DE1940597C3 - Diamantschleifscheibe - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Diamantschleifscheibe mit metallisch gebundenen Diamantkoni als Umfangsbesatz auf einem Kühlkanäle aufweisenden Scheiben kern.

Derartige Schleifscheiben werden beispielsweise verwendet als Schneidwerkzeuge, Trennscheiben, spanabhebende Scheiben, ebene und kegelige Schmirgelscheiben, Scheiben zum Anfasen von Glas, Innenschleifscheiben für optische Geräte, Steinsägen, Oberflächenschleifscheiben, Einstechschleifscheiben u. dgl.

Eine Diamantschleifscheibe der eingangs genannten Art ist aus dem deutschen Gebrauchsmuster 1972 811 bekannt. Bei dieser bekannten Schleifscheibe sind am Außenumfang der Scheibe Diamantelemente befestigt, und zu diesen Diamantelementen führen von einem radial innen gelegenen Bereich der Schleifscheibe Kühlkanäle, durch weiche Kühlmittel zum Schleifbereich geleitet wird. Infolge der Drehung der Scheibe wird dabei Kühlwasser über diese Kühlwasserkanäle zu den Diamantsegmenten gedruckt, wodurch diese ständig unter einer reichlichen Wasserkühlung stehen. Das Wasser wird dabei gegen die vor den Diamantsegmenten liegende, einzuschneidende Wand des Werkstückes gedrückt, die dadurch ebenfalls gekühlt wird. Überdies wird durch die sich einstellende Wasserströmung der Schleifschlamm abgeführt. Es erfolgt demgemäß eine unmittelbare Kühlung der Diamantsegmente durch das zugeführte Kühlwasser. Diese ist jedoch vor allem deshalb ungenügend, weil die Wärmemenge, die von den relativ kleinen, dem Kühlmittel unmittelbar ausgesetzten Flächen der zu kühlenden Diamanten auf das Kühlmittel übertragen werden kann, relativ gering isi. Damit wird aber wiederum ein wesentlicher Anteil der entstehenden Wärme in das Scheibeninnere geleitet, und die sich ergebende Erwärmung verkürzt die Lebensdauer der Scheibe und beschränkt Ihre Einsatzmöglichkeiten.

Aus der US-Patentschrift 3 369 879 ist eine Schleifscheibe mit einem Metallscheibenkörper bekannt, welcher einen Schleifbereich aufweist, der aus Diamamten besteht, die im Oberflächenbereich des

ίο Körpers eingebettet sind, und unmittelbar unterhalb dessen ein schleifkornfreier Kupferring als Wärmeableitbereich vorgesehen ist. Hauptzweck dieses sich zwischen dem Schleifbereich und dem Stahlscheibenkörper befindenden Kupferringes ist es, Radialspan-

»5 nungen innerhalb der Scheibe auszugleichen und der Scheibe insgesamt einen möglichst guten mechanischen Zusammenhalt zu verleihen. Eine besonders wirksame Kühlung der Schleifkörner wird im Betrieb durch diesen Kupferring nicht sichergestellt.

Aufgabe der Erfindung ist es, eine Schleifscheibe der eingangs angeführten Art zu schaffen, welche trotz einfachem Aufbau auch bei hoher Drehzahl und großer Leistung so wirksam kühlbar ist, daß im Vergleich zu bekannten Schleifscheiben eine wesentliehe Erhöhung der Lebensdauer erreicht werden kann.

Diese Aufgabe wird gemäß der Erfindung dadurch gelöst, daß zwischen dem Besatz und dem Scheibenkern in bekannter Weise eine metallische Zwischenlage angeordnet ist, die mit groben Poren oder Kanälen kleinen Querschnitts versehen ist.

Durch diese Maßnahmen wird unmittelbar angrenzend an den Schleifbereich ein äußerst wirksamer Kühlbereich erhalten, der eine große Wärmeaustauschfläche besitzt und auf Grund dieser Tatsache geeignet isi, die ihm aus dem Schleifflächenbereich zugeführte Wärmemenge schnell abzuführen. Dies hat wiederum zur Folge, daß einerseits in erwünschter Weise die Wärme aus dem unmittelbaren Schleifbereich abgezogen wird und andererseits verhindert wird, daß diese Wärme die Schleifscheibe insgesamt aufheizt. Die erzielte wirksame Kühlung des Schleifbereiches und die gleichzeitig gewährleistete Unterdrückung der Erwärmung der gesamten Schleifscheibe führen zu einer wesentlichen Erhöhung der Lebensdauer der Schleifscheibe.

Bevorzugte Ausführungsformen der Diamantschleifscheibe nach der Erfindung sind in den Unteranspiüchen angeführt.

Die Erfindung wird nachfolgend an Hand von Ausfühmngsbeispielen unter Bezugnahme auf die Zeichnung näher erläutert.

F i g. 1 zeigt in radialer Richtung eine Ansicht einer Schleifscheibe gemäß der Erfindung, die in Fi g. 2 teilweise geschnitten dargestellt ist;

F i g. 2 ist eine vergrößerte Teilstirnansicht, die den Schnitt längs der Linie 2-2 der Fig. 1 zeigt;

F i g. 3 zeigt eine Teilvorderansicht einer anderen Ausführungsform einer Scheibe gemäß der Erfindung in axialer Richtung;

F i g. 4 ist ein Schnitt nach der Linie 4-4 der Fig. 3;

F i g. 5 zeigt vergrößert einen Teil des Schnittes der Fig.4;

F i g. 6 zeigt eine teilweise geschnittene perspektivische Darstellung einer weiteren Ausführungsform der Erfindung.

Die F i g. I und 2 zeigen eine Ausführungsform,

Wi der die Schleifscheibe 2 aus dichten Scheiben 6, die voneinander durch eine Anzahl von gefalteten Metallblechen getrennt und mit 4 a, 4 b, 4 c und 4 d bezeichnet sind, besteht Die Scheiben 6 sind beispielsweise durch Lötung mit den gefalteten Blechen verbunden, wodurch zwischen den Blechen radial verlaufende Kanäle kleinen Querschnitts entstehen. Wie am besten aus F i g. 2 hervorgeht, kann das Metallvolumen der Scheibe in radialer Richtung einfach dadurch geändert werden, daß die Anzahl der Faltungen je Längeneinheit geändert wird, die zwischen den Scheiben 6 angeordnet werden. Das Gesamtgewicht der Schleifscheibe, die Festigkeit und die Wärmeableitungseigenschaften können auf diese Weise gesteuert werden.

Das in unmittelbarer Nachbarschaft des Scheibenumfangs liegende Metallblech 4 a dient hierbei als Hauptschicht zur Wärmeableitung, in den Scheiben 6 sind radial innen mehrere Löcher 8 vorgesehen, durch die während des Betriebes ein Kühlmittel, wie beispielsweise Wasser, zugeführt werden kann. Durch die Fliehkraft strömt das Kühlmittel in radialer Richtung nach außen zum Besatz 12. Die Scheiben 6 begrenzen den Durchfluß des Kühlmittels durch die Schleifscheibe und verhindern den stimseitigen Austritt.

Der Scheibenkern 10 der Schleifscheibe kann bei dieser Ausführungsform von beliebigem Aufbau sein. Der Besatz 12 der Schleifscheibe 2 bildet die Arbeitsfläche der Schleifscheibe, die aus einem Überzug aus galvanisch aufgebrachten Diamanten besteht, wobei die Diamanten in dem abgeschiedenen Metall (z. B. Nickel) eingeschlossen bzw. gehaltert sind. Der Besatz 12 wird in der Zeichnung als eine besondere Schicht dargestellt.

Die F i g. 3,4 und 5 zeigen eine vorzugsweise Ausführungsform der Erfindung. Bei dieser Ausführungsform ist die Schleifscheibe 14 aus einer Anzahl von Drahtgeflechten 16 aufgebaut. Wie am besten aus den F i g. 4 und 5 hervorgeht, sind die Geflechte 16 fluchtend ausgerichtet, gestapelt und an den Stellen 24, an denen sie sich berühren, durch Lötung miteinander verbunden. Die Geflechte werden vorzugsweise vor ihrer gegenseitigen Verbindung gewellt. Die einzelnen Geflechte 16 sind gegeneinander um einen Winkel verdreht angeordnet, wozu die einzelnen Geflechte zum jeweils nächsten um einen bestimmten Winkel um die durch den Mittelpunkt der Schleifscheibe 14 verlaufende Achse gedreht werden. Die Scheibe weist weiterhin eine in der Zeichnung nicht dargestellte Nabe auf. Bevor die Nabe an der Scheibe angebracht wird, ist es wünschenswert, den Kern 22 der Schleifscheibe zu versteifen. Diese Versteifung wird in der Weise erreicht, daß ein Ring mit einer Breite von etwa 2,5 cm um das Mittelloch der Scheibe herum mit einer in der Wärme aushärtenden Flüssigkeit unter Ausbildung von Zuführkanälen imprägniert wird.

Die Schleifscheibe weist eine Arbeitsfläche 20 auf, die aus einem Schleifbesatz 18 aus galvanisch aufgebrachten Diamanten besteht. Die Teile der Drähte, die unmittelbar an die Arbeitsfläche 20 angrenzen, dienen ais wärmeleitende Teile des Wärmeableitungsbereichs.

Bei der Ausführungsform nach F i g. 6 ist der Wärmeableitungsbereich 26 vollkommen vom Scheibenkern 27 der Schleifscheibe 28 getrennt ausgebildet.

ao Der Wärmeableitungsbereich 26 liegt unmittelbar unterhalb des porösen Schleifbesatzes 30, der die Arbeitsfläche 29 der Scheibe darstellt. Der Bereich 26 besteht aus einem offenzelligen, porösen Metall, z. B. Nickel.

Praktisch wird sämtliche Wärme, die in die Scheibe eintritt, auf der kurzen Entfernung radial innerhalb der Arbeitsfläche 29 abgeführt.

Der Scheibenkern 27 kann aus einem beliebigen, ausreichend festen Material bestehen, z.B. aus Metall, aber auch aus bestimmten Kunststoffen.

Im Scheibenkern 27 befindet sich eine Mehrzahl von radialen Bohrungen 31, welche die Zuführung eines Kühlmittels vom Nabenbereich zum Wärmeableitungsbereich 26 und damit zur Arbeitsfläche 29 ermöglichen.

Wesentlich ist bei einer Diamantschleifscheibe gemäß der Erfindung, daß eine schnelle konduktive Ableitung der Wärme aus den Diamanten über das wärmeleitende, die Arbeitsfläche bildende Gefüge erfolgt und daß diese Wärme aus dem unmittelbar unterhalb dem Besatz liegenden gekühlten Bereich, bedingt durch die dort vorhandene große Wärmeübertragungsfläche, konvektiv schnell abgeleitet wird. Dadurch wird nicht nur die Scheibe als ganzes geschont, sondern auch die Arbeitsgenauigkeit der jeweiligen Scheibe erhöht, da störende Änderungen der Scheibenabmessungen bedingt durch Erwärmung weitgehend ausgeschaltet werden.

Hierzu 3 Blatt Zeichnungen

Claims (5)

Patentansprüche:

1. Diamantschleifscheibe mit metallisch gebundenem Diamantkoni als Umfangsbesatz auf einem Kühlkanäle aufweisenden Scheibenkern, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen dem Besatz (12, 18, 30) und dem Scheibenkern (10, 22, 27) in bekannter Weise eine metallische Zwischenlage angeordnet ist, die mit groben Poren oder Kanälen kleinen Querschnitts versehen ist.

2. Diamantschleifscheibe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Zwischenlage aus mehreren Schichten Drahtgeflechten (16) besteht.

3. Diamantschleifscheibe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Zwischenlage aus mehreren Schichten Lochblechen mit Abstandhaltern besteht.

4. Diamantschleifscheibe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Zwischenlage aus mehreren Schichten gefalteter Bleche (4 a) mit radialem Faltenverlauf besteht.

5. Diamantschleifscheibe nach einem der Ansprüche 2 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Stirnseiten der Schleifscheibe (2) im Bereich des Kernes und der Zwischenlage mit dichten Scheiben (6) abgedeckt sind.