DE2230720A1

DE2230720A1 - Schleifscheibe mit diamant- oder bornitridschleifkoernern

Info

Publication number: DE2230720A1
Application number: DE19722230720
Authority: DE
Inventors: Auf Nichtnennung Antrag
Original assignee: Ernst Winter and Sohn Diamantwekzeuge GmbH and Co
Current assignee: Saint Gobain Diamantwerkzeuge GmbH and Co KG
Priority date: 1972-06-23
Filing date: 1972-06-23
Publication date: 1974-01-10
Also published as: CH561585A5; IT989141B; FR2190037A5; AT324878B; BE800838A; NL7308760A

Description

Firma Ernst Winter & Sohn»· 2 Hamburg

Schleif scheibe mit Diamant- oder Bornitridschleifkörnern.

Die Erfindung betrifft eine Schleifscheibe mit Diamant- oder Bornitridschleifkörnern, bestehend aus einem Grundkörper und einem Schleifbelag mit weitgehend gleichmäßiger Verteilung der Schleifkörner aus Diamant oder Bornitrid. Unter Bornitrid ist in diesem Zusammenhang die harte, kubisch-kristalline Modifikation des Bornitrids zu verstehen. Bei derartigen bekannten Schleifscheiben ist der Querschnitt des Schleifbelages regelmäßig relativ klein im Verhältnis zu den Gesamtabmessungen der Schleifscheibe.

Ein Problem in der Herstellung derartiger Schleifscheiben bildet die gleichmäßige Verteilung der Schleifkörner im Schleifbelag. Dies ist u.a. darauf zurückzuführen, daß die Schleifkörner nur einen geringen Volumenanteil des Schleifbelages einnehmen, nämlich etwa nur 12-30 i<> Vol. Daher kann sich bei der Herstellung des Schleifbelages nicht wie bei anderen bekannten Korund- und Silizium-Karbid-Schleifscheiben eine gleichmäßige Kornverteilung durch eine regelmäßige Berührung der Schleifkörner zwangsläufig ergeben. Um dieses

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Problem der ungleichmäßigen Schleifkornverteilung Jedoch zu erkennen, ist nachstehend zwischen zwei Begriffen zu unterscheiden, nämlich der Mikroverteilung und der Makroverteilung.

Unter der Mikroverteilung ist die Gleichmäßigkeit der Abstände der unmittelbar benachbarten einzelnen Schleifkörner zu verstehen. Um eine geeignete Mikroverteilung zu erzielen, sind verschiedene Maßnahmen bekannt, die hier jedoch nachstehend nicht näher behandelt sind.

Unter der Makroverteilung der Schleifkörner ist hingegen die Anhäufung von Schleifkörnern in größeren Bereichen des gesamten Schleifbelages zu verstehen. Diese Makroverteilung ist für die Praxis von besonderer Bedeutung, denn wenn eine Schleifscheibe keine gleichmäßige Makroverteilung der Schleifkörner aufweist, so ergeben sich insbesondere die nachstehend beschriebenen nachteiligen Folgen.

Bei einem Umlauf einer Schleifscheibe mit ungleichmäßiger Makroverteilung der Schleifkörner wird das Werkstück unterschiedlich stark angegriffen» Die Schleifscheibe neigt dadurch zu einem Vibrieren und das führt einerseits zu einer nicht einwandfreien Oberfläche des geschliffenen Werkstückes und andererseits zu einer stoßartigen Beanspruchung der Schleifscheibe, die einen schnellen Verschleiß mit sich bringt.

Eine unvollkommene Makroverteilung ergibt sich im allgemeinen aus der Schwierigkeit, beim Einfüllen einer mit Schleifkörnern versehenen Preßmasse in eine ringförmige Öffnung der Preßform

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"bei der Herstellung des Sciileifbelages die Preßmasse gleichzeitig in dieser nur sehr schmalen ringförmigen Zone gleichmäßig zu verteilen.» Die Breite dieses Fiillraumes der Preßform ist vielfach nur "beispielsweise 3 mm groß und auch bei einer sogenannten Topfscheibe ist die Höhe des Füllraumes für die Preßform vielfach nur etwa 3 mm hoch. Andererseits findet aber beim Verdichten der Preßmaase kein genügender Ausgleich durch ein seitliches Pliessen der mit Schleifkörnern versehenen Preßmasse statt, durch das anderenfalls eine geeignete Makroverteilung zu erzielen wäre.

Aufgabe der Erfindung ist es,- eine Schleifscheibe zu schaffen, deren Schleifkörner eine einwandfreie Makroverteilung innerhalb des Schleifbelages der Schleifscheibe aufweisen,. Gemäß der Erfindung ist dafür vorgesehen, daß der Schleifbelag aus einer sehr hohen Anzahl von Segmenten besteht, die jeweils eine mittlere Länge in Umfangsrichtung von weniger oder gleich 20 mm aufweisen und eine Breite aufweisen, die größer oder gleich der länge ist. Die Erfindung macht dafür nicht nur von dem Prinzip Gebrauch, den Schleifbelag in Form einzelner Segmente anzufertigen und diese danach nebeneinanderliegend auf dem Grundkörper der Schleifscheibe zu befestigen. Sie geht darüber hinaus von der Erkenntnis aus, daß bei einer Unterteilung des Schleifbelages in eine relativ große Anzahl von Segmenten, diese in einer anderen Reihenfolge auf dem Grundkörper zu befestigen sind als sie zuvor gefertigt wurden. Dafür lassen sich die einzelnen Seg-

s mente nach ihrer Fertigung jeweils auf die jeweilige Dichte und Verteilung der Schleifkörner prüfen und dann in solch, einer Reihenfolge auf dem Grundkörper befestigen, daß bei einem Umlauf

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der Schleifscheibe keine Folge von Segmenten mit einseitig abweichender Schleifkornverteilung gegeben ist» Werden nämlich die Segmente in Serien angefertigt, wobei auch das Fällen der zu den einzelnen Segmenten gehörigen Preßformen in einer von der Art der Serie abhängigen Reihenfolge vorgenommen wird, so besteht nach allgemeiner Erfahrung die Möglichkeit, daß sich Schwankungen oder von der Reihenfolge abhängige Tendenzen in der Kornverteilung oder Korndichte ergeben. Diese Reihenfolge der Fertigung und die sich dabei ergebenden Unterschiede brauchen bei der erfindungsgemäßen Schleifscheibe bei der Befestigung der Segmente auf dem G-rundkörper nicht beibehalten zu werden« Es ist vielmehr vorgesehen, daß im Falle einer etwas ungleichmäßigen Ausführung der Segmente, derartige Ungleichmäßigkeiten sich nicht in der Reihenfolge der Segmente in der Schleifscheibe wiederholen, sondern infolge der Umordnung ausgeglichen sind.

Es sind zwar Schleifscheiben bekannt, deren Schleifbelag in der Form von Segmenten ausgebildet ist. Diese einzelnen Segmente weisen jedoch nicht die Beschaffenheit gemäß der Erfindung auf, zumal bei diesen Schleifscheiben die Aufteilung in Segmente aus anderen Gründen vorgesehen ist. Bei diesen bekannten Segmentschleifscheiben sind Abstände bzw. Unterbrechungen in dem Schleifbelag vorgesehen, um niedrige Schleifkräfte bei hoher Abtragsleistung zu erreichen und um verschilffenes Material besser abzuführen. Dort sind also Segmente vorgesehen, um Unterbrechungen zwischen ihnen zu schaffen, durch welche diese Aufgaben erfüllt werden. Außerdem ist es bereits bekannt, Schleifbeläge aus einem sehr spröden Material durch die Anordnung von größeren Zwischenräumen zu un-

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terteilen, um mechanische Spannungen zu vermeiden, da gelegentlich Schleifbelag und Scheibenkörper ein unterschiedliches .Ausdehnungsverhalten und eine unterschiedliche Elastizität aufweisen·

Bei einer Schleifscheibe gemäß der Erfindung beträgt die Anzahl der Segmente der Schleifscheibe vorzugsweise mindestens 20 und höchstens 1.200. Wird die Länge eines. Segmentes mit 20 mm gewählt, so ergibt sich bei nur äußerst geringen Zwischenräumen zwischen den Segmenten für eine Schleifscheibe mit einem Durchmesser von 300 mm eine Anzahl von 46 Segmenten auf dem Umfange Me Segmente liegen dabei vorzugsweise unmittelbar aneinander, um die Schleifscheibe gegen eine Verschmutzung zu schützen. Es ist jedoch auch möglich, zwischen den Segmenten Zwischenräume mit einer Breite in Umfangsrichtung von bis zu 3 mm anzuordnen, was zweckmäßig sein mag, wenn Kühlflüssigkeit zwischen den Segmenten fließen soll« ils noch zweckmäßiger hat es sich aber gezeigt, wenn die Zwischenräume mit einem IMillmaterial aus einem organisch gebundenen Stoff ausgefüllt sind.

Ein organisches Bindemittel kann auch als Kleber für die Befestigung der Segmente auf dem Grundkörper Anwendung finden, wobei dieses Bindemittel nicht von der gleichen Beschaffenheit zu sein braucht wie ein etwaiger Füllstoff zur Ausfüllung von Zwischenräumen« zwischen den Segmenten.

AIa besonders zweckmäßig wurde es weiterhin erkannt, wenn die einzelnen Segmente aus zwei Schichten bestehen, von denen nur die

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außen liegende Schicht Diamant- oder Bornitridschleifkörper enthält und damit die innere bzw. untere Schicht aus einem schleifkornfreien Material, vorzugsweise aus einem Kunstharz,hergestellt ist. Wird diese schleifkornfreie Schicht aus einem elastischen und schwingungsdämpfenden Stoff gefertigt, so wirkt sich das besonders dann vorteilhaft aus,, wenn der Scheibengrundkörper aus einem starren Material, wie Metall, besteht. Der feste, einwandfreie Sitz der Segmente wird in derartigen !fällen noch verbessert, wenn der Grundkörper auf seiner Umfangsfläche mit einer Vertiefung versehen ist, in der die Segmente mit ihrer schleifkornfreien Schicht liegen, denn die Randzonen bzw. Seitenwände der Vertiefung gewähren dabei eine Abstützung gegen seitlich wirkende Kräfte. Darüber hinaus kann vorgesehen sein, daß die Segmente an ihren unteren, schleifkornfreien Schichten durch eine Bördelung von aus biegsamen Metall bestehenden Streifen des Grundkörpers gehalten sind. Die Segmente weisen dafür unterseitig einen verbreiterten Fußabschnitt auf. Die für eine mechanische Umklammerung der Segmente umgebördelten Streifen brauchen dabei nicht einteilige Bestandteile des Grundkörpers zu sein, sondern können auch zusätzlich angeordnete Klammern sein.

Ausführungsbeispiele der Erfindung sind nachstehend unter Bezugnahme auf eine Zeichnung erläutert. In der Zeichnung zeigen

Fig. 1 eine Umfangssohleifscheibe in der Draufsicht, Pig. 2 einen Teilausschnitt der Schleifscheibe von Fig. 1

in der Seitenansicht,
Pig. 3 eine Draufsicht auf den Schleifbelag der Scheibe von Mg. 1,

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Fig. 4 die Draufsicht auf einen Schleifbelag, der aus Segmenten "besteht, deren Kanten schräg zu der Drehachse der Schleifscheibe gerichtet sind,

Pig. 5 den Ausschnitt einer Schleifscheibe in der Seitenansicht mit Segmenten, die ohne Zwischenräume angeordnet sind,

Pig. 6 den Ausschnitt einer Schleifscheibe in der Seitenansicht mit Segmenten,zwischen denen sich freie Zwischenräume befinden,

Fig. 7 eine Anordnung gemäß Pig. 6, bei der jedoch die Zwischenräume mit einem Füllstoff ausgefüllt sind und die einzelnen Segmente aus zwei Schichten bestehen,

Pig. 8 einen Querschnitt durch die Schleifscheibe von Pig. 7,

Pig. 9 den Querschnitt durch eine Schleifscheibe mit Segmenten, deren Breite geringer ist als die Stärke des Grundkörpers,

Pig. 10 einen Querschnitt durch eine Schleifscheibe, deren Grundkörper auf seiner Außenseite mit einer Vertiefung versehen ist und

Pig. 11 den Querschnitt durch eine Schleifscheibe, deren Segmente einen verbreiterten Puß aufweisen, der durch eine Umbördelung gehalten ist,

Pig. 12 eine topfförmige Schleifscheibe im Querschnitt,

Pig. 15 die Draufsicht auf die topfförmige Schleifscheibe ■ gem« Pig. 12

Pig. 14 einen Teilausschnitt der Anordnung von Pig. 15 und Pig. 15 eine Topfscheibe mit Segmenten, deren Seitenkanten

schräg zu der Umlaufrichtung ausgerichtet sind. -8-309882/0217

Die in den Fign. 1-3 gezeigte Umfangsschleifscheibe besitzt einen Schleifbelag 1 und einen Grundkörper 2. Der Schleifbelag 1 ist in mehrere Segmente 3 unterteilt, deren mittlere Länge I in Richtung des Umlaufes gemäß -dem Pfeil 4 weniger als 20 mm ist und deren Breite B gemäß Fig. 3 größer als 20 mm ist.

Die einzelnen Segmente bestehen vollständig aus dem Schleifbelag, in dem Schleifkörner aus Diamant oder Bornitrid verteilt angeordnet sind. Diese Segmente 3 sind also einschichtig ausgebildet. Sie sind auf der Außenseite des Grundkörpers 2 unter Verwendung eines organischen Materials derart aufgeklebt, daß zwischen ihnen in Umlaufrichtung ein Zwischenraum von etwa 1 mm Breite verbleibt, der mit einem Bindemittel ausgefüllt ist.

Bei der Anordnung von Pig. 4 verlaufen die Außenseiten der einzelnen Segemente 3 ebenfalls parallel zueinander, jedoch schräg zu der Drehachse der Schleifscheibe.

Die Fig. 4 zeigt insoweit eine Abweichung, als dort die einzelnen Segmente 3 ohne Freilassung eines Zwischenraumes, d_eh. dicht aneinanderliegend auf dem Grundkörper 2 aufgeklebt sind.

Bei der Anordnung gemäß Fig. 6 sind zwischen den aufeinanderfolgenden Segmenten 3 freie Zwischenräume 5 angeordnet.

Die Fign. 7-11 zeigen zweischichtige Segmente, d.h. Segmente 3, die aus einer äußeren mit Schleifkörnern durchsetzten Schicht 6 und einer weiteren, innenliegenden s'chleifkornfreien Schicht 7 zusammengesetzt sind. Die Längen- und Breitenabmessungen

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dieser Segmente sind die gleichen wie vorstehend angegeben. Es ist aus einem Vergleich der .Anordnung von Pig» 7 und Figo 8 erkennbar, daß bei diesem .Ausführungsbeispiel die Breite B wiederum größer ist als die Länge L der einzelnen Segmente, bezogen auf die Umlaufrichtung gemäß Pfeil 4. Hingegen ist bei der Anordnung gemäß Fig« 9 die Breite B so gewählt, daß sie der Länge eines Segmentes entspricht.

Der Grundkörper 2 ist für die Halterung der Segmente 3 gemäß den Ausführungsbeispielen nach Pig. 10 und 11 an seiner Umfangsfläche mit einer Vertiefung 8 versehen. In diese Vertiefung 8 greifen die unteren Schichten 7 der einzelnen Segmente ein, so daß sie von den Seitenwänden 9 der Vertiefung gestützt werden.

Die Segmente gemäß Fig. 11 sind zusätzlich an ihrem fußseitigen Ende verbreitert ausgebildet, so daß umgebördelte Randabschnitte 10 und 11 als eine klammerartige Umfassung einen weiteren Halt gegen die Einflüsse von Zentrifugalkräften- ergeben« Der Wandstreifen 10 ist dabei ein Bestandteil des Grundkörpers 2, während der Wandstreifen 11 als zusätzlicher klammerförmiger Bestandteil am .Grundkörper 2 angebracht ist.

Die Fign. 12-15 zeigen eine topfförmige Schleifscheibe, die ebenfalls einen Grundkörper 2 besitzt sowie Segmente 3, die auf dem zylinderförmigen Außenrand in der vorbeschriebenen Weise befestigt sind. Die einzelnen Segmente haben wiederum eine Breite B, die größer ist als die Länge L bezogen auf die Umlaufrichtung gem. Pfeil 4. Sie sind im übrigen einschichtig ausgebildet.

- Ansprüche 309882/0217

Claims

Ansprüche

1. Schleifscheibe mit Diamant- oder B.ornitridschleifkörnern, bestehend aus einem Grundkörper und einem Schleifbelag mit weitgehend gleichmäßiger Verteilung der Schleifkörner im Schleifbelag, dadurch gekennzeichnet, daß der Schleifbelag (1) aus einer hohen Anzahl von Segmenten (3) besteht, die jeweils eine mittlere länge (L) in Umfangsrichtung (4) von weniger oder gleich 20 mm aufweisen und eine Breite (B), die größer oder gleich der Länge (L) ist.

2. Schleifscheibe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Anzahl der Segmente (3) der Schleifscheibe mindestens 20 und höchstens 1.200 beträgt.

3. Schleifscheibe nach Anspruch 1 bis 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Segmente (3) unmittelbar aneinander liegen.

4e Schleifscheibe nach Anspruch 1 bis 2, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen den Segmenten (3) Zwischenräume (5) mit einer Breite in Umfangsrichtung von bis zu 3 mm angeordnet sind.

5. Schleifscheibe nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Zwischenräume (5) mit einem Füllmaterial ausgefüllt sind.

6. Schleifscheibe nach Anspruch 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Segmente (3) mit einem organischen Bindemittel auf dem Grundkörper (2) befestigt sind,

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7. Schleifscheibe nach Anspruch 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die einzelnen Segmente (3) aus zwei Schichten (6, 7) "bestehen, von denen nur die außen liegende Schicht (6) Diamantoder Bornitridschleifkörner enthält»

8. Schleifscheibe nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Grundkörper (2) auf seiner Umfangsfläche mit einer Vertiefung (8) versehen ist, in der die Segmente (3) mit ihrer schleifkornfreien Innenschicht (7) liegen.

9. Schleifscheibe nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß . die Segmente (3) an ihren unteren schleifkornfreien Schichten (7) durch eine Bördelung von aus biegsamen Metall bestehenden Streifen (10, 11) des G-rundkörpers (2) geha' , sind.

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