DE202012009283U1 - Base disk for a cup grinding wheel - Google Patents
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Abstract
Grundscheibe (1) für eine Topfschleifscheibe (2) mit einer Mittelachse (7), auf welcher ein Massenmittelpunkt der Grundscheibe (1) liegt, wobei die Grundscheibe (1) eine Gruppe von Strukturelementen (10) umfasst, wobei jedes Strukturelement (10) der Gruppe von Strukturelementen (10) einen gleichen Abstand zur Mittelachse (7) aufweist und zu benachbarten Strukturelementen (10) der Gruppe von Strukturelementen (10) bezogen auf die Mittelachse (7) um einen vorgegebenen Winkel versetzt angeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, dass – mindestens zwei Strukturelemente (10) der Gruppe von Strukturelementen (10) eine voneinander abweichende jeweilige Querschnittskontur aufweisen.Base disk (1) for a cup grinding wheel (2) with a central axis (7) on which a center of mass of the base disk (1) lies, the base disk (1) comprising a group of structural elements (10), each structural element (10) being the Group of structural elements (10) has the same distance from the central axis (7) and is offset from adjacent structural elements (10) of the group of structural elements (10) relative to the central axis (7) by a predetermined angle, characterized in that - at least two structural elements (10) of the group of structural elements (10) have a respective cross-sectional contour that differs from one another.
Description
Die Erfindung betrifft eine Grundscheibe für eine Topfschleifscheibe mit den Merkmalen des Oberbegriffs von Anspruch 1.The invention relates to a base disk for a cup grinding wheel having the features of the preamble of
Derartige Topfschleifscheiben werden regelmäßig zum Abschleifen und Polieren von harten Oberflächen wie Beton, Marmor, Granit und anderem Gestein sowie zum Abtragen von Farben, Lacken und sonstigen Überzügen von solchem Grundmaterial verwendet. Dies geschieht, indem die Topfschleifscheibe an einer zentralen Befestigungsöffnung ihrer runden Grundscheibe an einem tragbaren Schleifgerät befestigt wird. Das Schleifgerät lässt die Topfschleifscheibe dann mit der passenden Geschwindigkeit rotieren. Die eigentliche Schleifwirkung rührt dann entweder aus der rauen, der Schleiffläche zugewandten Oberfläche der Topfschleifscheibe oder aus den auf dieser Oberfläche der Grundscheibe angebrachten und aus ihr vorstehenden Schleifsegmenten. Neben diesen Schleifsegmenten weist die Topfschleifscheibe häufig auch Ausschnitte am Rand oder Durchlassöffnungen auf, durch welche der Austritt von abgeschliffenem Material aus dem Raum zwischen Topfschleifscheibe und Schleiffläche ermöglicht werden soll und welche daneben für eine gewisse Luftzirkulation und die aus ihr resultierende Kühlung sorgen. Auf diese Weise wird verhindert, dass sich solches Material auf der Oberfläche der Topfschleifscheibe ansammelt.Such cup grinding wheels are regularly used for grinding and polishing hard surfaces such as concrete, marble, granite and other rocks and for removing paints, varnishes and other coatings of such base material. This is accomplished by attaching the cup grinding wheel to a portable grinder at a central attachment opening of its circular base disk. The grinder then rotates the cup grinding wheel at the appropriate speed. The actual grinding action then results either from the rough surface of the cup grinding wheel facing the grinding surface or from the grinding segments mounted on this surface of the base disk and protruding from it. In addition to these abrasive segments, the cup grinding wheel often also has cutouts on the edge or passage openings, through which the discharge of abraded material from the space between cup grinding wheel and grinding surface to be made possible and which ensure next to a certain air circulation and the resulting cooling. In this way it is prevented that such material accumulates on the surface of the cup grinding wheel.
Als Grundscheibe wird hier und nachfolgend das scheibenförmige Bauteil verstanden, welches entweder selbst eine raue Oberfläche zum Schleifen aufweist – in welchem Fall die Grundscheibe gleichzeitig auch die zugehörige Topfschleifscheibe insgesamt darstellt – oder welches zur Aufnahme von speziellen Vorsprüngen zum Schleifen wie etwa den genannten Schleifsegmenten eingerichtet ist. Sofern diese Vorsprünge bereits auf der Grundscheibe angeordnet sind, bilden diese Vorsprünge wiederum zusammen mit der Grundscheibe eine Topfschleifscheibe, andernfalls handelt es sich um eine Grundscheibe, welche erst durch das Anbringen dieser Strukturen zu einer Topfschleifscheibe wird.As a base disk is here and below understood the disk-shaped component, which either has a rough surface itself for grinding - in which case the base disk at the same time also the associated cup grinding wheel as a whole - or which is adapted to receive special projections for grinding such as said grinding segments , If these projections are already arranged on the base disk, these projections in turn form a cup grinding wheel together with the base disk, otherwise it is a base disk which becomes a cup grinding disk only by attaching these structures.
Es sind also auf einer solchen Grundscheibe einer Topfschleifscheibe regelmäßig Strukturelemente wie die bereits erwähnten Schleifsegmente, Ausschnitte und Durchlassöffnungen vorhanden oder zumindest vorgesehen. Die hohen Drehzahlen der Topfschleifscheibe während des Betriebs bedingen es, dass vorteilhafterweise die Topfschleifscheibe ihren Massenmittelpunkt auf ihrer Mittelachse hat, welche der Rotationsachse bei ihrer Drehbewegung entspricht. Andernfalls würde sich eine entsprechende Unwucht während des Betriebs negativ bemerkbar machen. Die Zentrierung des Massenmittelpunkts auf der Mittelachse wird regelmäßig dadurch erreicht, dass die besagten Strukturelemente rotationssymmetrisch auf der Grundscheibe angeordnet werden.Thus, structural elements such as the abovementioned abrasive segments, cutouts and passage openings are present or at least provided regularly on such a base disk of a cup grinding wheel. The high speeds of the cup grinding wheel during operation require that advantageously the cup grinding wheel has its center of mass on its central axis, which corresponds to the axis of rotation during its rotational movement. Otherwise, a corresponding unbalance during operation would have a negative impact. The centering of the center of mass on the central axis is regularly achieved in that the said structural elements are arranged rotationally symmetrically on the base disk.
Allerdings entsteht durch diese Symmetrie häufig das Problem, dass die Topfschleifscheibe für Resonanzschwingungen anfällig wird, welche sich ebenfalls störend bemerkbar machen können.However, this symmetry often causes the problem that the cup grinding wheel becomes susceptible to resonant vibrations, which can also be distracting.
Das der Erfindung zugrundeliegende Problem besteht folglich darin, die aus dem Stand der Technik bekannte Grundscheibe für Topfschleifscheiben dahingehend weiterzuentwickeln, dass sowohl eine durch eine Verschiebung des Massenmittelpunkts bedingte Unwucht als auch das Auftreten von Resonanzschwingungen wirksam verhindert wird.The problem underlying the invention is therefore to further develop the known from the prior art base plate for cup grinding wheels to the effect that both caused by a shift of the center of mass unbalance and the occurrence of resonant vibrations is effectively prevented.
Das obige Problem wird bei einer Grundscheibe für eine Topfschleifscheibe mit einer Mittelachse, auf welcher ein Massenmittelpunkt der Grundscheibe liegt, wobei die Grundscheibe eine Gruppe von Strukturelementen umfasst, wobei jedes Strukturelement der Gruppe von Strukturelementen einen gleichen Abstand zur Mittelachse aufweist und zu benachbarten Strukturelementen der Gruppe von Strukturelementen bezogen auf die Mittelachse um einen vorgegebenen Winkel versetzt angeordnet ist, dadurch gelöst, dass mindestens zwei Strukturelemente der Gruppe von Strukturelementen eine voneinander abweichende Querschnittskontur aufweisen.The above problem arises with a base disk for a cup wheel having a central axis on which a center of mass of the base disk lies, the base disk comprising a group of structural elements, each structural element of the group of structural elements being equidistant from the central axis and to adjacent structural elements of the group is arranged offset by structural elements with respect to the central axis by a predetermined angle, achieved in that at least two structural elements of the group of structural elements have a different cross-sectional contour.
Wesentlich ist die Erkenntnis, dass die Forderung nach einem Massenmittelpunkt auf der Mittelachse der Grundscheibe mit einer Abweichung von einer Rotationssymmetrie kombinierbar ist. Jedes Strukturelement für sich trägt entweder durch ein mehr an Masse – etwa bei einem Schleifsegment – oder durch eine fehlende Masse – bei einer Vertiefung oder einer Durchlassöffnung – gegenüber einer ebenen Grundfläche zu einer Verschiebung des Massenmittelpunkts einer ansonsten kreissymmetrischen Grundscheibe von ihrer Mittelachse bei. Eine rotationssymmetrische Anordnung solcher – insbesondere im Hinblick auf ihre Querschnittskontur – identischer Strukturelemente führt dazu, dass sich die jeweils durch ein einzelnes Strukturelement ergebenden Verschiebungen wieder ausgleichen.It is essential to realize that the requirement for a center of mass on the central axis of the base disk can be combined with a deviation from a rotational symmetry. Each structural element contributes to a displacement of the center of mass of an otherwise circularly symmetrical base disk from its central axis, either by a more mass - such as a grinding segment - or by a missing mass - in a depression or a passage opening with respect to a flat base. A rotationally symmetrical arrangement of such - in particular with regard to their cross-sectional contour - identical structural elements leads to compensate for each resulting by a single structural element shifts again.
Jedoch lässt sich der Schwerpunkt der Grundscheibe auch bei nicht identischen Querschnittskonturen der Strukturelemente dadurch auf der Mittelachse halten, dass die Querschnittskonturen der Strukturelemente genau zu diesem Zweck ausgelegt werden. Das gilt gleichermaßen für Schleifsegmente wie auch für Ausschnitte und Durchlassöffnungen.However, even with non-identical cross-sectional contours of the structural elements, the center of gravity of the base plate can be held on the central axis by designing the cross-sectional contours of the structural elements precisely for this purpose. This applies equally to abrasive segments as well as to cut-outs and openings.
Es wird also davon abgesehen, den winkelversetzt um die Mittelachse angeordneten Strukturelementen – wie im Stand der Technik üblich – die stets gleiche Querschnittskontur zu geben. Vielmehr sind mindestens zwei in ihrer Querschnittskontur voneinander abweichende Strukturelemente vorgesehen, wobei aber der resultierende Massenmittelpunkt der Grundscheibe (und auch der Topfschleifscheibe) auf der Mittelachse verbleibt.It is therefore apart, the angularly offset about the central axis arranged structural elements - as usual in the art - to always give the same cross-sectional contour. On the contrary, at least two structural elements diverging in their cross-sectional contour are provided, but the resulting center of mass of the base disk (and also of the cup grinding wheel) remains on the central axis.
Durch das Beibehalten des Massenmittelpunkts auf der Mittelachse der Grundscheibe wird das Auftreten einer Unwucht verhindert. Gleichzeitig verhindert die Unregelmäßigkeit der Strukturelemente auch das Auftreten von Resonanzschwingungen.Maintaining the center of mass on the center axis of the base disk prevents the occurrence of imbalance. At the same time, the irregularity of the structural elements also prevents the occurrence of resonance vibrations.
Wie bereits erläutert, kann grundsätzlich eine hier gegenständliche Topfschleifscheibe nur aus der Grundscheibe bestehen. Alternativ kann die Topfschleifscheibe auch weitere Komponenten aufweisen, wozu etwa nachträglich angebrachte Schleifsegmente oder beliebige andere Strukturen zählen können. Die Mittelachse ist selbstverständlich nur eine fiktive Gerade im mathematischen Sinne und verläuft auch außerhalb der Grundscheibe. Der Massenmittelpunkt im Sinne der vorliegenden Erfindung muss nicht zwingend innerhalb der Grundscheibe oder Topfschleifscheibe liegen. So kann die Grundscheibe Verformungen aus der Ebene der Grundscheibe heraus aufweisen, durch welche sich der Massenmittelpunkt in einen Bereich außerhalb der Grundscheibe verschiebt.As already explained, in principle a cup grinding wheel of this type can consist only of the base disk. Alternatively, the cup grinding wheel can also have other components, which may include, for example, subsequently mounted abrasive segments or any other structures. Of course, the central axis is only a fictitious line in the mathematical sense and also runs outside the base disk. The center of mass within the meaning of the present invention does not necessarily have to lie within the base disk or cup grinding wheel. Thus, the base disk may have deformations out of the plane of the base disk through which the center of mass shifts into an area outside the base disk.
Unter einem Strukturelement im Sinne der Erfindung ist jedwede Struktur auf der Grundscheibe zu verstehen, welche zu einem Beitrag der betreffenden Stelle der Grundscheibe zur Berechnung des Massenmittelpunkts führt, welcher von dem einer Grundscheibe mit lediglich ebener Oberfläche abweicht. In erster Linie kommen als solche Strukturelemente einerseits Vorsprünge aus der Grundscheibe wie etwa Schleifsegmente und andererseits Durchgangsöffnungen und Ausschnitte in Betracht. Im weiteren Sinne zählen zu solchen Strukturelementen aber auch jedwede sonstigen Arten von Materialschwächungen oder Materialverstärkungen. Ein- oder Auswölbungen der Grundscheibe, welche keine Schwächung oder Verstärkung der Dicke der Grundscheibe zur Folge haben, gelten nicht als Strukturelemente in diesem Sinne.A structural element in the sense of the invention means any structure on the base disk which leads to a contribution of the relevant point of the base disk for calculating the center of mass, which deviates from that of a base disk with a merely planar surface. Primarily, as such structural elements on the one hand projections from the base disk such as abrasive segments and on the other hand through holes and cut-outs into consideration. In a broader sense, however, such structural elements also include any other types of material weakenings or material reinforcements. Bulges or bulges of the base disk, which have no weakening or amplification of the thickness of the base disk result, do not apply as structural elements in this sense.
Benachbarte Strukturelemente in diesem Sinne sind solche, welche in einer Drehrichtung bezogen auf die Mittelachse den geringsten Winkelabstand zueinander haben. Hieraus folgt, dass jedes Strukturelement zwei benachbarte Strukturelemente – nämlich jeweils eines für jede Drehrichtung – mit dem gleichen Abstand zur Mittelachse hat. Dass jedes Strukturelement der Gruppe von Strukturelementen zu benachbarten Strukturelementen der Gruppe von Strukturelementen bezogen auf die Mittelachse um einen vorgegebenen Winkel versetzt angeordnet ist bedeutet – gemeinsam mit dem bereits festgestellten gleichen Abstand zur Mittelachse – dass die Gruppe von Strukturelementen wesentlich gleichmäßig entlang eines Kreises um die Mittelachse angeordnet ist, wobei der Winkelabstand zwischen zwei benachbarten Strukturelementen dem vorgegebenen Winkel entspricht.Adjacent structural elements in this sense are those which have the smallest angular distance from one another in a direction of rotation relative to the central axis. It follows that each structural element has two adjacent structural elements - namely one for each direction of rotation - with the same distance to the central axis. The fact that each structural element of the group of structural elements is arranged offset to adjacent structural elements of the group of structural elements with respect to the central axis by a predetermined angle means - together with the already noted equal distance from the central axis - that the group of structural elements substantially uniformly along a circle around the central axis is arranged, wherein the angular distance between two adjacent structural elements corresponds to the predetermined angle.
Auch hinsichtlich des Abstandes zur Mittelachse der Strukturelemente aus der Gruppe von Strukturelementen ist lediglich ein wesentlich gleicher Abstand einzuhalten.Even with regard to the distance to the central axis of the structural elements of the group of structural elements, only a substantially equal distance is observed.
Sowohl zur Beurteilung des Winkelversatzes als auch des Abstands zur Mittelachse ist auf den Flächenschwerpunkt der jeweiligen Strukturelemente abzustellen. Gerade durch eine abweichende Querschnittskontur kann es zu Verschiebungen des Flächenschwerpunkts kommen, welche jedoch sowohl für die Beurteilung des Versatzes um den vorgegebenen Winkel als auch für die des Abstands zur Mittelachse unwesentlich sind.Both for assessing the angular offset and the distance to the central axis is to be based on the centroid of the respective structural elements. Just by a different cross-sectional contour can cause shifts of the centroid, which, however, are insignificant both for the assessment of the offset by the predetermined angle and for the distance to the central axis.
Unter einer Querschnittskontur im Sinne der Erfindung ist der Umriss eines Strukturelements zu verstehen, also etwa eines Vorsprungs in Gestalt einer Schleifscheibe oder einer Vertiefung in Gestalt einer Durchgangsöffnung oder eines Ausschnitts. Dieser Umriss entspricht dem Querschnitt des Strukturelements, wobei dieser Querschnitt durch eine Ebene gebildet wird, welche rechtwinklig zu der Mittelachse der erfindungsgemäßen Grundscheibe angeordnet ist. Vorteilhafterweise wird zwecks Vergleich der betreffenden Querschnitte dieselbe Ebene für die Bestimmung aller zu vergleichenden Querschnitte verwendet.A cross-sectional contour in the sense of the invention means the outline of a structural element, that is to say a projection in the form of a grinding wheel or a depression in the form of a passage opening or a cutout. This outline corresponds to the cross section of the structural element, this cross section being formed by a plane which is arranged at right angles to the central axis of the base plate according to the invention. Advantageously, for the purpose of comparing the relevant cross sections, the same plane is used for the determination of all cross sections to be compared.
Betreffend die im Sinne der Erfindung anzuwendenden Toleranzen ist die Querschnittskontur eines Strukturelements von der Querschnittskontur eines anderen Strukturelements dann als abweichend zu betrachten, wenn die Abweichung für die Berechnung des Massenmittelpunkts bedeutsam ist.With regard to the tolerances to be used in the context of the invention, the cross-sectional contour of one structural element from the cross-sectional contour of another structural element is considered to be different if the deviation is significant for the calculation of the center of mass.
Gegenüber einer ebenen Grundscheibe kann der Beitrag eines Strukturelements zum Massenmittelpunkt wesentlich als Integral des Ortsvektors über die von der Querschnittskontur des Strukturelements umschlossene Fläche angesehen werden. Eine Abweichung zwischen zwei Querschnittskonturen im Sinne der Erfindung liegt dann vor, wenn das für die eine Querschnittskontur berechnete Integral nicht auch für die andere Querschnittskontur verwendet werden kann. Wenn eine Neuberechnung notwendig ist, liegt eine Abweichung vor. Das ist auch dann der Fall, wenn der Beitrag der beiden Querschnittskonturen trotz Abweichung sich nach der Berechnung als identisch erweisen sollte.Compared to a planar base disk, the contribution of a structural element to the center of mass can be regarded essentially as the integral of the position vector via the area enclosed by the cross-sectional contour of the structural element. A deviation between two cross-sectional contours in the sense of the invention is present if the integral calculated for the one cross-sectional contour can not also be used for the other cross-sectional contour. If a recalculation is necessary, there is a deviation. This is also the case if the contribution of the two cross-sectional contours despite deviation should prove to be identical after the calculation.
Anspruch 3 bezieht sich auf bevorzugte Ausgestaltungen der Arten von Querschnittskonturen, welche die Strukturelemente aufweisen.
Die bevorzugte Ausgestaltung der Erfindung gemäß dem Anspruch 5 wiederum sieht eine Weiterentwicklung dadurch vor, dass der Ausgleich der Wirkung auf den Massenmittelpunkt von irregulären Strukturelementen nicht innerhalb einer einzelnen Gruppe von Strukturelementen erfolgt, sondern dass mindestens eine weitere Gruppe von Strukturelementen vorhanden ist und beide Gruppen von Strukturelementen zusammen eine Verschiebung des Massenmittelpunkts ausgleichen. Mit anderen Worten bewirken die Strukturelemente dieser weiteren Gruppe – für sich – eine Verschiebung des Massenmittelpunktes von der Mittelachse. Zusammen mit den übrigen Strukturelementen der Grundscheibe, insbesondere den Strukturelementen der ersten Gruppe, heben sich diese Verschiebungen wechselseitig wieder auf. Mit dieser Möglichkeit, den Kreis der veränderbaren Strukturelemente weiter zu vergrößern, ergeben sich noch mehr Freiheitsgrade bei der Gestaltung der Grundscheibe.The preferred embodiment of the invention according to
Im Folgenden wird die Erfindung anhand einer lediglich ein Ausführungsbeispiel darstellenden Zeichnung näher erläutert. In der Zeichnung zeigtIn the following the invention will be explained in more detail with reference to a drawing showing only one exemplary embodiment. In the drawing shows
Die Zeichnung stellt eine erfindungsgemäße Grundscheibe
Insgesamt sind drei Gruppen von Strukturelementen
Erfindungsgemäß umfasst die Grundscheibe
Erfindungsgemäß weist dabei jedes Strukturelement
Wie aus der
Die erfindungsgemäße Grundscheibe
Für die Gruppe von Ausschnitten
Besonders bevorzugt ist, dass die voneinander abweichende jeweilige Querschnittskontur der mindestens zwei Strukturelemente
Auch ist es besonders bevorzugt, dass die Querschnittskontur jedes Strukturelements
Dadurch, dass jedes Strukturelement zu derselben Art von Kontur gehört, wird erreicht, dass sich die Strukturelemente
Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform weist jedes Strukturelement
Bevorzugt ist ebenso, dass die Grundscheibe
Mit anderen Worten ist bei dieser Ausführungsform bevorzugt, dass neben der erfindungsgemäß geforderten (ersten) Gruppe von Strukturelementen
Eine bevorzugte Weiterentwicklung sieht vor, dass jedes Strukturelement der weiteren Gruppe von Strukturelementen eine axiale Ausdehnungsrichtung aufweist, welche der axialen Ausdehnungsrichtung der (ersten) Gruppe von Strukturelementen
Dies würde bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel grundsätzlich für die Gruppe von Durchgangsöffnungen
Eine alternative Weiterentwicklung – welche aber auch in demselben Ausführungsbeispiel verwirklicht sein könnte, sofern zusätzlich eine derartige Gruppe von Strukturelementen vorhanden ist – sieht vor, dass jedes Strukturelement der weiteren Gruppe von Strukturelementen eine axiale Ausdehnungsrichtung aufweist, welche der axialen Ausdehnungsrichtung der (ersten) Gruppe von Strukturelementen
Auch ist es bevorzugt, dass mindestens zwei Strukturelemente
Es kann vorteilhaft sein, dass die Gruppe von Strukturelementen
Vorteile ergeben sich andererseits auch, wenn die Gruppe von Strukturelementen
Weiterhin ist es bevorzugt, dass jedes Strukturelement
Alternativ hierzu ist es ebenfalls bevorzugt, dass ein Strukturelement
Eine bevorzugte Ausführungsform ist dadurch gekennzeichnet, dass die Gruppe von Strukturelementen
Gemäß einer hierzu alternativen Ausführungsform besteht die Gruppe von Strukturelementen
Besonders bevorzugt ist dabei, dass die Ausnehmungen die Grundscheibe
Weiter ist bevorzugt, dass die Ausnehmungen Ausschnitte
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