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Die Erfindung betrifft ein Schleifelement und ein Stützelement, die beide vorzugsweise an einer Trägereinrichtung einer Schleifvorrichtung angeordnet sind. Das Schleifelement hat ein Schleifwerkzeug und eine Halteeinrichtung, die das Schleifwerkzeug stützt. Das Stützelement hat einen Basisbereich und einen Stützbereich, der auf dem Basisbereich angeordnet ist.
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Schleifvorrichtungen können zur Bearbeitung von mineralischen Oberflächen wie Stein oder Kunstböden und Beton- oder Asphaltflächen verwendet werden. Ferner können Schleifvorrichtungen auch zum Entfernen von Spachtelmassen, Klebstoffresten oder Epoxy benutzt werden.
DE 2001 20 137 U1 ,
DE 10 2009 008 261 A1 und
DE 20 2009 018 168 U1 zeigen verschiedene Schleif- und Fräswerkzeuge.
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Aufgabe der Erfindung ist es, ein verbessertes Schleifelement, ein verbessertes Stützelement und eine verbesserte Schleifvorrichtung bereitzustellen.
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Die Erfindung wird durch ein Schleifelement nach Anspruch 1, ein Stützelement nach Anspruch 9 und durch eine Schleifvorrichtung nach Anspruch 13 gelöst.
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Vorteilhafte Ausgestaltungen des Schleifelements, des Stützelements und der Schleifvorrichtung sind Gegenstand der abhängigen Ansprüche.
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Ein Schleifelement, insbesondere für eine Schleifvorrichtung, umfasst ein Schleifwerkzeug und eine Halteeinrichtung, die das Schleifwerkzeug stützt. Das Schleifwerkzeug weist eine Schleifschicht, die aus einem ersten Werkstoff besteht, und eine Stützschicht, die aus einem zweiten Werkstoff besteht, auf. Die Halteeinrichtung weist eine Nut auf, die eine vordere Seitenwand und eine hintere Seitenwand, die in einem vorgegebenen Abstand zu der vorderen Seitenwand angeordnet ist, umfasst. Das Schleifwerkzeug ist derart in der Nut angeordnet, dass die Schleifschicht an die vordere Seitenwand und die Stützschicht an die hintere Seitenwand angrenzt.
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Das Schleifwerkzeug hat einen zweiteiligen Aufbau; eine Schleifschicht, die mit dem zu beschleifenden Material in Berührung kommt, und eine Stützschicht, die die Schleifschicht abstützt. Zum Beschleifen von Materialien sollte das Schleifwerkzeug härter als das zu beschleifende Material sein. Bei der vorliegenden Erfindung wird dies dadurch gelöst, dass die Schleifschicht, die die Schleifkante bereitstellt, aus einem ersten Werkstoff besteht, der vorzugsweise hart ist. Oft sind solche Schleifmittel, Abrasive oder Abrasivstoffe genannt, spröde, so dass sie leicht brechen. Um dies zu verhindern, ist die Stützschicht vorgesehen, die aus einem zweiten Werkstoff besteht, der vorzugsweise weniger spröde als der erste Werkstoff ist.
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Die Schleifschicht ist auf der Stützschicht angebracht, vorzugsweise durch Aufkleben, Aufsintern oder Aufschweißen. Die Stützschicht kann verschiedenste Formen aufweisen, es ist allerdings bevorzugt, dass die Stützschicht wie die Schleifschicht dimensioniert ist. Beispielsweise ist die Kontaktfläche, die an der Schleifschicht anliegt, größer als die Kontaktfläche, die die hintere Seitenwand der Halteeinrichtung berührt; das Schleifwerkzeug kann auch andere sich verjüngende Formen haben. Ferner kann die Stützschicht die Schleifschicht nicht nur gegen Stöße beim Schleifen schützen, sondern die Stützschicht kann auch das Ausbreiten von Rissen in der Schleifschicht verhindern, wenn die Schleifschicht fest and der Stützschicht angebracht ist.
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Die Halteeinrichtung hat eine Nut mit einer vorderen Seitenwand und einer hinteren Seitenwand. Die vordere und hintere Seitenwand kann auch als erste und zweite Seitenwand bezeichnet werden. Beide Seitenwände sind durch einen vorgegebenen Abstand voneinander getrennt angeordnet und das Schleifwerkzeug ist in die Nut eingebracht. Der vorgegebene Abstand entspricht im Wesentlichen einer Gesamtdicke des Schleifwerkzeugs, so dass das Schleifwerkzeug in der Nut pressangepasst sein kann. Darüber hinaus kann das Schleifwerkzeug alternativ oder zusätzlich in der Nut an der Halteeinrichtung angelötet (beispielsweise mit Hartlot) oder angeschweißt sein.
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Zwischen der Stützschicht und der Schleifschicht können noch weitere Schichten angeordnet sein, wie beispielsweise eine Stoßabsorbierschicht, eine Haftvermittler- oder Verbindungsschicht oder eine weitere Stützschicht.
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Es ist bevorzugt, dass die Schleifschicht eine erste Dicke und die Stützschicht eine zweite Dicke hat, wobei das Verhältnis der ersten Dicke zu der zweiten Dicke zwischen 0,1 und 0,3 liegt.
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Die erste und zweite Dicke werden vorzugsweise in der Schleifrichtung gemessen. Die Schleifschicht stellt somit zwischen 10 und 30% der Gesamtdicke des Schleifwerkzeugs dar, während die Stützschicht zwischen 70 und 90% der Gesamtdicke ausmacht. Oft ist aufgrund der Härte des ersten Werkstoffs der erste Werkstoff teuer in der Herstellung oder Anschaffung, so dass vorzugsweise wenig Material für die Schleifschicht verwendet werden soll. Aufgrund der oft vorhandenen Sprödigkeit des ersten Werkstoffs der Schleifschicht würde die Schleifschicht ohne eine Stützschicht leicht brechen, wenn nur eine relativ dünne Schleifschicht verwendet würde. Durch das Vorsehen einer Stützschicht kann demnach vorteilhafterweise eine dünne Schleifschicht verwendet werden, und die Gefahr eines Bruchs der Schleifschicht verringert werden.
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Es ist bevorzugt, dass der erste Werkstoff polykristallinen Diamant (PKD) umfasst und dass vorzugsweise der zweite Werkstoff Metall, insbesondere Hartmetall, umfasst.
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PKD ist aufgrund seiner Härte zur Verwendung für Schleifwerkzeuge bekannt. Allerdings ist PKD auch spröde, so dass es leicht bricht. Um dies zu verhindern, wird die Stützschicht vorgesehen, die aus einem Metall, insbesondere Hartmetall, aufgebaut ist. Verschiedenste Metalle sind für die Halteeinrichtung denkbar. Beispielsweise kann die Halteeinrichtung aus dem gleichen Material wie die Schleifvorrichtung vorgesehen sein. Die Halteeinrichtung könnte dann leicht an die Schleifvorrichtung angebracht, insbesondere angelötet oder angeschweißt, werden. Bevorzugt werden die PKD-Partikel auf die Stützschicht aufgedampft, um die Schleifschicht des Schleifwerkzeugs herzustellen. Die PKD-Schicht liegt in Schleifrichtung vorne, so dass sie das zu bearbeitende Objekt zuerst berührt und das zu bearbeitende Objekt dadurch abträgt. Belastungen auf die Schleifschicht gegen die Schleifrichtung können somit durch die Stützschicht aufgefangen werden. Metall ist ein Werkstoff, der nicht spröde ist, und daher eine gute Ergänzung zum spröden Werkstoff der Stützschicht darstellt. Ferner lässt sich ein Schleifwerkzeug mit einer metallischen Stützschicht besser an der Halteeinrichtung befestigen, als wenn das Schleifwerkzeug nur aus einer PKD-Schicht aufgebaut wäre, da ein Verlöten oder Verschweißen mit einer metallischen Halteeinrichtung möglich ist.
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Es ist bevorzugt, dass das Schleifwerkzeug lösbar in der Halteeinrichtung befestigt ist.
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Durch die Ausgestaltung der Halteeinrichtung als eine Nut ist es möglich, das Schleifwerkzeug auszutauschen, ohne eine neue Halteeinrichtung vorzusehen. Oft ist die Halteeinrichtung an der Schleifvorrichtung fest angebracht und kann nicht abgelöst werden. Ist das Schleifwerkzeug abgenutzt, müsste somit die gesamte Schleifvorrichtung ausgetauscht werden. Durch die lösbare Anordnung des Schleifwerkzeugs in der Halteeinrichtung kann dies vermieden werden, so dass geringere Kosten zum Betreiben des Schleifelements anfallen. Dazu kann das Schleifwerkzeug in der Nut pressangepasst sein oder zusätzlich mit der Halteeinrichtung verlötet oder verschweißt sein, insbesondere mit der Stützschicht.
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Es ist bevorzugt, dass das Schleifwerkzeug die Form eines Kreissegments hat.
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Insbesondere soll das Kreissegment eine Form haben, bei der von einem Kreis durch eine gerade Linie ein Stück abgeschnitten wird. Senkrecht zu dem Querschnitt des Schleifwerkzeugs sind die Schleifschicht und nachfolgend die Stützschicht angeordnet. Vorzugweise steht der abgerundete Bereich des Schleifwerkzeugs über die Halteeinrichtung hinaus, so dass an dem abgerundeten Bereich das zu bearbeitende Objekt abgetragen wird. Der gerade Bereich des Schleifwerkzeugs ist in der Nut angeordnet, wobei die Länge des geraden Bereichs vorzugsweise auf die Breite der Nut der Halteeinrichtung abgestimmt ist.
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Es ist bevorzugt, dass die Schleifschicht in Schleifrichtung vor der Stützschicht angeordnet ist, wobei die Halteeinrichtung in Schleifrichtung eine Längsausdehnung, und die Nut in Schleifrichtung eine Breite hat, wobei das Verhältnis der Breite der Nut zur Längsausdehnung 0,3 bis 0,7 beträgt.
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Die Schleifrichtung kann je nach verwendeter Schleifvorrichtung eine Kreisbahn, eine Ellipsenbahn oder eine Gerade sein. Insbesondere wenn die Schleifvorrichtung eine Schleifscheibe oder ein an einer Schleifscheibe angeordneter Schleifschuh ist, ist die Schleifrichtung eine Kreisbahn. Die Schleifrichtung gibt daher vorzugsweise die Bewegung des Schleifelements beim Schleifen an. Der vorgegebene Abstand entspricht bevorzugt in etwa der Gesamtdicke des Schleifwerkzeugs. Daher ist das Verhältnis der Gesamtdicke des Schleifwerkzeugs zur Längsausdehnung der Halteeinrichtung, die der Längsausdehnung des Schleifelements entspricht, in etwa 0,3 bis 0,7. Dies bedeutet, dass das Schleifwerkzeug vorzugsweise soviel Platz an dem Schleifelement einnimmt, dass die Seitenwände der Nut eine sichere Abstützung des Schleifwerkzeugs ermöglichen und das Schleifwerkzeug eine Gesamtdicke aufweisen kann, die ein Schleifwerkzeug mit langer Standdauer bereitstellt.
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Es ist bevorzugt, dass das Schleifwerkzeug eine obere Kante hat und dass die Halteeinrichtung eine Bodenfläche zur Berührung mit der Schleifvorrichtung umfasst, wobei die obere Kante und die Bodenfläche einen Schleifwinkel zwischen 1° und 5° und insbesondere zwischen 2,5° und 3,5° einschließen.
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Insbesondere beträgt der Schleifwinkel 3°. Die obere Kante des Schleifwerkzeugs ist der Bereich des Schleifwerkzeugs, der beim Schleifen der zu bearbeitenden Oberfläche am nächsten kommt und sich in Schleifrichtung erstreckt. Bei einem Schleifwerkzeug, das in Schleifrichtung einen abschnittsweise kreisförmigen Querschnitt hat, ist die obere Kante vorzugsweise die Tangente an der Kreisform. Ist jedoch das Schleifwerkzeug in Schleifrichtung im Querschnitt rechteckig, ist die obere Kante vorzugsweise die obere Fläche des Schleifwerkzeugs. Die Bodenfläche wird vorzugsweise von der unteren Fläche der Halteeinrichtung gebildet, die an der Schleifvorrichtung anliegt. Daher kann die Halteeinrichtung über die Bodenfläche an der Halteeinrichtung angebracht sein. Die obere Kante des Schleifwerkzeugs ist daher vorzugsweise gegenüber einer Bodenfläche des Schleifwerkzeugs geneigt. Das Schleifwerkzeug ist dann im Querschnitt senkrecht zur Schleifrichtung nicht rechteckig. Die obere Kante ist somit vorzugsweise senkrecht zu der Schleifkante.
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Insbesondere ist die obere Kante des Schleifwerkzeugs so geneigt, dass die Schleifkante den höchsten Punkt des Schleifwerkzeugs bildet, das heißt den Punkt, der am weitesten von der Schleifvorrichtung entfernt ist. Eine erhobene Schleifkante ermöglicht, dass nur die Schleifkante zum Abtragen der zu bearbeitenden Oberfläche beiträgt. Das Schleifwerkzeug bleibt dadurch scharf, so dass eine bessere Schleifwirkung auch über längere Zeit erzielt werden kann. Im Endergebnis lässt sich über die geneigte Anordnung ein im Vergleich zu einer nicht-geneigten Anordnung verbessertes Schleifergebnis erzielen.
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Es ist bevorzugt, dass die Nut des Schleifelements ferner einen Boden hat und dass die Halteeinrichtung eine Bodenfläche zur Berührung mit der Schleifvorrichtung umfasst, wobei der Boden und die Bodenfläche einen Winkel zwischen 1° und 5° und insbesondere zwischen 2,5° und 3,5° einschließen.
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Insbesondere beträgt der Winkel 3°. Der Boden der Nut sowie die vordere und hintere Seitenwand bilden vorzugsweise die Nut. Vorzugsweise sind auch die vordere und hintere Seitenwand der Nut zu Seitenwänden der Halteeinrichtung um einen Winkel zwischen 1° und 5° und insbesondere zwischen 2,5° und 3,5° geneigt. Dies bedeutet, dass die vordere und hintere Seitenwand jeweils einen im Wesentlichen rechten Winkel mit dem Boden der Nut einschließen. Weiter vorzugsweise hat das Schleifwerkzeug einen rechteckigen Querschnitt, so dass der Schleifwinkel durch den Winkel des Bodens der Nut erzielt werden kann. Im Querschnitt rechtecksförmige Schleifwerkzeuge lassen sich leichter herstellen als Schleifwerkzeuge, deren obere Kante einen Winkel zu ihrer Bodenfläche einschließt. Daher kann das Schleifwerkzeug in dieser bevorzugten Ausführungsform besonders einfach und kostengünstig hergestellt werden. Gleichzeitig kann der oben beschriebene bevorzugte Effekt erzielt werden.
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Ein weiterer Aspekt der Erfindung ist ein Stützelement, insbesondere für eine Schleifvorrichtung, das einen Basisbereich und einen Stützbereich umfasst, der auf dem Basisbereich angeordnet ist, wobei der Stützbereich aus einem Werkstoff besteht, der in Form von Splittern vorliegt.
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Stützelemente werden an Schleifvorrichtungen angebracht, um Vibrationen der Schleifvorrichtung zu verringern. Die Stützelemente dienen dazu, weitere Anlagepunkte der Schleifvorrichtung an dem zu beschleifenden Objekt neben den Schleifelementen bereitzustellen. Eine erhöhte Anzahl von Kontaktpunkten zwischen der Schleifvorrichtung und dem zu beschleifenden Objekt reduziert Vibrationen. Aus dem Stand der Technik sind Stützelemente bekannt, die aus Metall gefertigt sind. Diese nutzen sich leicht ab. Erfindungsgemäß ist auf einem Basisbereich der Stützbereich angeordnet, der aus Splitern eines Werkstoffs, der sich vorzugsweise von dem Werkstoff des Basisbereichs unterscheidet, besteht. Vorteilhafterweise umfasst dieser Werkstoff ein hartes Material. Das Vorsehen von Splittern hat den Vorteil, dass keine glatte Oberfläche mit dem zu beschleifenden Objekt in Berührung kommt, so dass sich dort die Anzahl der Kontaktpunkte erhöht, was Vibrationen weiter verringern kann. Ferner wird das Stützelement weniger schnell im Vergleich zu Stützelementen aus Metall abgenutzt, wenn der für die Splitter verwendete Werkstoff hart ist.
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Die Splitter werden vorzugsweise an den Basisbereich angelötet, angeschweißt oder angesintert. Vorzugsweise sind die Splitter nicht in eine Richtung ausgerichtet, sondern willkürlich, angeordnet. Bei Berührung des Stützbereichs mit der zu bearbeitenden Oberfläche können Stöße aufgrund der ungeordneten Anordnung der Splitter in verschiedene Richtungen abgeleitet werden, so dass sich der Stützbereich weniger schnell abnutzt.
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Es ist bevorzugt, dass der Werkstoff der Splitter polykristallinen Diamant umfasst, wobei vorzugsweise die Splitter eine Korngröße von 0,1 mm bis 8 mm und insbesondere von 2 mm bis 6 mm aufweisen.
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Splitter aus polykristallinem Diamant haben eine hohe Härte und eignen sich daher für den Stützbereich, da sie sich nicht so schnell im Vergleich zu einem Metall abnützen. Ferner, durch die ungeordnete Ausrichtung der Splitter, werden Stöße auf den Stützbereich in verschiedenste Richtungen abgelenkt, so dass die Splitter weniger leicht brechen, was zusätzlich die Lebensdauer des Stützbereichs erhöht. Ferner sind Splitter aus PKD oftmals als Restprodukt von anderen Prozessen vorhanden, so dass der Stützbereich kostengünstig hergestellt werden kann. Als besonders vorteilhaft für die oben genannten Vorteile haben sich Splitter einer Korngröße von 2 mm bis 6 mm erwiesen.
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Es ist bevorzugt, dass der Basisbereich aus Metall, insbesondere einem Hartmetall, hergestellt ist.
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Demnach können Stützelemente, wie aus dem Stand der Technik bekannt, verwendet werden, die lediglich eine geringere Höhe aufweisen, auf die dann der Stützbereich in Form von Splittern aufgebracht wird. Daher können vorteilhafterweise die Befestigungsarten, die bisher verwendet wurden, um Stützelemente an der Schleifvorrichtung anzubringen, wieder verwendet werden.
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Es ist bevorzugt, dass der Basisbereich zylinderförmig, insbesondere kreiszylinderförmig, ist.
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Der Basisbereich kann auch im Querschnitt trapezförmig sein, wobei die breitere Seite der Schleifvorrichtung oder dem Stützbereich zugewandt sein kann. Dadurch könnte die Anlagefläche an der Schleifvorrichtung im Vergleich zum Stützbereich erhöht werden, oder umgekehrt die Fläche des Stützbereichs im Vergleich zur Anlagefläche an der Schleifvorrichtung erhöht werden. Bevorzugt ist jedoch, dass der Basisbereich zylinderförmig ist, also im Querschnitt rechteckig ist.
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Die Erfindung schafft ferner eine Schleifvorrichtung, die eine Trägereinrichtung, ein Schleifelement, so wie es zuvor beschrieben wurde, und ein Stützelement, so wie es zuvor beschrieben wurde, umfasst, wobei die Schleifschicht und das Stützelement an der Trägereinrichtung angeordnet sind.
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Die Trägereinrichtung kann aus einem Metall hergestellt sein. Das Schleifelement und das Stützelement können an der Schleifvorrichtung angebracht, insbesondere angelötet oder angeschweißt, oder einteilig mit der Trägereinrichtung ausgebildet sein. Dabei sind die Halteeinrichtung des Schleifelements und der Basisbereich des Stützelements mit der Trägereinrichtung verbunden. Die Vorteile der Schleifvorrichtung sind, dass das Schleifwerkzeug bei Abnutzung ausgetauscht werden kann, ohne die Schleifvorrichtung auswechseln zu müssen. Ferner weist die Schleifvorrichtung ein Stützelement auf, das aufgrund seines Stützbereichs aus Splittern weniger Abnutzung ausgesetzt ist.
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Es ist bevorzugt, dass das Schleifwerkzeug eine erste Höhe aufweist und die Stützschicht eine zweite Höhe aufweist, wobei die Differenz der ersten Höhe zu der zweiten Höhe 0,8 bis 1,6 mm und insbesondere 1 mm bis 1,4 mm beträgt.
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Die erste und die zweite Höhe werden gegenüber einer gemeinsamen Ebene gemessen, die parallel zu der Trägereinrichtung sein kann. Die Ebene kann mit einer Oberfläche der Trägereinrichtung übereinstimmen. Im Falle einer abgestuften Trägereinrichtung kann die Ebene auch nur zu den jeweiligen Stufenbereichen parallel sein. Die erste und zweite Höhe ist zu der Ebene senkrecht. Die erste Höhe endet an dem von der Ebene am weitesten entfernten Punkt des Schleifwerkzeugs. Meist ist dieser der höchste Punkt der Schleifschicht. Der Stützbereich hat aufgrund der Splitter keinen leicht zu definierenden Punkt. Daher ist die zweite Höhe vorzugsweise die durchschnittliche Höhe des Stützbereichs, das heißt der durchschnittliche Abstand des Stützbereichs von der Ebene.
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Es hat sich herausgestellt, dass eine Differenz der ersten zu der zweiten Höhe zwischen 0,8 mm und 1,6 mm für die Funktionsweise der Schleifvorrichtung am besten ist. Dies bedeutet vorzugsweise, dass der Abstand des Stützelements, wenn das Schleifelement mit dem zu bearbeitenden Objekt in Berührung ist, zu dem zu bearbeitenden Objekt zwischen 0,8 und 1,6 mm ist.
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Es ist bevorzugt, dass die Schleifvorrichtung ein Schleifschuh oder ein Schleifteller ist.
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Mehrere Schleifschuhe werden oft modular zu einem Schleifteller zusammengefügt. Insbesondere werden oft neun Schleifschuhe zu einem Schleifteller zusammengefügt. Der Schleifteller bzw. die mehreren Schleifschuhe werden dann an einer Schleifmaschine angebracht, um das zu bearbeitende Objekt zu beschleifen. Die Schleifmaschine kann motorisiert sein. Eine Anbringung des Schleifschuhs oder des Schleiftellers an einem handgeführten Werkzeug zum Schleifen ist möglich. Dies bedeutet, dass die Schleifvorrichtung motorisiert betrieben oder von Hand geführt sein kann.
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Es ist bevorzugt, dass die Stützvorrichtung in Schleifrichtung hinter dem Schleifelement liegt, wobei vorzugsweise ein Abstand zwischen dem Schleifelement und dem Stützelement zwischen 0,5 cm und 4,0 cm beträgt und weiter vorzugsweise zwischen 1,5 cm und 2,5 cm.
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Das hat den Vorteil, dass das Schleifelement die zu bearbeitende Oberfläche beschleifen kann, während Stöße auf die Schleifvorrichtung, die oft durch das Schleifelement verursacht werden, durch das Stützelement abgefangen werden können. Diese Anordnung gilt auch in Bezug auf den Schleifteller sowie die Anordnung mehrerer Schleifschuhe. Das heißt, dass an einem Schleifschuh lediglich ein Schleifelement oder Stützelement allein angebracht werden kann, wobei das Schleifelement oder das Stützelement am Rand des Schleifschuhs angeordnet ist, so dass es, wenn zwei Schleifschuhe aneinandergebracht werden, wieder die bevorzugte Anordnung aufweist.
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Der Abstand wird vorzugsweise zwischen den Mittelpunkten oder den jeweils in Schleifrichtung vorderen oder hinteren Kante des Schleifelements und des Stützelements gemessen. Der Abstand tritt bei in Schleifrichtung benachbarten Schleifelementen und Stützelementen auf, die auf einem Schleifschuh angeordnet, aber auch die auf benachbarten Schleifschuhen angeordnet sind. Die angegebenen Werte des Abstands zwischen Schleifelement und Stützelement haben sich als besonders vorteilhaft herausgestellt.
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Eine bevorzugte Ausführungsform wird nun mit Bezug auf die Zeichnungen beschrieben. Darin zeigen
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1 eine Draufsicht auf eine Schleifvorrichtung;
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2 eine Seitenansicht der Schleifvorrichtung aus 1;
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3 eine Seitenansicht eines Schleifelements, bei welchem eine obere Kante eines Schleifwerkzeugs parallel zu der Schleifvorrichtung ist;
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4 eine Anordnung mehrerer Schleifvorrichtungen;
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5 eine Seitenansicht eines weiteren Schleifelements, bei welchem eine obere Kante eines Schleifwerkzeugs nicht parallel zu der Schleifvorrichtung ist, wobei die Neigung übertrieben dargestellt ist; und
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6 eine Seitenansicht eines weiteren Schleifelements, bei welchem ein Boden einer Nut einer Halteeinrichtung nicht parallel zu der Schleifvorrichtung ist, wobei die Neigung übertrieben dargestellt ist.
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Eine Schleifvorrichtung 10 ist in 1 ein Schleifschuh. Die Schleifvorrichtung 10 umfasst eine Trägereinrichtung 12, zwei Schleifelemente 14 und zwei Stützelemente 16. Die Schleifelemente 14 und die Stützelemente 16 sind an der Trägereinrichtung angeordnet. Hier sind die Schleifelemente 14 und die Stützelemente 16 an der Trägereinrichtung 12 angelötet. Die Trägereinrichtung 12 weist drei Öffnungen 18 auf, mit denen die Schleifvorrichtung 10 an einer nicht gezeigten Schleifmaschine oder einem Schleifteller angebracht werden kann.
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Das Schleifelement 14 weist ein Schleifwerkzeug 20 und eine Halteeinrichtung 22 auf. Die Halteeinrichtung 22 weist eine Nut 26, die durch eine vordere Seitenwand 24, einen Boden 25 und eine hintere Seitenwand 28 begrenzt wird. Die vordere Seitenwand 24 und die hintere Seitenwand 28 sind durch einen vorgegebenen Abstand A voneinander beabstandet, der im Wesentlichen einer Gesamtdicke G des Schleifwerkzeugs 20 entspricht. Die vordere Seitenwand 24 und die hintere Seitenwand 28 sind im Wesentlichen senkrecht zu dem Boden 25. Das Schleifwerkzeug 20 ist in der Nut 26 der Halteeinrichtung 22 pressangepasst und zusätzlich durch ein Lot 30, insbesondere ein Hartlot, an der Halteeinrichtung 22 befestigt. Die Halteeinrichtung 22 hat eine Bodenfläche 31, die mit der Schleifvorrichtung 10 in Berührung ist. Die Bodenfläche 31 ist im Wesentlichen parallel zu der Schleifvorrichtung 10. In der in 3 gezeigten Ausführungsform ist der Boden 25 der Nut 26 im Wesentlichen parallel zu der Bodenfläche 31 und damit auch zu der Schleifvorrichtung 10.
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Die Halteeinrichtung 22 ist in der Draufsicht kreisförmig und hat in einer Schleifrichtung S eine Längsausdehnung L. Der vorgegebene Abstand A bzw. die Gesamtdicke G des Schleifwerkzeugs 20 beträgt im Verhältnis zur Längsausdehnung L 0,5. Durch Entfernen des Lots 30 kann das Schleifwerkzeug 20 aus der Halteeinrichtung 22 entfernt werden und durch ein neues Schleifwerkzeug 20 ersetzt werden. Das neue Schleifwerkzeug 20 wird dann wieder in die Halteeinrichtung 22 pressangepasst und durch ein neues Lot 30 zusätzlich befestigt.
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Das Schleifwerkzeug 22 hat eine Schleifschicht 32 und eine Stützschicht 34. Die Schleifschicht 32 besteht aus einem ersten Werkstoff, der polykristallinen Diamant (PKD) umfasst. Die in Schleifrichtung S vordere Kante der Schleifschicht 32 wird auch als Schleifkante 35 bezeichnet. Die Stützschicht 34 ist aus einem zweiten Werkstoff gefertigt, der Hartmetall umfasst. Die Schleifschicht 32 ist in Schleifrichtung S vor der Stützschicht 34 angeordnet. Ein Teil des Schleifwerkzeugs 20 und damit ein Teil der Schleifschicht 32 steht über die Halteeinrichtung 22 hinaus, um ein nicht gezeigtes zu bearbeitendes Objekt zu beschleifen. Die dem zu bearbeitenden Objekt am nächsten liegende Kante des Schleifwerkzeugs 20 wird als obere Kante 37 bezeichnet. In der in den Figuren gezeigten Ausführungsform ist die obere Kante 37 die Tangente des Schleifwerkzeugs 20 in Schleifrichtung, die am weitesten von der Schleifvorrichtung 10 entfernt ist. In der in 3 gezeigten Ausführungsform ist die obere Kante 37 im Wesentlichen parallel zum Boden 25 der Nut 26 sowie zur Bodenfläche 21 und der Schleifvorrichtung 10. Die Schleifkante 25 ist zur oberen Kante 37 senkrecht. Die Schleifschicht 32 hat in Schleifrichtung S eine erste Dicke D1 und die Stützschicht 34 hat in Schleifrichtung S eine zweite Dicke D2. Das Verhältnis der ersten Dicke D1 und der zweiten Dicke D2 beträgt 0,2.
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Das Stützelement 16 hat einen Basisbereich 36 und einen Stützbereich 38, Der Basisbereich 36 ist aus einem Hartmetall hergestellt und der Stützbereich 38 aus Splittern eines Werkstoffs, der PKD umfasst. Die Korngröße der Splitter beträgt zwischen 2 mm bis 6 mm. Die Splitter des Stützbereichs 38 sind an dem Basisbereich 36 festgemacht. Der durchschnittliche Abstand der Splitter, das heißt des Stützbereichs 38 von der Trägereinrichtung 12 definiert eine zweite Höhe H2. Der am weitesten entfernte Punkt des Schleifwerkzeugs 20 von der Trägereinrichtung 12 definiert eine erste Höhe H1. Die Differenz DI zwischen der ersten Höhe H1 und der zweiten Höhe H2 beträgt 1,2 mm. Das Schleifwerkzeug 20 des Schleifelements 16 ist also höher als die Stützschicht 38 des Stützelements 16.
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Das Schleifwerkzeug 20 hat im Querschnitt eine Form eines Kreissegments. Senkrecht zur Gesamtdicke G des Schleifwerkzeugs 20 ist das Schleifwerkzeug 20 kürzer als die Längsausdehnung L der Halteeinrichtung.
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Ein Schleifteller 40 ist aus neun Schleifvorrichtungen 10 in Form von Schleifschuhen zusammengesetzt. Dabei ist das Schleifelement 14 in Schleifrichtung vor dem Stützelement 16 angeordnet. Die in einer radialen Richtung äußeren angeordneten Schleifelemente 14 und Stützelemente 16 sind dabei an einem Schleifschuh jeweils allein angeordnet. In Kombination mit der benachbarten Schleifvorrichtung 10 sind jeweils wieder ein Schleifelement 14 und ein Stützelement 16 in Schleifrichtung hintereinander angeordnet. Ein Abstand AB, der in Schleifrichtung S gemessen wird und daher auch entlang einer Kreisbahn gemessen werden kann, beträgt in der in 1 und 4 gezeigten Ausführungsform 2 cm. Der Abstand AB wird an dem Schleifelement 14 und dem Stützelement 16 jeweils an deren vorderer Kante gemessen. Der Abstand AB tritt zum einen bei in Schleifrichtung S benachbarten Schleifelementen 14 und Stützelementen auf, als auch zwischen Schleifelementen 14 und Stützelementen 16, die auf unterschiedlichen Schleifschuhen angeordnet sind.
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Die in 5 gezeigte Ausführungsform ist mit der in 3 gezeigten Ausführungsform identisch bis auf die Merkmale, die im Folgenden beschrieben werden. Die obere Kante 37 ist um einen Schleifwinkel α gegenüber der Bodenfläche 31 geneigt, die durch die gestrichelte Hilfslinie repräsentiert werden kann. Damit ist die obere Kante 37 auch gegenüber dem Boden 25 und der Schleifvorrichtung 10 um den Winkel α geneigt. Die Schleifkante 35 ragt am weitesten von der Halteeinrichtung 22 hervor. Das Schleifwerkzeug 20 ist somit im Querschnitt nicht rechteckig. Der Schleifwinkel α beträgt hier 3°.
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Die in 6 gezeigte Ausführungsform ist mit der in 3 und 5 gezeigten Ausführungsform identisch bis auf die Merkmale, die im Folgenden beschrieben werden. Die obere Kante 37 ist auch hier um einen Schleifwinkel α gegenüber der Bodenfläche 31 und der Schleifvorrichtung 10 geneigt, die durch die gestrichelte Hilfslinie repräsentiert werden kann. Allerdings ist in der in 6 gezeigten Ausführungsform auch der Boden 25 um einen Winkel β gegenüber der Bodenfläche 31 und der Schleifvorrichtung 10 geneigt, die durch eine weitere gestrichelte Hilfslinie repräsentiert werden kann. Der Schleifwinkel α und der Winkel β sind im Wesentlichen gleich groß, so dass der Boden 25 und die obere Kante 37 im Wesentlichen parallel sind. Die vordere Seitenwand 24 und die hintere Seitenwand 28 sind um den Winkel α oder β gegenüber ihrer Stellung in den anderen Ausführungsformen geneigt. Das Schleifwerkzeug 20 ist somit im Querschnitt rechtecksförmig. Der Schleifwinkel α und der Winkel β betragen hier 3°.
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Bezugszeichenliste
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- 10
- Schleifvorrichtung
- 12
- Trägereinrichtung
- 14
- Schleifelement
- 16
- Stützelement
- 18
- Öffnung
- 20
- Schleifwerkzeug
- 22
- Halteeinrichtung
- 25
- Boden
- 24
- vordere Seitenwand
- 26
- Nut
- 26
- hintere Seitenwand
- 30
- Lot
- 31
- Bodenfläche
- 32
- Schleifschicht
- 34
- Stützschicht
- 35
- Schleifkante
- 36
- Basisbereich
- 37
- obere Kante
- 38
- Stützbereich
- 40
- Schleifteller
- A
- vorgegebener Abstand
- AB
- Abstand
- DI
- Differenz
- D1
- erste Dicke
- D2
- zweite Dicke
- H1
- erste Höhe
- H2
- zweite Höhe
- L
- Längsausdehnung
- S
- Schleifrichtung
- α
- Schleifwinkel
- β
- Winkel
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- DE 200120137 U1 [0002]
- DE 102009008261 A1 [0002]
- DE 202009018168 U1 [0002]
