DE1652003A1

DE1652003A1 - Vorrichtung zum Reinigen und Kuehlen von Schleifscheiben

Info

Publication number: DE1652003A1
Application number: DE19681652003
Authority: DE
Inventors: L Blohm Robert A; Sawluk Dr-Ing Wlodzimierz
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1968-01-09
Filing date: 1968-01-09
Publication date: 1970-05-06
Also published as: GB1225742A; US3568377A; SE351587B; CH492519A; FR1600356A; ES362286A1; DE1652003B2

Description

Vorrichtung zum Reinigen und Kühlen von Schleifscheiben

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Heinigen und Kühlen von Schleifscheiben während des Sohleifens mit Hilfe einer den schleifenden flächen der Scheibe über Düsen zugeführten Druckflüssigkeit.

Bekanntermassen sind Schleifscheiben aus Schleifkorn und Bindemitteln zusammengesetzt. Die Schleifkörner sind sehr harte Kristalle, insbesondere Öorund, also Aluminiumoxyd, oder Carborundum, das ist Siliziumcarbid, um nur die wichtigsten zu nennen. Bei der Bindung unterscheidet man keramische, mineralische, vegetabilische und eine Kunststoffbindung mit Hilfe von härtbaren Kunstharzen.

Die Grosse der Körner und die Härte und Art der Bindung bestimmen die Verwendbarkeit des Schleifwerkzeuges für einen bestimmten Zweck bei einem bestimmten Werkstoff.

Die Härte der Bindung wird in erster Mnie entsprebend der Härte des bearbeiteten Werkstoffes ausgewählt. Harter Werkstoff erfordert weiche Scheiben, damit die stumpfen Körner splittern

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oder rasch ausbrechen können and die Scheibe sich nicht zusetzt (verschmiert). Weiche Werkstoffe gestatten härtere Scheiben. .Bei ihnen ist aber die Gefahr des Zusetzens oder Verschmierens besonders gross.

Es ist bekannt, die schleifenden Flächen derartiger Schleifscheiben während des Schleifens mit Hilfe einer über Düsen zugeführten Druckflüssigkeit zu kühlen. Die Düsen sind hierbei etwa tangential zu der Schleifscheibe derart gerichtet, dass die Druckflüssigkeit zu derjenigen fläche der Schleifscheibe zu gelangen vermag, die gerade mit dem Werkstoff in Eingriff steht. Bei dieser Druckmittelzuführung steht die Aufgabe des Kühlens im Vordergrund, so dass hier auch nur massige Drücke für das Druckmittel angewendet werden.

Die Erfindung hat sich die Aufgabe gestellt, die schleifende fläche der Schleifscheibe durch das flüssige Druckmittel nicht nur zu kühlen, sondern auch zu reinigen und in gewissem Ausmasse zu schärfen. Es ist bekannt, dass die Schleifarbeit mit einem gewissen Selbstanschärfeffekt verbunden ist. Die abgestumpften Körner brechen infolge der grösseren auf sie wirkenden Kräfte aus, so dass neue schneidfähige Körner freigelegt werden und zum Schnitt gelangen. Dieser S₆IbStanschärfeffekt ist um so wirksamer, je härter das Werkstück ist. Bei weichem Werkstoff ergibt sich die Gefahr, dass die schleifende Fläche der Schleifscheibe sich zusetzt, also mit dem Material des Werkstoffes verschmiert, so dass die Scheibe verhältnisaässig häufig abgezogen werden muss. Sehr weiche Werkstoffe lassen sich praktisch deshalb nicht schleifen.

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Sie Aufgabe wird erfindungsgemäss dadurch gelöst, dass den schleifenden flächen der Scheibe ausserhalb des mit dem Werkstück In Eingriff stehenden Bereiches die Flüssigkeit über eine Mehrzahl von im wesentlichen senkreicht auf die Schleiffläche gerichteten Düsen mit hoher kinetischer Energie zuführbar 1st. Auf diese Weise bietet die Schleifscheibe bei jedem Umlauf dem Werkstück eine rollstandig gesäuberte und scharfe Schnittfläche dar, so dass das Schleifen von verhältnismässig groBsen flächen mit grosser V«rschubgeschwindigkeit und grosser-Eingriffstiefe (Vollschliffschleifen) möglich ist, ohne dass ein Abziehen der Scheibe erforderlich wird. Ausserdem schafft die Erfindung die Möglichkeit, weiche Werkstoffe mit wesentlich grosseren Standselten zu schleifen, und echliessllch 1st das Schleifen von besonders welchen Werkstoffen, beispielsweise Messing oder Kupfer, möglich, die bisher einer Schleifbearbeitung unzugänglich waren.

Glatte, also Im hydrodynamischen Sinne gute Düsen, liefern einen verhältnismäsβig weitspringenden, geschlossenen Strahl, bei dem nur ein geringer Anteil der aus der Düsenöffnung austretenden flüssigkeit zerstäubt wird, falls sich die schleifende Fläche der Schleifscheibe, was meistens anzustreben ist, in möglichst geringer Entfernung von der Austrittsöffnung der Düse befindet.

Srfindungsgemäss kann es aber vorteilhaft sein, die Flüssigkeit vor dem Auftreffen auf die schleifende Fläche der Scheibe in Nebel- oder Tröpfchenform umzuwandeln. Bei einer derartigen

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Aueführungsform der Erfindung kann man mit einer verhältnismässig geringen Anzahl von Düsen eine grosse Schleiffläche erfindungsgemäss behandeln, also reinigen und kühlen.

Zu diesem Zwecke ist es möglich, auf an sich bekannte Weise die Flüssigkeit unter Druck zu setzen und zu verdüsen· Hierbei muss man, wie bekannt, durch Formgebung der Flüssigkeitskanäle und

durch Anordnung von Einbauten aus der Flussigkeitsenergie Drall ν und Verwirbelung erzeugen, die den Strahl durch Zentrifugalwirkung auflösen und ihn an der ruhenden, umgebenden Luft durch den Geschwindigkeitsunterschied zerteilen oder an Prallflächen und dergleichen zerschmettern. Man kann zur Ausführung derrSrfindung sowohl Eeggl- als auch Flachstrahldüseη einsetzen. Selbst die Anordnung eines rotierenden Zerstäubers ist möglich, obwohl im allgemeinen der konstruktive Aufwand die Anordnung von rotierenden Terdüsungszerstäubern weniger empfehlenswert erscheinen lässt.

Bei einer anderen Ausführungsform der Erfindung wird die Umwandlung der Flüssigkeit in Nebel- oder Tröpfebenform auf ebenfalls an sich bekannte Weise dadurch erreicht, dass die Flüssigkeit der Schleifscheibe mittels einer Düse zuführbar ist, aus der ein unter Druck stehendes Gas mit hoher Geschwindigkeit ausströmt und die Flüssigkeit in Nebel- oder Tröpfchenform mitreiset.

Grundsätzlich ist die Art des Gases beliebig, im allgemeinen

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ist !Druckluft schon wegen der Einfachheit der Beschaffung vorzuziehen. Aber auch die Verwendung anderer, insbesondere inerter Gase, insbesondere Stickstoff oder Kohlendioxyd ist möglich. Der zusätzliche Kühleffekt von expandierenden, unter Druck gesetzten Gasen kann hei der Druckgaszerstäubung von besonderem Wert sein. Hierbei steht die flüssigkeit normalerweise unter atmosphärischem Druck, ohne dass die Erfindung auf eine derartige Ausbildung beschränkt ist. Für die Druckgaszerstäubung wird es sich im übrigen empfehlen, die Druckgasdüse und die Flüssigkeitszufuhrleitungen konzentrisch zueinander anzuordnen, indem beispielsweise die Druckgasdüse konzentrisch von den FlüssigkeitsZuleitungen umschlossen ist, oder indem'auch umgekehrt eine zentrisch im Inneren angeordnete Flüssigkeitszufuhrleitung konzentrisch von einer Druckgasdüse umschlossen wird, die als Ringkanal oder als eine Mehrzahl von kreisförmig angeordneten Düsen ausgebildet ist.

Bei einer anderen Ausführungsform der Erfindung ist die unter Druck stehende Flüssigkeit aus einem Vorratsraum über eine Hehrzahl von im wesentlichen senkrecht auf die Schleiffläche gerichteten Düsen zuführbar, deren Öffnung einen Durchmesser von höchstens 2 mm hat. Hierbei handelt es sich also um glatte im hydrodynamischen Sinne gute Düsen, bei denen nur ein geringer Anteil des aus der Düse austretenden Strahles zerstäubt wird. Es kommt bei dieser Ausführungsform der Erfindung um so mehr darauf an, dass die schleifende Fläche der Schleifscheibe möglichst gleichmässig mit einer grossen Anzahl derartiger feiner Düsen bedeckt ist.

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Der Druck, unter dem die Druckflüssigkeit steht, ist wesentlich von dem Durchmesser der Düsenöffnungen abhängig, hängt naturgemäss aber auch von der Barte der Bindung, der Grosse der Körher und dem Werkstoff des Werkstückes ab. Bei einem Durchmesser der Düsen von 1 mm hat sich ein Druck des flüssigen Druckmittels von 2o kp/cm als zweckmassig erwiesen. Höhere Drücke mit mehreren loo kp/cm könnten jedoch vorteilhaft sein. In gleicher Weise vorteilhaft werden auch Düsendurchmesser sein, die wesentlich unter 1 mm liegen.

Die Hündung der Düsenöffnungen soll möglichst nahe an die schleifenden flächen der Schleifscheibe herangeführt sein. In aller Regel bemisst sich diese Entfernung nur nach 1 mm oder wenigen Millimetern.

Erfindungsgemäss beträgt ausserdem die !Teilung der Düsenöffnungen maximal gleich dem Zehnfachen des Durchmessers der Düsenöffnungen, wobei ausserdem im wesentlichen die gesamte schleifende fläche der Scheibe mit Düsenöffnungen bedeckt ist.

Bei einer zweckmässigen Ausführung der Erfindung sind die Düsen in einem Klotz angeordnet, der hufeisenförmig den umfang der Schleifscheibe umfasst und einen Vorratsraum aufweist, an den die Druckquelle anschliessbar ist und mit dem die einzelnen Düsenöffnungen in Verbindung stehen. Dieser Klotz kann beispielsweise aus einem massiven Flusstahlblock oder einem massiven Block aus ähnlichem, gut bearbeitbaren und festen Material hergestellt sein. In derartigen Blöcken kann am besten allein

mit Hilfe einer spanabhebenden fertigung eine grosse Anzahl von genauen Düsenbohrungen vorgesehen sein, indem gleichzeitig

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dieser Block Gewähr für eine genügende Festigkeit und Dichtigkeit auch gegenüber hohen Drücken des flüssigen Strömungsmittels bietet.

Ss kann sich unter umständen empfehlen, auf dem freien umfange der mit dem Werkstück In Eingriff bringbaren Schleifscheibe eine Mehrzahl von Klötzen dieser Art anzuordnen. Dies gilt insbesondere dann, wenn rerhältnlsmässlg geringe Drücke angewendet werden, beispielsweise 2o kp/cm bei einem lurchmesser der Düsenöffnungen von 1 mm. Bei einer derartigen Hintereinanderanordnung von mehreren Blöcken ergibt sich als Vorteil, dass man verhältnismässig kleine Blöcke erhält, die noch mit geringem Aufwand mit einer ausreichend grossen Anzahl von Düsenbohrungen versehen werden können.

Für die Erfindung ist es wesentlich, dass die aus den Düsen mit grosser Geschwindigkeit austretenden Druckmittelstrahlen schnell und auf kürzestem Wege zu der Oberfläche der Schleifscheibe gelangen. Eb hat sich gezeigt, dass die von Hator aus { rauhe und zerklüftete Oberfläche der mit grosser Umfangsgeschwindigkeit umlaufenden Schleifscheibe normal 25 - 45 m/sec -(die Umfangsgeschwindigkeit beträgt normal etwa 15 - 45 m/sec, kann aber in Ausnahmefällen auch bis auf etwa 9om/sec gesteuert werden) eine Luftschicht mit sich reisst und dass ein erheblicher Teil des erfindungsgemäss vorgesehenen, im wesentlichen senkrecht auf die schleifende Fläche der Scheibe gerichteten Druckmittelstrahles sum Durchdringen dieser Luftschicht benötigt wird, also für die Wirkung der Erfindung verlorengeht.

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Es wird demgemäßs erfindungsgemäss vorgeschlagen, dass vor jedem Klotz auf der Seite, auf der die Schleifscheibe eintritt, eine Abstreiffläche derart angeordnet ist, dass das Spiel (der Zwischenraum) zwischen den schleifenden Flächen der Schleifscheibe und der nach der Schleifscheibe zu gerichteten Abstreifflächenkante möglichst gering ist. Es kann sich sogar empfehlen, dass man eine Vorrichtung vorsieht, um die Luft längs dieser Kante der Abstreiffläche mittels einer Unterdruckquelle abzusaugen.

Die Erfindung wird nunmehr an Hand der beiliegenden Abbildung erläutert, in der ein Ausführungsbeispiel der Erfindung vereinfacht dargestellt sind. Es zeigen:

Fig. 1 einen durch die Achse der Schleifscheibe gehenden Schnitt durch eine erfindungsgemäss ausgebildete Reinigungs- und Kühlvorrichtung, und zwar nach Linie A-A der Fig. 3 und 4»

Fig. 2 eine Ansicht von oben auf die Vorrichtung der Fig. 1, Fig. 3 eine Seitenansicht auf die Vorrichtung der Fig. 1 u. 2,

Fig. 4 eine Ansicht ähnlich der Fig. 3 in verkleinertem Haßstabe zur Verdeutlichung der Verteilung einer Hehrzahl von erfindungsgemäss ausgebildeten Reinigungs- und Kühlvorrichtungen auf dem grösseren Teil des Umfanges der Schleifscheibe.

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Ια den figuren ist mit 1 eine Schleifscheibe bezeichnet, die im Sinne des Pfeiles 17 umläuft und ein Werkstück 14 im Bereiche des Schnittweges w schleift. Auf demjenigen Teil des Umfanges der Schleifscheibe, der ausserhalb des Schnittweges w liegt, ist eine Mehrzahl von Reinigungs- und Kühlvorrichtungen vorgesehen, die im Ausführungsbeispiel in Form je eines mit 2 bezeichneten Klotzes ausgebildet und in den Fig. 1-3 näher dargestellt sind. Das Ausführungsbeispiel hat fünf Klötze 2 vorgesehen, die gleichmässig auf demjenigen Teil des Umfanges der Schleifscheibe verteilt sind, der ausserhalb des Schnittweges w liegt. Dieser Teil kann als Beaufschlagungsbereich des Reinigungs- und Kühlmittels bezeichnet werden, ist mit gestrichelten Linien in der Fig. 4 angedeutet und mit dem Bezugszeichen 15 versehen.

Gremäss den Fig. 1-3 ist jeder der Klötze 2 in Form eines U's ausgebildet, dessen Schenkel von beiden Seiten her den Umfang der Schleifscheibe 1 umfassen. Durch den Steg des U-förmigen Klotzes 2 führt eine einseitig offene Bohrung 3, die von einer ( Schraube Io nach aussen dicht abgeschlossen wird. Die beiden Schenkel des U-förmigen Klotzes 2 weisen je eine Bohrung 4» 5 auf, die ebenfalls durch eine Schraube Io nach aussen dicht abgeschlossen ist. Die Bohrungen 4, 5 stehen senkrecht zu der Bohrung 3, was aber mit der Form der Schleifscheibe 1 zusammenhängt und nicht zum Wesen der Erfindung gehört.

Zu dem durch diese Bohrungen 3, 4 und 5 geschaffenen Torratsraum wird unter Druck stehende Kühl- und Reinigungsflüssigkeit,

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beispielsweise eine Öl-in-Wasser-Emulsion, über eine leitung 11 zugeführt. Sie Richtung ier zuströmenden Druckflüssigkeit ist mit dem Pfeil 16 bezeichnet.

Von der Bohrung 3 ist eine Hehrzahl von Busen 6, die vorzugsweise eine gleiche, möglichst enge Teilung aufweisen, senkrecht auf den Aussenumfang der Schleifscheibe 1 gerichtet. Auf nicht näher dargestellte Weise sind diese Dttsen6konisch ausgebildet, indem sich ihr kleinster Querschnitt am Austritt nach der Schleifscheibe zu befindet. Es ist ausserdem möglich, auf nicht näher dargestellte Weise auch senkrecht zur Zeichenfläche der Pig. 1 zusätzliche von der Bohrung 3 ausgehende Düsen 6 vorzusehen, die ebenfalls im wesentlichen senkrecht auf die Umfangsflache der Schleifscheibe gerichtet sind.

Von der Bohrung 5 gehen entsprechende Düsen 7 ab, die senkrecht auf die eine Seitenfläche der Schleifscheibe 1 gerichtet sind, und zwar in dem Bereiche, wo die Schleifscheibe noch zum Schleifen vorgesehen ist. Um diese Düsenbohrungen 7 bohren zu können, tritt in die Bohrung 5 eine Hilfsbohrung ein, die durch einen Schraubpfropfen 9 dicht abgeschlossen ist.

In entsprechender Weise weist auch die Bohrung 4 eine durch einen Schraubpfropfen 9 abgeschlossene Hilfsbohrung auf, um die Düsen 8 bohren zu können.

Auf derjenigen Seite des Klotzes 2, auf der die Scheibe 1 während ihres Umlaufes eintritt, ist ein Abstreifblech 13

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angeordnet, das möglichst dicht an die Oberfläche der Schleifscheibe 1 heranreicht. Auch das Abstreifblech 13, zu dessen Befestigung Schrauben 12 dienen, ist entsprechend dem Querschnitt des Klotzes 2 U-förmig ausgebildet. Das Abstreifblech 13 dient dazu, die von der Schleifscheibe mitgerissene Luftschicht soweit wie möglich zu beseitigen, bevor die aus den Düsen 6, 7» 8 des Klotzes 2 lustretenden Druckmittelstrahlen auf die Oberfläche der Schleifscheibe einwirken. Je wirkungsvoller die mitgerissene Luftschicht beseitigt bzw. vermindert wird, um so grosser ist der " Relnigungs- und Kühleffekt der.auf die Schleifscheibenoberfläche auftreffenden Druckmittelstrahlen.

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Claims

Hamburg-Bergedorf Kampchaussee 59 - 63 8. Januar 1968 Patentansprüche

1. Vorrichtung zum Reinigen und Kühlen von Schleifscheiben während des Schleifens mit Hilfe einer den schleifenden Flächen der Scheibe über Düsen zugeführten Flüssigkeit, dadurch gekennzeichnet, dass den schleifenden Flächen der Scheibe ausserhalb des mit dem Werkstück in Eingriff stehenden Bereiches die Flüssigkeit über eine Mehrzahl von im wesentlichen senkrecht auf die Schleiffläche gerichteten Düsen mit hoher kinetischer Energie zuführbar ist.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Flüssigkeit vor dem Auftreffen auf die schleifende Fläche der Scheibe in Nebel- oder Tröpfchenform umwandelbar ist.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1 und/oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die unter Druck gesetzte Flüssigkeit durch Verdüsung zerstäubbar ist.

4. Vorrichtung nach Anspruch 1 und/oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Flüssigkeit mittels einer Düse zuführbar ist, aus der ein unter Druck stehendes Gas mit hoher Geschwindigkeit ausströmt und die Flüssigkeit in Nebeloder Tröpfchenform mitreiest«,

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5. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die unter Druck stehende Flüssigkeit aus einem Vorratsraum über eine Mehrzahl von imvesentlichen senkrecht auf die Schleiffläche gerichteten Düsen zuführbar ist, deren Öffnung einen Durchmesser von höchstens 2 mm hat.

6. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Düsenöffnungen (6,7,8) nicht mehr als einen Durchmesser von 1 mm haben.

7. Vorrichtung nach Anspruch 5 und/oder 6, dadurch gekennzeichnet, dass die !Peilung der Düsenöffnungen (6,7,8) maximal gleich dem Zehnfachen des Durchmessers der Düsenöffnungen ist und dass im wesentlichen die gesamte schleifende Fläche der Scheibe (1) mit Düsenöffnungen bedeckt ist.

8. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1-3, und 5 - 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Düsen (6,7,8) in einem Klotz angeordnet sind, der hufeisenförmig dem Umfang der Schleifscheibe (l) umfasst und einen Vorratsraum (3,4,5) aufweist, an den die Druckquelle (11) anschliessbar ist und mit dem die einzelnen Düsenöffnungen (6,7,8) in Verbindung stehen.

9. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1-8, dadurch gekennzeichnet, dass die Düsenöffnungen (6,7,8) als Mündungen von sich nach der Oberfläche der Schleifscheibe (1) zu verjüngenden Kegelbohrungen ausgebildet sind.

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10. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1-9, dadurch gekennzeichnet, dass auf dem freien Umfange (15) der mit diem Werkstück (14) in Eingriff bringbaren Schleifscheibe

(1) eine Mehrzahl von Reinigungs- und Kühlvorrichtungen

(2) angeordnet ist.

11. Vorrichtung nach einem der Ansprüche l-lo, dadurch gekennzeichnet, dass vor jeder Reinigungs- und Kühlvorrichtung (2) auf der Seite, auf der die Schleifscheibe (1) eintritt, eine Abstreiffläche (13) derart angeordnet ist, dass das Spiel zwischen den schleifenden Flächen der Schleifscheibe (1) und der nach der Schleifscheibe zu gerichteten Kante der Abstreifflächen (13) möglichst gering ist.

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