DE19529841A1 - Schleifwerkzeug zur Oberflächenbearbeitung von Natur- und Kunststeinen - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Schleifwerkzeug zur Oberflächenbearbeitung von Werkstücken, insbesondere von Natur- und Kunststeinen, mit einem um seine Mittelachse rotierbar angeordneten Grundkörper, an dem eine Anzahl Schleifsegmente haltender Segmentträgerkörper lösbar befestigt ist, wobei die Schleifsegmente im wesentlichen koaxial zur Mittelachse vom Grundkörper abstehen und ein Verfahren zur Montage von Schleifsegmenten haltenden Segmentträgerkörpern am Grundkörper eines Schleifwerkzeuges.

Natursteine, wie zum Beispiel Marmor, Granit usw. und Kunststeine, wie zum Beispiel Beton, Betonwerkstein (Betonwerkstein besteht aus einer Mischung von Beton und Natursteinzuschlägen. Da die Zuschläge die Festigkeit und die Optik des Betonwerksteins bestimmen, werden hier die Zuschläge von weniger abrasivem Weichgestein wie Marmor-, Kalkgestein bis zu sehr abrasivem Hartgestein, wie z. B. sehr harte, quarzreiche Granite verwendet), Hartgestein, Ziegel, feuerfeste Steine oder dergleichen, werden in großen Schleifstraßen und Brückenfräsen oberflächenbearbeitet, damit sie eine plane und/oder glatte Oberfläche erhalten. Diese Schleifanlagen haben bis zu zehn in Reihe geschaltete Schleifköpfe, die zumindest teilweise mit Diamantschleifkörpern bestückt sind. Hierbei kommen vorzugsweise Topffräser zum Einsatz, die je nach Ausführungsform einen Durchmesser von 200 mm bis 1000 mm haben und mit einer hohen Drehzahl um ihre Mittelachse rotieren.

Die Natur- oder Kunststeine werden auf einem Förderband kontinuierlich den in Reihe angeordneten Schleifköpfen zugeführt, wobei die Zustellgeschwindigkeit so eingestellt ist, daß Zustelltiefen des Schleifwerkzeuges von mehreren Millimetern möglich sind.

Bei der spanabhebenden Bearbeitung von Natur- und Kunststeinen durch eine derartige Schleifanlage treten am Schleifwerkzeug naturgemäß große Kräfte auf. Gleichzeitig soll das Schleifwerkzeug präzise und nahezu toleranzfrei dem Werkstück zugeführt werden, so daß es notwendig ist, sämtliche Bauteile der Schleifanlage einschließlich des Schleifwerkzeuges sehr stabil und massiv auszuführen. Daraus ergibt sich, daß alleine das Schleifwerkzeug, also hier der Topffräser, bereits 43 bis 45 Kilogramm wiegt.

Darüber hinaus muß das rotierende Schleifwerkzeug aus sicherheitstechnischen Gründen vollständig durch Schutzwände abgedeckt sein, damit das Bedienungspersonal nicht gefährdet wird.

Bei einem nach dem Stand der Technik derzeit hergestellten Schleifwerkzeug sind an einem runden, scheibenartigen Grundkörper, der um seine Mittelachse rotierend angeordnet ist, nach unten abstehende Diamantschleifsegmente angebracht, die am Grundkörper angelötet sind. Sind nun die Diamant-Schleifsegmente aufgebraucht, so ist es notwendig, das gesamte etwa 45 Kilogramm wiegende Schleifwerkzeug aus der Schleifanlage auszubauen und in die Werkstatt zu bringen, damit dort neue Diamant-Schleifsegmente angelötet werden können. Auch der anschließende, horizontale Werkzeugeinbau unter dem Antriebsmotor ist sehr kompliziert, so daß der Wechsel eines Schleifwerkzeuges für den Monteur sehr mühsam und langwierig ist, was zu hohen Rüstzeiten der Schleifanlage führt.

Aus der DE-OS 43 07 189 ist ein Schleifgerät zur Oberflächenbearbeitung von Beton- und Natursteinen bekannt, bei dem zylindrische Schleifkörper koaxial auf den Köpfen von Schrauben befestigt sind, wobei die Schrauben in axialer Richtung in einen Fräsring des Schleifgerätes eingeschraubt sind.

Bei diesen, als Pellets bezeichneten Schleifkörpern, muß die Werkzeuglaufrichtung so ausgeführt sein, daß sich die Schraube nicht aus dem Fräsring lösen kann. So ist es beispielsweise bei der Doppel-Supportmaschine notwendig, die Pellets jeweils mit einem Links- bzw. Rechtsgewinde zu montieren. Bei einer Verwechslung kann es dann zu schweren Arbeitsunfällen kommen, wenn die Pelletssegmente sich vom Werkzeugkörper lösen und durch die Werkshalle schießen.

Die Rundform der Pellets und die ungleichmäßige spezifische Pelletsfläche am Werkzeugumfang lassen Zustelltiefen von maximal einem Millimeter zu. Bei höheren Zustelltiefen kommt es zu einer "dachartigen" Pelletsverschleißform, so daß früher oder später eine Werkzeugfunktionsstörung eintritt. Aus diesem Grunde kann der Diamantbelag entweder nur mit einer geringen Zustelltiefe betrieben oder nicht vollständig aufgearbeitet werden. Hierdurch erhöhen sich die Bearbeitungszeiten oder ein häufiger Werkzeugwechsel ist erforderlich und durch die unbenutzten Pellets bleibt die Wirtschaftlichkeit des Werkzeugs gering.

Zum Auswechseln des Pellets ist es theoretisch zwar möglich, das Schleifwerkzeug in der Schleifanlage zu belassen, jedoch ist der für den Monteur zur Verfügung stehende Platz seht begrenzt. Hierdurch ist immer häufiger zu beobachten, daß die Monteure trotzdem das Schleifwerkzeug ausbauen und die Pellets außerhalb der Schleifanlage austauschen.

Davon ausgehend liegt der vorliegenden Erfindung die Aufgabe zugrunde, ein Schleifwerkzeug zu schaffen, bei dem die Rüstzeiten kurz und die wirtschaftliche Ausnutzung der Diamantschleifkörper groß ist.

Als technische Lösung dieser Aufgabe wird vorgeschlagen, das Schleifwerkzeug der eingangs genannten Art dahingehend weiterzubilden, daß der Segmentträgerkörper in radialer oder in im wesentlichen radialer Richtung an dem Grundkörper anbring- und fixierbar ist.

Nachdem das Schleifwerkzeug in der Regel horizontal ausgerichtet ist und um eine vertikale Achse rotiert, ist es erfindungsgemäß möglich, den Segmentträgerkörper in radialer Richtung, das heißt von der Seite her oder in im wesentlichen radialer Richtung, das heißt von schräg unter her, an dem Grundkörper anzubringen.

Ein nach dieser technischen Lehre hergestelltes Schleifwerkzeug hat den Vorteil, daß die Segmentträgerkörper von der Seite her zugänglich sind, so daß es zum Auswechseln der Segmentträgerkörper ausreicht, eine Schutzwand der Schleifanlage zu entfernen. Der Ausbau des kompletten Schleifwerkzeuges ist somit obsolet, mit der Folge, daß die Arbeit des Monteurs deutlich vereinfacht wird und daß die Rüstzeiten, also auch die Stillstandszeiten der Schleifanlage drastisch gesenkt werden können.

In einer bevorzugten Ausführungsform sind die Segmentträgerkörper am äußeren Umfang des Grundkörpers anbring- und fixierbar. Hierdurch wird die Montage der Schleifkörper weiter vereinfacht.

In einer anderen, bevorzugten Ausführungsform sind am Grundkörper Aussparungen zur radialen oder im wesentlichen radialen Aufnahme der Segmentträgerkörper vorgesehen, damit die Segmentträgerkörper präzise am Grundkörper befestigt werden können. Gleichzeitig dienen diese Aussparungen als Anschlag für die Segmentträgerkörper in Drehrichtung gesehen.

In einer anderen, bevorzugten Ausführungsform liegen die Segmentträgerkörper in axialer Richtung an einer Anschlagfläche an. An dieser Anschlagfläche können die beim Schleifen in axialer Richtung wirkenden Kräfte aufgenommen werden.

In einer vorteilhaften Weiterbildung ist an dem Grundkörper ein Abdeckring montiert, der die Anschlagflächen sämtlicher Segmentkörperträger aufweist und an dem sämtliche Schleifkörper anliegen. Durch die Anordnung sämtlicher Anlage flächen an einem einzigen Bauteil wird eine einheitliche und gleichmäßige Anordnung der Schleifsegmente erreicht. Beispielsweise kann durch Abdrehen der Unterseite des Abdrehringes eine wirklich plane Fläche geschaffen werden, so daß sämtliche Schleifsegmente quasi an derselben Anschlagfläche anliegen und eine gleichmäßige Positionierung und Abnutzung gewährleistet ist.

In einer anderen, bevorzugten Ausführungsform liegen die Segmentträgerkörper in radialer Richtung an einer Anlagefläche an. Diese Anlagefläche befindet sich vorzugsweise am Grundkörper.

Dies hat den Vorteil, daß der Segmentträgerkörper an einem definierten Punkt anliegt und daß hierdurch ein Gegenlager zum Festschrauben des Segmentträgerkörpers am Grundkörper geschaffen ist.

In einer besonders bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Schleifwerkzeuges ist die Anlage fläche gegenüber der Mittelachse um einen Neigungswinkel von 0° bis 45° geneigt, dabei liegt der Segmentträgerkörper mit einer mit der Anlagefläche korrespondieren Teilfläche an der Anlagefläche an.

Weil die auf das Schleifsegment und auf den Segment­ trägerkörper wirkenden Kräfte nicht ausschließlich in axialer Richtung verlaufen, sondern auch eine nicht zu vernachlässigende Radialkomponente aufweisen, hat die Ausbildung einer geneigten Anlage fläche und einer entsprechenden Keilfläche am Segmentträgerkörper den Vorteil, daß die präzise Positionierung der zirka 50 Gramm schweren Segmentträgerkörper (einschließlich der Schleifsegmente) nahezu toleranzfrei gewährleistet ist.

In einer anderen, besonders bevorzugten Ausführungsform steht der Segmentträgerkörper über den Grundkörper über. Dies hat zum einen den Vorteil, daß die Schleifsegmente vollständig genutzt werden könne, das heißt, erst wenn die Schleifsegmente nahezu vollständig verbraucht sind, muß der Segmentträgerkörper durch einen neuen ersetzt werden. Durch die vollständige Ausnutzung des Schleifsegmente wird die Wirtschaftlichkeit erhöht. Dies trifft in besonderem Maße bei Diamant-Segmenten zu, da diese vergleichsweise teuer sind.

Ein weiterer Vorteil besteht darin, daß durch die Distanzierung des Schleifsegmentes vom Grundkörper die aus dem Grundkörper austretende Kühlflüssigkeit das Schleifsegment auch dann noch in ausreichendem Maße erreicht, wenn es fast vollständig abgenutzt ist, das heißt, wenn der Spalt zwischen dem Werkstück und dem Grundkörper des Werkzeugs ein Minimum angenommen hat.

In einer weiteren, vorteilhaften Ausführungsform ist zwischen der Anlage fläche und dem Segmentträgerkörper und/oder zwischen der Anschlagfläche und dem Segmentträgerkörper ein Fettfilm vorgesehen. Hierdurch werden Rostansätze am Grundkörper, am Abdeckring und/oder Segmentträgerkörper vermieden.

Als weitere Lösung der zuvor genannten Aufgabe wird vorgeschlagen, das Verfahren der eingangs genannten Art dahingehend weiterzubilden, die Segmentträgerkörper in radialer oder in im wesentlichen radialer Richtung an den Grundkörper herangeführt und an einer Anlagefläche angelegt werden und daß die Segmentträgerkörper in dieser Position am Grundkörper befestigt werden.

Bei einem derartigen Montageverfahren werden die Segmentträgerkörper von der Seite oder von schräg unten an den Grundkörper des Schleifwerkzeuges herangeführt, so daß zur Anbringung der Segmentträger am Grundkörper der Ausbau des schweren, zirka 45 Kilo wiegenden Grundkörpers nicht mehr notwendig ist. Dabei wird der Segmentträgerkörper am Grundkörper vorzugsweise festgeschraubt.

In einer bevorzugten Ausführungsform wird vor der Montage des Segmentträgerkörpers an der Auflagefläche und/oder an der Anschlagfläche und/oder am Segmentträgerkörper ein Fettfilm aufgetragen, damit das Rosten dieser Bauteile verhindert wird.

Ein erfindungsgemäß ausgeführtes Schleifwerkzeug und ein erfindungsgemäß ausgeführtes Montageverfahren haben weiterhin den Vorteil, daß die hohen Energiekosten (Lötkosten), die Nacharbeit der Lötflächen an den schweren Grundkörpern und die Unfallgefahr bei innerbetrieblichen Produktionsabläufen stark rediziert bzw. ganz ausgeschaltet ist und daß die Werkzeugproduktion menschen- und umweltfreundlicher gestaltet wird, so daß die Wirtschaftlichkeit des Schleifwerkzeuges erhöht wird.

Darüber hinaus werden die Transportkosten für die schweren Schleifwerkzeuge gesenkt.

Der Einsatz von rechteckförmigen Schleifsegmenten am Werkzeugumfang hat den Vorteil, daß auch eine gleichmäßig verteilte, spezifische Segmentoberfläche vorhanden ist, mit der Folge, daß hier immer auch ein gleichmäßiger Segmentverschleiß vorliegt. Hierdurch bleibt das Werkzeug über die gesamte Laufzeit konstant in der Leistung und in der Funktion.

Durch diese gleichbleibende Segmentform sind höhere Zustelltiefen und damit auch höhere Zerspanungsleistungen möglich, wodurch sich die Wirtschaftlichkeit des erfindungsgemäßen Schneidwerkzeuges weiter erhöht.

Das erfindungsgemäße Schleifwerkzeug kann sowohl im Naßschliff- als auch im Trockenschliffverfahren vorteilhaft eingesetzt werden.

Im folgenden wird eine Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Schleifwerkzeuges näher beschrieben und in der Zeichnung dargestellt. An dieser Stelle sei erwähnt, daß diese Ausführungsform lediglich beispielhaften Charakter hat und keine Limitierung der Erfindung darstellt. Es zeigen

Fig. 1 eine perspektivische Ansicht eines Teils eines erfindungsgemäßen Schleifwerkzeuges, wobei ein Schleifkörper explosionsartig herausgezogen dargestellt ist;

Fig. 2 eine geschnittene Teilansicht eines Schleifwerkzeuges gemäß Fig. 1.

Das in den Fig. 1 und 2 dargestellte Schleifwerkzeug 1 umfaßt einen Grundkörper 2 mit einer Anzahl daran angebrachter Schleifkörper 3 und einen Abdeckring 4, der in einer Nut des Grundkörpers 2 angebracht ist und als Anschlag für die Schleifkörper 3 dient.

Über den Umfang des Grundkörpers 2 sind 66 etwa 50 Gramm schwere Schleifkörper 3 äquidistant angebracht. Je nach Anwendungsfall kann aber auch ein Schleifwerkzeug mit einer anderen Anzahl von Schleifkörpern 3 eingesetzt werden.

Der in Fig. 1 explosionsartig vorgezogene Schleifkörper 3 setzt sich aus einem Segmentträgerkörper 5 und einem Schleifsegment 6 zusammen, wobei das Schleifsegment 6 in dieser Ausführungsform ein Diamant-Schleifsegment ist. Der Segmentträgerkörper 5 ist keilförmig ausgebildet, wobei die am Grundkörper 2 zur Anlage kommende Seite des Segmentträgerkörpers 5 als Keilfläche 7 ausgebildet ist. Im montierten Zustand liegt die Keilfläche 7 an einer entsprechend geneigten Anlage fläche 8 des Grundkörpers 2 an und bietet dem Segmentträgerkörper 5 somit eine großflächige Anlage.

Wie aus Fig. 2 deutlich zu entnehmen ist, weist der Segmentträgerkörper 5 einen Überhang 9 auf, der über den Grundkörper 2 nach unten hinaus ragt. An diesen Überhang 9 ist das Diamant-Segment 6 derart angelötet, daß senkrecht nach unten vom Grundkörper 2 absteht. In dieser Ausführungsform ist das Diamant-Segment 6 parallel zur Mittelachse des Grundkörpers 2 angeordnet. In einer nicht dargestellten Ausführungsform ist das Diamant-Segment um 20° gegenüber der Mittelachse angewinkelt. Hierdurch werden die am Diamant-Segment angreifenden Kräfte noch besser in den Grundkörper 2 geleitet.

In axialer Richtung liegt der Segmentträgerkörper 5 an einer Anschlagfläche 10 des Abdeckrings 4 an, um ein Gegenlager zur Aufnahme der axialen Kräfte zu bilden. Der Abdeckring 4 ist auf seiner Unterseite plan ausgeführt, damit sämtliche Segmentträgerkörper 2 die gleiche Anschlagfläche erhalten und eine gleichmäßige Abnutzung der Diamant-Segmente gewährleistet ist.

Der Segmentträgerkörper 5 weist eine Durchgangsbohrung zur Aufnahme einer Schraube 11 auf. Mit dieser Schraube 11 wird der Segmentträgerkörper 5 am Grundkörper 2 festgeschraubt und mittels eines Federringes 12 gegen Lösen gesichert.

Dieses Schleifwerkzeug kann sowohl beim Naß- als auch Trockenschliffverfahren eingesetzt werden. Beim Einsatz des Werkzeuges 1 im Naßschliffverfahren wird Kühlflüssigkeit aufgrund der Fliegkraft aus dem Wasseraustritt 13 herausgeschleudert und trifft auf das Diamant-Segment 6 zwecks Kühlung.

Zur Demontage des Schleifkörpers 3 wird die Schraube 11 gelöst und entfernt, bevor der Schleifkörper manuell in radialer Richtung vom Grundkörper 2 weggezogen wird. Da das vorliegende Schleifwerkzeug horizontal ausgerichtet ist, wird der Schleifkörper 3 in horizontaler Richtung vom Schleifwerkzeug 1 entfernt.

Zur Montage eines Schleifkörpers 3 am Schleifwerkzeug 1 werden zunächst die gefährdeten Flächen mit Fett eingeschmiert, um Korrosionen zu vermeiden. In diesem Fall ist das die am Grundkörper 2 befindliche Anlagefläche 8, die am Abdeckring 4 befindliche Anschlagfläche 10 und die entsprechenden Seiten des Segmentträgerkörpers 5. Anschließend wird der Schleifkörper 3 von der Seite oder von schräg unten in die entsprechende Ausnehmung am Schleifwerkzeug 1 eingeführt, und sowohl an der Anlagefläche 8 als auch an der Anschlagfläche 9 zum Anliegen gebracht. Anschließend wird in die Öffnung des Segmentträgerkörpers 5 die Schraube 11 eingeführt und in das entsprechende Gewinde am Grundkörper 2 eingedreht, bis der Schleifkörper 3 fest und unverrückbar am Schleifwerkzeug 1 befestigt ist.

Bezugszeichenliste

1 Schleifwerkzeug
2 Grundkörper
3 Schleifkörper
4 Abdeckring
5 Segmentträgerkörper
6 Schleifsegment
7 Keilfläche
8 Anlagefläche
9 Überhang
10 Anschlagfläche
11 Schraube
12 Federring
13 Wasseraustritt

Claims (14)

1. Schleifwerkzeug zur Oberflächenbearbeitung von Werkstücken, insbesondere von Natur- und Kunststeinen, mit einem um seine Mittelachse rotierbar angeordneten Grundkörper (2), an dem eine Anzahl Schleifsegmente (6) haltender Segmentträgerkörper (5) lösbar befestigt ist, wobei die Schleifsegmente (3) im wesentlichen koaxial zur Mittelachse vom Grundkörper (2) abstehen, dadurch gekennzeichnet, daß der Segmentträgerkörper (5) in radialer oder in im wesentlichen radialer Richtung an dem Grundkörper (2) anbring- und fixierbar ist.

2. Schleifwerkzeug nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Segmentträgerkörper (5) am äußeren Umfang des Grundkörpers (2) anbring- und fixierbar ist.

3. Schleifwerkzeug nach wenigstens einem der Ansprüche 1 bis 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Grundkörper (2) Aussparungen zur radialen oder im wesentlichen radialen Aufnahme der Segmentträgerkörper (5) aufweist.

4. Schleifwerkzeug nach wenigstens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Segmentträgerkörper (5) in axialer Richtung an einer Anschlagfläche (10) anliegt.

5. Schleifwerkzeug nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß an dem Grundkörper (2) ein Abdeckring (4) befestigt ist, der die Anschlagflächen (10) für die Segmentträgerkörper (5) aufweist.

6. Schleifwerkzeug nach wenigstens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Segmentträgerkörper (5) in radialer Richtung an einer mit den Grundkörpern (2) in Wirkverbindung stehenden Anlagefläche (8) anliegt.

7. Schleifwerkzeug nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Anlageflächen (8) zur Anlage der Segmentträgerkörper (5) an den Grundkörpern (2) angebracht sind.

8. Schleifwerkzeug nach Anspruch 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Anlagefläche (8) gegenüber der Mittelachse geneigt ist, wobei der Neigungswinkel zwischen 0° und 45° beträgt und daß der Segmentträgerkörper (5) mit einer mit der Anlagefläche (8) korrespondierenden Teilfläche (7) an der Anlagefläche (8) anliegt.

9. Schleifwerkzeug nach wenigstens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Segmentträgerkörper (5) über den Grundkörper (2) übersteht.

10. Schleifwerkzeug nach wenigstens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Segmentträgerkörper (5) durch eine radial ausgerichtete Schraube (11) am Grundkörper (2) gehalten ist.

11. Schleifwerkzeug nach wenigstens einem der Ansprüche 4 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen der Anschlagfläche (10) und dem Segmentträgerkörper (5) und/oder zwischen der Anlagefläche (8) und dem Segmentträgerkörper (5) ein Fettfilm vorgesehen ist.

12. Verfahren zur Montage von Schleifsegmenten (6) haltenden Segmentträgerkörpern (5) am Grundkörper (2) eines Schleifwerkzeuges (1), insbesondere eines Topffräsers, dadurch gekennzeichnet, daß der Segmentträgerkörper (5) in radialer oder in im wesentlichen radialer Richtung an den Grundkörper (2) herangeführt und an einer Anlagefläche (8) angelegt wird und daß der Segmentträgerkörper (5) in dieser Position am Grundkörper (2) befestigt wird.

13. Verfahren nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß der Segmentträgerkörper (5) am Grundkörper (2) festgeschraubt wird.

14. Verfahren nach wenigstens einem der Ansprüche 12 bis 13, dadurch gekennzeichnet, daß die Anlagefläche (8) und/oder die an der Anlagefläche anliegenden Teile des Segmentträgerkörpers (5) vor der Montage mit einem Fettfilm versehen werden.