a lubricant in the subsequent operations and prevents it abrasion and chipping of the fibers. It is a series of such finishes known which the compatibility between the glass fibers and a number of Synthetic resins improve when the glass fibers reinforce such materials be used. So z. B. Sizing made of epoxy resin, phenolic resin, silanes and modifications of the means mentioned are generally used to improve the compatibility of glass fibers with plastic materials, e.g. polyesters, phenol aldehyde resins and to improve epoxy resins. Accordingly, when using the invention preferably glass fibers with a size applied to the surface are used.

Durch die beschriebene Form des Verstärkungsgliedes wird erreicht, daß die größte Spannung und die größte Verstärkungswirkung des Verstärkungsgliedes zwischen den Klemmflanschen liegt, die gewöhnlich zur Festklemmung und zur Montage der Scheibe auf der rotierenden Welle dienen. Der Durchmesser dieser Flansche erstreckt sich gewöhnlich bis zu einem Drittel der radialen Tiefe der Scheibe. Es werden jedoch auch Flanschdurchmesser angewendet, die sich von ungefähr 20 bis 25 0/, der radialen Tiefe der Scheibe erstrecken. Bei der vorliegenden Erfindung ist der innere. Bereich, in dem die Mehrzahl der Strang-(Sehnen-) Elemente enthalten ist, in der Schleifscheibe so angeordnet, daß er nicht größer als der Durchmesser der Flansche ist. Durch diese Anordnung werden die verstärkenden Wirkungen der Klemmflansche und des inneren Bereiches der Scheibe kombiniert, wodurch eine große Festigkeit entsteht, die im Bereich der größten Spannung am größten ist.The described shape of the reinforcing member ensures that the greatest tension and the greatest reinforcing effect of the reinforcing member lies between the clamping flanges, which are usually used to clamp and mount the disk on the rotating shaft. The diameter of these flanges is usually up to one third of the radial depth of the disc. However, flange diameters ranging from approximately 20 to 25 % the radial depth of the disk are also used. In the present invention, the inner. Area in which the plurality of strand (chord) elements are contained, arranged in the grinding wheel so that it is not larger than the diameter of the flanges. This arrangement combines the reinforcing effects of the clamping flanges and the inner area of the washer, resulting in great strength, which is greatest in the area of greatest stress.

Wie schon erläutert, wird zur Verbesserung der Benetzbarkeit mit dem Bindemittel eine Schlichte z. B. aus Silanen verwendet, die mit dem Bindemittel verträglich ist. Das Bindemittel wird auf das Verstärkungsgeflecht z. B. durch Sprühen, Bestreichen oder Tauchen aufgebracht. Das Bindemittel kann auch bereits vor dem Wickeln des Musters auf den Strang aufgetragen werden.As already explained, to improve the wettability with the Binder a size z. B. used from silanes with the binder is compatible. The binder is applied to the reinforcing braid e.g. B. by spraying, Brush or dip applied. The binder can also be used before Wrapping the pattern to be applied to the strand.

Das Verstärkungsgeflecht wird nach bekannten Verfahren in den Körper der Schleifscheibe eingearbeitet, z. B. durch Kaltpressen, Heißpressen oder nach dem Verdrängungsverfahren. Letzteres bietet den Vorteil, daß keine extrem hohen Drücke zur Formgebung des Schleifartikels nötig sind. Im Vergleich dazu sind bei den üblichen Kaltpreß- und Warmpreßverfahren relativ hohe Drücke erforderlich, wodurch Beschädigungen des Glasfaserverstärkungsgeflechtes dadurch eintreten können, daß das Schleifmittel in die Glasfaser eingedrückt und dadurch die Festigkeit des Verstärkungsgeflechtes vermindert wird. Außerdem haben hohe Drücke eine Beschädigung der Schleifkörner zur Folge.The reinforcement braid is inserted into the body according to known methods incorporated into the grinding wheel, e.g. B. by cold pressing, hot pressing or after the displacement process. The latter has the advantage that no extremely high Pressures are necessary to shape the abrasive article. In comparison, there are the usual cold pressing and hot pressing processes required relatively high pressures, whereby Damage to the glass fiber reinforcement braid can occur in that the abrasive is pressed into the glass fiber and thereby the strength of the reinforcement mesh is decreased. In addition, high pressures damage the abrasive grains result.

Claims

Claims: 1. Synthetic resin, rubber or mineral cold-bonded, cylindrical grinding wheel with a central bore and one or more reinforcing inserts made from a continuous fiber strand, characterized in that the glass fiber strand (14) is laid in symmetrical triangular arrangements surrounding the central bore (21).

2. Grinding wheel according to claim 1, characterized in that the sides of the triangles are placed so that the volume fraction of the glass fiber strand (14> from the grinding wheel circumference (20) to the central bore (21) increases.