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Die
vorliegende Erfindung betrifft eine Schleifscheibe. Insbesondere
betrifft die vorliegende Erfindung eine Schruppscheibe, d. h. eine
Schleifscheibe zum Schruppen von Materialien.
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Schleifscheiben
werden üblicherweise mittels einer Bohrung im Grundkörper
auf einen Aufnahmedorn einer Antriebsmaschine aufgespannt. Beispielsweise
können Schleifscheiben an einen Winkelschleifer montiert
werden, bei dem die Schleifscheibe über ein Winkelgetriebe
angetrieben wird. Durch die rotierende Bewegung der Schleifscheibe wird
am Werkstück Material abgetragen. Dabei eignen sich Winkelschleifer
ideal zum Trennen, Schleifen, Schruppen und Entrosten von Materialien
wie z. B. Metall, Stein, Holz und Kunststoff.
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Zum
Schruppen von Materialien werden so genannte Schruppscheiben eingesetzt,
die üblicherweise grobes Korn enthalten, um eine hohe Abtragsleistung
zu erreichen. Das Schliffbild einer solchen Schruppscheibe ist im
Vergleich zu anderen Schleifscheiben eher grob. Durch eine geeignete
Korngrößenwahl der Schruppscheibe wird die Größe
der abgetragenen Späne bestimmt, wodurch die Oberflächenrauhigkeit
des Werkstücks festgelegt werden kann.
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Damit
die Schruppscheiben den Fliehkräften und der Belastung
im Einsatz standhalten, müssen bei der Herstellung von
Schruppscheiben Sicherheitsstandards eingehalten werden. Daher besitzen Schruppscheiben üblicherweise
eine Dicke von 4 bis 8 mm. Durch die Rezeptur und den Aufbau (Armierung)
einer Schruppscheibe wird ein Zerbersten der Schruppscheibe im Einsatz
vermieden.
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1 zeigt
eine bekannte gekröpfte Schleifscheibe mit der Bezeichnung
"Form 28" nach DIN ISO 525. Diese gekröpfte
Schleifscheibe besitzt eine Glockenform und ist auch zum Schruppen
geeignet, da sie den Sicherheitsstandards entspricht. Jedoch besitzt
auch die gekröpfte Schruppscheiben (Form 28) eine Dicke
von größer als 4 mm. Ferner entsteht durch die
Glockenform eine größere Bauhöhe, so dass
die Schleifzone dieser gekröpften Schleifscheibe außerhalb
des Abdeckbereichs einer Schutzhaube eines standardmäßigen
Winkelschleifers hervorsteht. Daher darf ein standardmäßiger
Winkelschleifer mit einer daran montierten gekröpften Schleifscheibe
nur in einem abgeschlossenen Bereich oder mit einer speziellen Schutzhaube
eingesetzt werden, die jedoch nicht kommerziell erhältlich ist
und daher speziell angefertigt werden müsste.
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Um
ein sicheres Arbeiten zu gewährleisten, müssen
auch Verwendungseinschränkungen für die jeweilige
Schleifscheibe beachtet werden. Beispielsweise sind Trennschleifscheiben
nicht zum Seitenschleifen zugelassen, da sie, aufgrund des Durchschleifens
der außen liegenden Gewebe, keine ausreichende Seitenbelastbarkeit
besitzen würden und somit die Gefahr des Brechens der Scheibe
besteht. Insbesondere bei Schrupparbeiten ist die seitliche Belastung
der Schleifscheibe besonders hoch, so dass hier noch strengere Anforderungen
an die Belastbarkeit der Schleifscheibe zu stellen sind.
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Als
weiteres Schleifmittel ist eine so genannte Topfschleifscheibe bekannt,
die einen Topfboden, der mit einer Bohrung versehen ist, durch die
die Antriebswelle einer Schleifmaschine gesteckt wird, und eine
konische Wandung umfasst. Aufgrund der Bauart ist es bei herkömmlichen
Topfscheiben nicht möglich eine Gewebearmierung vorzusehen.
Dadurch ergeben sich wegen der hohen Sicherheitsanforderungen, anstelle
von vorzugsweise geringen Dicken, eher große Dicken für
die Wandung.
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Aufgabe
der vorliegenden Erfindung ist es daher, eine Schruppschleifscheibe
bereitzustellen, die im Vergleich zu herkömmlichen Schleifscheiben eine
geringere Dicke besitzt und die trotzdem zum Seitenschleifen eingesetzt
werden kann.
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Diese
Aufgabe wird durch eine Schruppscheibe gemäß Anspruch
1 gelöst.
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Die
erfindungsgemäße Schruppscheibe besitzt einen
Mittelbereich, in dem eine Bohrung vorgesehen ist und an den sich
unmittelbar ein leicht konischer Außenbereich anschließt,
wobei die Schruppscheibe mindestens zwei Gewebearmierungen umfasst.
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Durch
die mindestens zwei Gewebearmierungen werden im Einsatz auftretende
Kräfte in das Gewebe eingeleitet. Die Armierung der Schruppscheibe
kann durch Fasermatten oder insbesondere durch Gewebe realisiert
werden. Vorzugsweise wird die Armierung mit Natur-, Polymer-, Metall-
oder anorganischen Fasern, insbesondere mit Glasfasern, ausgeführt.
Besonders bevorzugt besteht das eingesetzte Gewebe aus Faserrovings
oder Filamenten, die zu einer gitternetzartigen Struktur verbunden
sind und die verschiedene Gittergrößen und Stegbreiten und
damit Flächengewichte aufweisen können.
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Ferner
lassen sich aufgrund der mindestens zwei Gewebearmierungen in der
Schruppscheibe neue Scheibenformen realisieren, insbesondere mit einer
geringeren Bauhöhe als gekröpfte, konische Schleifscheiben
und mit einer geringeren Scheibendicke als herkömmliche
Schrupp- oder Topfschleifscheiben. Aufgrund der durch die mindestens
zwei Gewebearmierungen erreichten Stabilität der erfindungsgemäßen
Schruppscheibe ist auch weiterhin ein Schruppen beziehungsweise
Schleifen mit der Scheibenkante möglich. Ein weiterer Vorteil
dieser Bauart ist, dass sich die Gewebe aufgrund der speziellen
Form mit dem Umfang der Schruppscheibe abnutzen. Dadurch ist die
Schruppscheibe während des gesamten Schrupp- beziehungsweise
Schleifprozesses immer ausreichend gut armiert.
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Des
Weiteren besitzt die erfindungsgemäße Schruppscheibe
durch ihre geringe Scheibendicke eine verhältnismäßig
geringe Masse, wodurch geringere Anforderungen an die dynamische
Stabilität zu stellen sind. Vorzugsweise beträgt
das Flächengewicht der mindestens zwei Gewebearmierungen
50 bis 320 g/mm2, wobei das Flächengewicht
von der für die Armierung verwendeten Faserart abhängt.
Ferner muss durch die geringe Masse und der relativ kleinen Angriffsfläche
der erfindungsgemäßen Schruppscheibe weniger Kraft
aufgebracht werden, wenn sie beispielsweise in einem Winkelschleifer
eingesetzt wird, so dass auch mit Maschinen mit geringerer Leistung
problemlos gearbeitet werden kann. Die erfindungsgemäße
extradünne Schruppscheibe kann besonders vorteilhaft an
einem Langhalswinkelschleifer eingesetzt werden. Dieser ist für
schlecht zugängliche Stellen konzipiert und deshalb im
Bereich der Aufspannung der Scheibe im Vergleich zu herkömmlichen
Winkelschleifern sehr kompakt gebaut. Neben chen Winkelschleifern
sehr kompakt gebaut. Neben dem Arbeiten in schlecht zugänglichen Stellen,
ist auch ein geringes Gewicht aufgrund des Handlings von Nöten.
Gerade für solche Anwendungen sollte die Maschine leicht
sein, da sie auch ergonomisch ungünstig geführt
werden muss. Als Folge dieser Anforderung hat der Langhalswinkelschleifer eher
eine geringe Leistung.
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Der
leicht konische Außenbereich, der sich unmittelbar an den
Mittelbereich der Schruppscheibe anschließt, besitzt einen
Winkel zur Normalebene der Rotationsachse der Scheibe von 5° bis
45°, bevorzugt von 10° bis 30° und besonders
bevorzugt von etwa 17°. Dadurch lässt sich eine
im Vergleich zu herkömmlichen gekröpften Schleifscheiben
sehr geringe Bauhöhe erreichen, wodurch die Schleifzone der
Schruppscheibe innerhalb des Abdeckbereichs einer Schutzhaube eines
standardmäßigen Winkelschleifers angeordnet ist.
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Die
erfindungsgemäße extradünne Schruppscheibe
besitzt vorzugsweise eine Scheibendicke in einem Bereich von 0,8
mm bis 5 mm und besonders bevorzugt eine Dicke von kleiner als 4
mm. Der Scheibendurchmesser liegt vorzugsweise in einem Bereich
von 50 mm bis 230 mm.
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Ein
weiterer Vorteil der mindestens zwei Gewebearmierungen in der Schruppscheibe
besteht darin, dass sie eine Arbeitsgeschwindigkeit von bis zu 80
m/s (Vorzugsweise 63 m/s) zulassen. Dagegen sind herkömmliche
Schleiftöpfe nur für bis zu 50 m/s zugelassen.
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Durch
die erfindungsgemäße extradünne Schruppscheibe
kann der Anwender auch in einem 0°-Winkel schleifen. Dadurch
ist es beispielsweise möglich, gezielt Schweißnähte,
Kehlnähte oder Ähnliches zu egalisieren bzw. wegzuschleifen.
Dies ist mit herkömmlichen Schruppscheiben bei flächigen Werkstücken
nicht möglich. Wenn man diese mit 0° anstellt,
würde man zwangsläufig in das nicht zu bearbeitende
Material hineinschleifen. Weiterhin besteht die Gefahr, dass die
Flanschmutter auf das Material aufsetzt. Daher müsste man
eine herkömmliche Schruppscheibe steiler halten, wodurch
jedoch kein ebenes, flächiges Abtragen möglich
ist. Um dieses Problem zu beheben, könnte eine herkömmliche Schruppscheibe
profiliert werden. Jedoch würde sich solch eine Profilierung
mit der Zeit abschleifen, so dass nur eine kurzzeitige Verbesserung
erreicht werden würde.
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Durch
die erfindungsgemäße Schruppscheibe mit mindestens
zwei Gewebearmierungen ist im Gegensatz zu herkömmlichen
Schleifscheiben auch ein Schleifen beziehungsweise Schruppen an
engen Stellen möglich, da sie mit einer deutlich geringeren Bauhöhe
hergestellt werden kann. Außerdem lässt sich an
engen Stellen ein hoher Materialabtrag pro Zeit erreichen, wenn
die Korngröße der Schruppscheibe entsprechend
grob ist. Ferner ist durch die erfindungsgemäße
Form der Schruppscheibe ein präziser Materialabtrag möglich,
insbesondere auch dann, wenn man die Schruppscheibe mit 0° anstellt. Durch
die Form ist es auch möglich, eine Spannmutter zum Befestigen
der Schruppscheibe an einem Aufnahmedorn einer Schleifmaschine innerhalb
der Konusform vorzusehen. Dadurch lässt sich eine Beschädigung
des zu bearbeitenden Materials durch die Spannschraube verhindern.
Zusätzlich kann durch das Reiben der Spannmutter an Edelstählen Rost
entstehen. Die Spannmutter ist in der Regel aus nicht rostfreiem
Stahl gefertigt. Dieser kann bei Kontakt mit Edelstählen
zu einer Kontaktkorrosion führen.
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Die
erfindungsgemäße Schruppscheibe kann beispielsweise
zum Vorbereiten, Säubern und Bearbeiten von Schweißnähten,
zum Entgraten von Werkstücken und zur Kehlnahtbearbeitung
eingesetzt werden. Die besondere Form der erfindungsgemäßen
Schruppscheibe ermöglicht bei einer geringen Scheibenbreite
(Scheibendicke) von 0,8 bis 5 mm einen sauberen, glatten Flächenschliff.
Beispielsweise kann dadurch eine sehr schmale WIG-Scheißnaht
z. B. auf Edelstahl präzise abgeschliffen und geglättet
werden.
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Ein
bevorzugtes Ausführungsbeispiel der Erfindung wird nachfolgend
anhand der Zeichnungen erläutert.
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1 zeigt
eine herkömmliche gekröpfte Schleifscheibe in
Glockenform (Form 28).
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2 zeigt
ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen
Schruppscheibe.
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2 zeigt
ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen
Schruppscheibe. Die dargestellte Schruppscheibe besitzt einen ebenen Mittelbereich
mit einem Durchmesser J, der auch als Boden bezeichnet werden kann,
und einen leicht konischen Außenbereich mit einem Durchmesser
D, der sich unmittelbar, d. h. ohne Abkröpfung (Glockenform)
an den Mittelbereich anschließt. Der leicht konische Außenbereich
besitzt im dargestellten Ausführungsbeispiel einen Winkel
zur Normalebene der Rotationsachse der Scheibe von 20°.
Dadurch besitzt der leicht konische Außenbereich die Form
eines flachen geraden Kegelstumpfs, wobei die Grundfläche
des Kegelstumpfs mit dem geringeren Durchmesser den Boden der Schruppscheibe
bildet. Dieser Boden ist mit einer Bohrung mit einem Durchmesser
H um die Drehachse der Schruppscheibe herum versehen, um die Schruppscheibe
auf einen Aufnahmedorn einer Schleifmaschine aufzuspannen.
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Im
Vergleich zu einem herkömmlichen Schleiftopf besitzt die
erfindungsgemäße Schruppscheibe eine verhältnismäßig
geringe Scheibendicke U. Dies ist nur möglich, da sie mindestens
zwei Gewebearmierungen umfasst. Im in 2 dargestellten Ausführungsbeispiel
der vorliegenden Erfindung besitzt die Schruppscheibe eine Dicke
von 5 mm, wohingegen eine herkömmliche Schruppscheibe üblicherweise
eine Wandungsdicke von 6–8 mm besitzt. Jedoch kann die
erfindungsgemäße Schruppscheibe durch die spezielle
Form und die Verwendung von mindestens zwei Gewebearmierungen noch
deutlich dünner ausgebildet werden.
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1 zeigt
eine gekröpfte Schleifscheibe in Glockenform (Form 28),
wie sie im Stand der Technik bekannt ist. Durch die Kröpfung
besitzt die Schleifscheibe insgesamt eine große Bauhöhe,
wodurch sie eine spezielle Schutzhaube benötigt, um ein
sicheres Arbeiten zu gewährleisten. Im in 2 dargestellten Ausführungsbeispiel
der vorliegenden Erfindung besitzt die Schruppscheibe eine Höhe
E von 20 mm. Diese verhältnismäßig geringe
Gesamthöhe wird noch durch eine Standardschutzhaube (nicht
dargestellt) abgefangen, wodurch keine Extraanfertigung einer speziellen,
nicht kommerziell erhältlichen Schutzhaube erforderlich
ist.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Nicht-Patentliteratur
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