DE2300611A1 - Schleifvorrichtung - Google Patents
SchleifvorrichtungInfo
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Description
Patentanwalt Dipl.-Ing. Erich Weintraud Frankfurt 1, Mainzer Landstr. 128-146,
Anm.: Buckbee-Mears Company, St. Paul /Minn. USA Schleifvorrichtung
Die Erfindung betrifft eine Schleifvorrichtung, und insbesondere die in diesen mit hoher Geschwindigkeit arbeitenden
Vorrichtungen als Schleiftrommel verwendeten Metallreibe- oder schleifbleche.
Es sind bereits seit langem Schleif- und ßeibevorrichtungen
und Verfahren zu deren Herstellung bekannt, die im allgemeinen zweierlei Arten betreffen, nämlich die aus Metall gefertigten
Schleifvorrichtungen und diejenigen die aus Nichtmetall bestehen. Die nicht aus Metall bestehenden Schleif- oder
Schmirgelvorrichtungen sind dadurch gekennzeichnet, dass sie aus eines Schichtstoff bestehen, der im Handel unter
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dem Namen Sandpapier erhältlich ist. Dagegen werden die
Metallschleifvorrichtungen im allgemeinen für Werkstoffe von grösserer Härte verwendet und sind Handwerkzeuge wie
Baspein, Feilen und dgl·. In diese allgemeine Kategorie
von aus Metall gefertigten Schleifvorrichtungen fällt auch eine besondere Gattung, die nämlich eine Schleifarbeit
ähnlich wie bei der Verwendung von Sandpapier leistet, jedoch weit grössere Lebensdauer als Sandpapier auf v/eist.
Ein typisches Beispiel wird in der US-PS 3 Qh5 321 beschrieben·
Das hier verwendete Schleifmittel besteht aus metallischem Schichtstoff, auf dessen Oberfläche ein
Atzresistmuster ausgebildet ist. Das Material auf den
unbedeckten Abschnitten des Metallwerkstoffes wird dann
weggeätzt, so dass für das eigentliche Abschleifen eine Reihe von regelmässigen scharfen Punkten zurückbleiben.
Eine weitere Ausführungsform dieser Art zeigt die US-Patentschrift
852 873, in der eine Messerschleifvorrichtung
dadurch geschaffen wird, dass die Reservierungsoder Reaistschicht teilweise unterschnitten oder unter-Ktzt
wird, so dass eine Reihe regelmässiger oder länglicher Unterechnittkanten zurückbleiben.
Trotz der Tatsache, dass diese Vorrichtungen seit längerem
bekannt sind, haben sie jedoch noch keine Verwendung gefunden, weil bestimmte Nachteile auftreten, z.B. Verstopfen
oder Verschmutzen des Schleifmaterials während seines Gebrauchs sowie die Unfähigkeit, sich zu biegen
und der bei hochtourig verlaufenden Schleifarbeiten auftretenden Belastung zu widerstehen. Ein Schneidwerkzeug,
das für einen langsamen Betrieb bestimmt ist, verstopft leicht, wenn es mit einem weichen Werkstoff bei Schnelllaufbetrieb
verwendet wird. Darüber hinaus wird sich diese
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unnachgiebige Vorrichtung nicht an die Oberfläche des zu schleifenden Materials anpassen· Obgleich Schleifzylinder
oder -trommeln aua flachen Schleifschichtetoffen gefertigt
werden können, bieten sie dennoch den Nachteil, dass sie nur schwer zu Zylindern oder Trommeln geformt werden können,
vm bei schneilaufendem Betrieb betätigt zu werden. Die Hauptschwierigkeit
tritt hervor, weil die durch die Fliehkraft auf der drehenden Trommel hervorgerufene hohe Beanspruchung den
Saum auf der Trommel zerspringen lässt, so dass die Trommel auseinander fliegt.
Der Erfindung lieg't die Aufgabe zugrunde, eine trommelförmige
Vorrichtung zu schaffen, die bessere Schleifeigenschaften tesi
tzt und als Schnellschleiftrommel verwendet werden kann, die
hinreichend nachgiebig ist, um sich den bogenförmigen Oberflächen anzupassen, ohne durch die Fliehkräfte zerstört zu
werden.
Diese Aufgabe wird gemäss der Erfindung dadurch gelöst, dass
die Vorrichtung ein metallisches Grundmaterial mit mehreren daraus herausragenden Metallschneidezähnen von unterschiedlicher
Gestalt und Grosse besitzt, wobei diese Zähne über das Material unregelmässig verteilt sind und weniger als 10^ der
Fläche des Metallmaterials bedecken.
Die Erfindung eignet sich besonders für ein mit einer Schleiftroaeel
arbeitendes Gerät, mit dem weiche Materialien wie Schuhsohlen geschliffen oder abgerieben werden können.
Soait besteht die Vorrichtung nach der Erfindung aus einem metallischen Abreib- oder Schleifmittel mit Schneideigenschaften
und einer verbesserten strukturellen Gestaltung, so dass die Schleifmittel in schnelläufigen Metallschleiftrommeln verwendet
werden können, die in der Lage sind, eine mit einer
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Kurve ausgebildete Oberfläche abzureiben oder abzuschleifen
und von einer Maschine aufgenoaraen sowie getragen zu werden,
wobei «it den verwendeten Schleifmaterial ein Verstopfen vermieden
wird und die Schneideigenschaften verbessert werden.
Einige Ausführungebeiepiele der Erfindung sind in den
Zeichnungen dargestellt. Es zeigen:
. Fig. 1 eine perspektivische Ansicht der metallischen
Schleiftrommel, die für Schnellschleif arbeit
geeignet ist,
Fig. 2 einen vergrösserten Abschnitt der Schleif*
Fig. 2 einen vergrösserten Abschnitt der Schleif*
trommel, auf der Einzelheiten des Saumes zu
erkennen sind, wenn das Schleifmaterial
zusaaaengeschweisst ist,
Fig. 3 eine vergrösserte Ansicht der körperlichen
Fig. 3 eine vergrösserte Ansicht der körperlichen
Gestaltung der verschiedenen Schneidezähne
auf dem Schleif material,
Fig. h eine Ansicht im Querschnitt längs Linie 3-3
Fig. h eine Ansicht im Querschnitt längs Linie 3-3
der Fig. 3,
Fig. 5 eine Seitenansicht des Dorna zum Tragen der
Fig. 5 eine Seitenansicht des Dorna zum Tragen der
Schleiftrommel,
Fig. 6 eine z.T. weggeschnittene Ansicht eines
Fig. 6 eine z.T. weggeschnittene Ansicht eines
alternativen Ausführungsbeispiels des Horns
zum Tragen der Schleiftrommel, Fig. 7 einen Aufriss einer Maschine, in der die
Schleiftrommel Verwendung findet, und Fig. 8 einen Seitenriss einer zur Verwendung der
Schleiftrommel geeigneten Maschine.
In den Figuren 1, 2 und 3 wird durch das Bezugszeichen 10 ganz allgemein die erfindungagemässe Trommel gekennzeichnet.
Diese Troamel 10 wurde aus einer Schicht aus metallischem Werkstoff 11 unter Verwendung der Ätztechnik geschaffen.
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Kurz gesagt, das Ätzreservierungsmittel wird auf den gewählten Flächen des Werkstoffes oder Materials aufgetragen,
um zu verhindern, dass verschiedene Bereiche von dem Ätzmittel angegriffen werden.
Die Fig. 3 zeigt die unterschiedlichen Grössea und Formen
der geschützten Flächen, die unregelraässig über dem Material ausgebreitet liegen. Diese geschützten Flächen werden hiernach
als Zähne bezeichnet. Nachdem das Material einem Ätzmittel ausgesetzt wurde, wird das Reservierungsmittel entfernt, wodurch eine Anzahl von metallischen Vorsprüngen oder Zähnen
zurück bleiben, die ein teilweise unterschnittenes Aussehen haben, wie dies Fig. h zeigt. Es ist also die Verwendung von
Zähnen von unregelmässiger Grosse und Form im metallischen Schleifmaterial sowie die Tatsache, dass fast 9O£ der Fläche
des Schleifbogens oder -blechs von Zähnen frei ist, wodurch eine Metall«chleifbleeh oder -bogen mit besseren Schleifeigenschaften geschaffen wird.
Das flache Metallblech kann zu einer Schleiftrommel geformt
werden, indem eine Stossverbindung oder -fuge geschaffen wird, wie dies die Fig. 2 zeigt. Normalerweise werden die Kanten
des Blechs abgeschliffen, um zu gewährleisten, dass sie kontinuierlich aneinander stoesen. Daraufhin werden die Kanten
zusammengehalten, während die Schweissnaht mit einem Elektronenstrahl erstellt wird. Für eine widerstandsfähige Stumpfnahtschweissung durch Elektronenstrahlen wird bevorzugt, die Dicke
des Metallblechs am Saum unter Q,1016 mm bei einer Trommel
mit einem Durchmesser von 15,2^ cm zu wählen.
Die Fig. 3 zeigt eine vergrößerte Aneicht der schneidenden
Vorsprünge oder Zähne 12 auf dem metallischen Schleif material. Es ist hierbei zu bemerken, dass die Zähne 12 sich durch unterschiedliche Grosse und Form auszeichnen. Die Einzelheiten für
die Ätzbehandlung des Metalls können den vorveröffentlichten
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Patent 3 OV? 321 entnommen werden, das die Ausbildung des
Schleiftnaterials unter Verwendung von Ätzreservierungsmitteln beschreibt. Die Verwendung des Ätzreservierungsmittels
in dieser Erfindung geschieht auf ähnliche Art und Weise zum Ausbilden der Metallschleifzähne. Es bestehen
jedoch eine Anzahl von Unterschieden zv/ischen dem Schleifmaterial dieser Erfindung und dem im vorgenannten Patent
verwendeten, so dass mit dem jetzigen Schleifmaterial verbesserte
Schleifeigenschaften geschaffen werden. So verwendet z.B. die vorliegende Erfindung keine scharfen Punkte
oder Spitzen sondern statt dessen unregelmässig geformte Zähne mit flachem Oberteil, die teilweise unterschnitten
sind, so dass Mehrfachschneidekanten um die Oberteile der Zähne ausgebildet werden. Auch weisen die Schneidezähne
unregeliaässige Grossen und Formen bei zufälliger Verteilung
über der Fläche auf. Fast 9050 des Schleifblechs ist frei
von Zähnen. Durch diese Merkmale sind gleichförmige Schneidekanten gegeben, die Material glatt und schnell wegschneiden.
Normalerweise wird die nach dem Erfindungsgedanken ausgebildete Trommel aus rostfreiem Stahl gefertigt; es können
aber auch andere geeignete metallische Werkstoffe hierzu verwendet werden.
Die vergrösserte Schnittansicht der Fig. 4 zeigt die
Breite (w) der Zähne und deren Höhe (h). Normalerweise liegt die Breite (w) zwischen 0,1270 mm und 0,1524 mm,
wobei die Höhe (h) im Bereich von O,1Q16 ram bis 0,1146 mm
liegt. Die Dicke des Grundmaterials ist als "t" gekennzeichnet
und erstreckt sich von Ο,Ο^ΒΟ mm bis 0,0508 aim. Um jedoch
eine mit schneller Geschwindigkeit arbeitende Schleiftroramel
zu schaffen, sollte die bei einer Trommel von annähernd 152,4 mm
Durchmesser zu verwendende Dicke unter 0,0508 mm liegen. Somit würde bei einer Trommel von 152,4 min Durchmesser das Verhältnis
des Schleiftromraeldurchmessers zur Dicke in der Grössenordnung
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von ungefähr 3000 t 1 betragen. Bei diesem Abmessungeverhältnis hat es sich gezeigt, dass die Schleiftrommel
die bei bis zu 900 Umdrehungen pro Minute auftretende Beanspruchung aushält, ohne dass die Schweissnaht bricht.
Jedoch ergeben sich bei der Verwendung von Schleifmaterial mit einer über 0,0503 ma betragenden Dickenabmessung für
die Ausbildung der Metallschleiftrommel Schwierigkeiten und Gefahren, da die auftretenden Fliehkräfte die Schweissnaht
leicht aufreissen können, so dass die Bedienungsperson einer derartigen hochtourigen Maschine einer Verletzungsgefahr ausgesetzt ist.
In der Fig. 5 ist der Dorn 30 dargestellt, der mit der
Schleiftrommel 10 verwendet wird. Er besteht normalerweise aus einem festen Kern 3^ und einer öffnung 31· die zur
Aufnahme der Antriebswelle dient. Ausserhalb des Kerns Jh
befindet sich eine Lage aus geschmeidigem oder elastischem Material 35, das normalerweise ein elastisches Polymer wie
Guami ist. Das Material 35 ist weich genug, um sich unter
der Fliehkraft radial nach aussen auszudehnen oder auf die
Beanspruchung beim Abschleifen einer gekrümmten Flache
radial nach innen zusammenzudrücken· Es ist üblich, die Trommel etwas grosser als den Dorn 30 auszubilden, so dass
die Trommel leicht über den Dorn gepasst werden kann. Der freie Kaum hierfür sollte vorzugsweise bei ungefähr 0,254am
liegen. Durch dieses Spiel kann die Trommel über den Dorn
eingesetzt werden, wobei noch eine Abdämpfung zustande kommt, so dass die Trommel eich der gekrümmten Fläche anpassen kann.
Die Schleifeinheit wird durch Umdrehung des Dorne 30 in
Betrieb gesetzt, wodurch das elastische Polymermaterial 35
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durch die Fliehkraft radial nach aussen gedruckt wird.
Hierdurch kommt das Material 35 mit der Innenfläche der
Schleiftrommel in reibenden Eingriff. Durch dieses Merkmal wird eine dämpfende Wirkung für die Schleiftrommel 10 und
hinreichend positiver Kontakt erzielt, so dass die Trommel mit der gleichen Geschwindigkeit vorgetrieben wird wie der
Dorn. Mit einem derart ausgebildeten Dorn kann sich die Schleiftrommel an die Oberfläche des abzuschleifenden
Materials anpassen, da ja das elastische Polymer ein nach innen gerichtetes Einbiegen der Trommel zulässt, wenn eine
Kraft radial nach innen wirksam wird. Somit kann auf der Trommel 10 eine gekrümmte Oberfläche geschliffen oder abgerieben
werden.
Um jedoch die gewünschte Anpassung der Trommel zur Oberfläche
des zu schleifenden Materials zu erreichen, soll vorzugsweise Material verwendet werden, das eine Härtemessung
von 18 bis 22 auf der Skala A nach ASTM standard ASTMD 22^10-68 besitzt. Dies soll vorzugsweise jedoch nur
bei der Verwendung von Schleifmaterial wie Schuhsohlen gelten, denn andere Bereiche eignen sich auch zum Abschleifen
unterschiedlich gekrümmter oder nicht gekrümmter Flächen.
Die Fig. 6 zeigt ein weiteres Ausführungsbeiepiel der
Erfindung, in dem eine Schleiftrommel und ein Dorn vorgesehen
sind, die sich einer Kurve auf dem zu schleifenden Material anpassen. Insbesondere zeigt die Fig. 6 einen
Dorn 20 mit einer Kante oder Randfläche, die mit dem äussersten
Ende der Schleiftrommel 10 in reibenden Eingriff kommt. Gleicheraaseen
befindet sich am anderen Ende des Dorns 20 eine weitere
(nicht dargestellte) Kante oder Handfläche, die mit dem gegen-
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überliegenden Ende der Schleiftrommel 10 in reibenden Eingriff
kommt· Somit wird in diesem Ausführungsbeispiel die Reibungskraft zum Antrieb der Trommel 10 an den Kanten oder
Handflächen vorgesehen, die mit dem Ende der Schleiftromrael
in Eingriff kommen, und nicht längs der gesamten Oberfläche der Trommel. Es befindet sich ein mit "a" gekennzeichneter
Luftspalt zwischen dea Schleifmaterial 10.und dem Dorn 20.
Dieser Luftspalt weist normalerweise eine Abmessung von 3»175 mn» bis 6,35 mm auf und erlaubt ein radiales Durchbiegen
der Trommel 10 nach innen, so dass sich die Trommel der Krümmung des zu-schleifenden Materials anpassen kann.
Die Figuren 7 und 3 zeigen das durch das allgemeine Bezugs·»
zeichen hO gekennzeichnete Schleifgerät, das mit der erfindungsgeiBässen
Trommel verwendet wird· Das Schleifgerät kö hat einen. Untersatz 41, einen (nur zum Teil eingezeichneten)
Motor 42 und eine Antriebseinheit 43, mit der die Schleif trommel
10 über ein geeignetes Übertragungsmittel, z.B. einen Keilriemen,
angetrieben wird· Die Schleiftraamel 10 befindet sich
über dea Dorn angeordnet, der von der Welle 44 angetrieben wird, welche an der Antriebseinheit 43 liegt·
Die Seitenansicht des Geräts 40 in Fig, 8 zeigt das entfernbare
Dorngehäuse 43, das ein Lager zum Tragen der Welle 44 besitzt«
Das Lager h$ ist an Bauteil 48 mittels der Bolzen 49 befestigt.
Das Dorngehäuse 43 wird gegenüber den Gestell 41 durch zwei Pass« oder Spannstifte und einem Bolzen in seiner Ausrichtung
gehalten, die durch die passgerecht ausgebildeten öffnungen im Gehäuse hindurch geführt werden. Durch eine Flügelmutter
wird das Ende des Dorngehäuses am Gestell 41 verankert. Diese Flügelmutter kann entweder fester geschraubt oder gelöst werden,
so dass das Gehäuse 48 entfernt werden kann, wodurch es dann
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möglich ist, das Lager ^5 von der Welle ¥t abzunehmen, um
die Schleiftrommel über den (nicht gezeigten) Dorn im Gerät kO
in Stellung au bringen.
Nach den Figuren 7 und 8 sind über jedem Ende der Schleiftrommel die Schutzglieder 52 bzw. 53 am Gerät -K3 befestigt.
Diese Schutzglieder 52 und 53 sind geschwungene Metallstücke,
die die äussersten Enden der Schleiftrommel 10 abdecken. Durch
diese Metallstucke wird ein Wegfliegen der Trommel verhindert, so dass bei einem auf der Trommel gegebenenfalls auftretenden
Riss die Bedienungsperson nicht verletzt wird. Die Schutzabdeckung 5^ verbindet sich mit den Schutzglieder 52 und 53 in
Form eines Schirms, der die obere Hälfte der Trommel 10 abdeckt, so dass eine etwaige eingerissene oder beschädigte
Schleiftrommel in bezug zur Bedienungsperson nach unten weggeleitet
wird.
In dem Gerät nach der Erfindung ist auch eine Vorrichtung zum
Entfernen des Materials vorgesehen, das an den Schleiftrommeln haften geblieben ist. Eb wird durch die Bürste 60 entfernt,
die durch eine nach unten gerichtete Bewegung des Fusspedals gegen die Schleiftroamel gedrückt wird.
Qa das Fusspedal 61 im Fuss 62 des Gestells zi-1 schwenkbar
eingeeetzt iett greift die Bürste 60 in die drehende Schleiftrommel
und entfernt bei deren Berührung das lose auf dieser Trommel festgehaltene Material·
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Claims (8)
- PATENTANSPRÜCHEί 1. /Schleifvorrichtung bestehend aus metallischem Grundmaterial mit mehreren daraus hervortretenden Metallschneidezähnen, dadurch gekennzeichnet, dass die Metallschneidezähne (12) von unregelmäasiger Gröase und Fora sowie unregelraässig über dem Material verteilt sind und weniger als 10^ der Fläche (11) des metallischen Grundmaterials bedecken.
- 2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Grundmaterial eine Dicke von weniger als 0,OJOo mm besitzt.
- 3· Schleifvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Zähne aus dem Material mit einer unter mm liegenden Höhe aus dem Grundmaterial hervorragen.
- km Schleifvorrichtung nach Anspruch 1f dadurch gekennzeichnet, dass die maximale Abmessung der lletallsclineidezähne im Bereich von 0,1270 bis 0,152^- liegt.
- 5· Schleifvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Grundmaterial Endabschnitte mit einer unter der Dicke des Grundraaterials liegenden Dicke aufweist.
- 6. Schleifvorrichtung nach Anspruch 5t dadurch gekenn* , zeichnet, daee die Kanten des metallischen Materials miteinander verbunden sind; um eine Schleiftrommel (10) mit- 12 -309839/0818dem Durchmesser D. au bilden.
- 7. Schleifvorrichtung nach Anspruch 6, gekennzeichnet durch ein Schleifgerät mit einem Dorn (jO) aur Aufnahme einer Schleiftrommel (10) von Durchmesser D1, wobei der Dorn einen Durchmesser D_ besitzt, der unter dem Durchmesser D. liegt, so dass ein Spiel- oder Zwischenraum zwischen der ßchleiftrommel und dem Dorn besteht, um der Schleiftrommel ein Durchbiegen radial nach innen zu ermöglichen, wenn auf die Trommel eine radial nach innen wirkende Kraft- ausgeübt vfird.
- 8. Schleifvorrichtung nach Anspruch 7f dadurch gekennzeichnet, dass der Dorn aus elastischem Polymer bestehende Oberfläche besitzt, die eich radial nach aussen ausdehnt, um mit der Schleiftrommel (10) in reibenden Eingriff zu kommen.309839/0816Leerseite
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