DE2632652A1

DE2632652A1 - Geraeuschgedaempfte schleifscheibe

Info

Publication number: DE2632652A1
Application number: DE19762632652
Authority: DE
Inventors: Bjoern Malm
Original assignee: SLIPMATERIAL NAXOS VAESTERVIK
Current assignee: SLIPMATERIAL NAXOS VAESTERVIK
Priority date: 1975-07-23
Filing date: 1976-07-20
Publication date: 1977-02-10
Also published as: FR2318711A1; FR2318711B1; ES450031A1; GB1552452A; US4062153A; SE401472B; SE7508412L

Description

DR. BERG DI PL.-I N G. ST AP F DIPL.-ING. SCHWABE DR. OH. SANDMAIR

PATENTANWÄLTE 8MONCHENeO-MAUERKIRCHERSTRMS

Anwalt sakte 27 228 20. JUL11979

AB Slipmaterial- Naxos

Pack

593 öl Västervik

Schweden

Geräuschgedämpfte Schleifscheibe

Die Erfindung bezieht sich auf eine Schleifscheibe aus wenigstens zwei miteinander verbundenen Schleiftellern.

3eira Schleifen sowie bei anderen Verfahren der spanabhebenden Bearbeitung entstehen Schwingungen im Uerkzeup, in der Antriebsmaschine und in Werkstück. Diese

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Schwingungen pflanzen sich in der Luft als Schall fort. Beim Schleifen mit Handfiihrung werden sie außerdem auf die Hände und Arme der Bedienungsperson übertragen.

Der Schall besteht im allgemeinen aus ungeordneten Schwingungen in einem weiten Frequenzbereich. Die Gefahr von Gehörschäden ist abhängig vom sogenannten Schalldruck und der Frequenz. Bei einem bestimmten Schalldruck verringert sich die höchstzulässige Beschallungszeit mit ansteigender Frequenz. So beträgt der höchstzulässige Schalldruck für eine ununterbrochene Beschallung während mehr als fünf Stunden bei einer Frequenz von 250 Hz ungefähr 90 dB, und bei 8000 Hz ca. 80 dB. Ein Abfall des Schalldrucks um acht bis zehn Einheiten wird gewöhnlich als ein Abfall des Schallpegels auf die Hälfte empfunden. So ist denn eine Verringerung des Schallpegels über den gesamten Frequenzbereich anzustreben, insbesondere jedoch im Bereich der hohen Frequenzen.

Die Schwingungen haben außerdem eine ermüdende Wirkung auf Hände und Arme der Bedienungsperson. Es ist allgemein bekannt, daß eine Bedienungsperson ernsthafte Schaden erleiden kann, wenn sie über einen längeren Zeitraum Schwingungen ausgesetzt ist.

Die Schwingungen an Schleifmaschinen und dazu gehörigen Einrichtungen lassen sich auf verschiedene Weise verringern. Bei einer feststehenden Maschine lassen sich

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die Schwingungen des Werkstücks dadurch verringern, daß dieses fest eingespannt wird» Bei sehr dünnen Werkstücken sind mit geeigneten Halterungen gute Ergebnisse erzielbar. Im Hinblick auf das Schwingungsverhalten hat eine Schleifscheibe häufig eine ungünstige Form mit einer in bezug auf den Durchmesser zu geringen Stärke. Dadurch können sich beträchtliche Schwingungen ergeben, welche sich in einem hohen Geräuschpegel äußern. Beim Schleifen mit Handführung werden die Schwingungen mit den vorstehend genannten Nachteilen auf die Bedienungsperson übertragen.

Die Erfindung schafft eine Schleifscheibe, welche aufgrund ihres Aufbaus weniger als herkömmliche Schleifscheiben zur Erzeugung von Schwingungen neigt, so daß die vorstehend angeführten Nachteile wesentlich verringert sind. Die Erfindung eignet sich zur Anwendung an Schleifscheiben aus jeglicher Art von Schleifmittelteilchen, welche von einem keramischen oder Kunststoff-Bindemittel zusammengehalten sein können.

Bei einer aus wenigstens zwei Schleiftellern zusammengesetzten Schleifscheibe ist gemäß der Erfindung vorgesehen, daß das Verhältnis zwischen dem Durchmesser und der Dicke der Schleifteller wenigstens gleich 10 ist, daß die Teller mittels jeweils einer wenigstens 0,2 mm dicken und höchstens die Dicke der Teller aufweisenden Polymerschicht miteinander verbunden sind, und daß das Polymer eine Härte von weniger als 90 nach Shore A

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und einen Verlustfaktor von wenigstens 0,25 hat.

Das die Schleifteller miteinander verbindende Polymer ist als Dämpfungsmaterial wirksam. Das Polymer kann daher ein Kleber sein, welcher einander benachbarte Schleifteller stoffschlüssig miteinander verbindet. In einem bevorzugten Fertigungsverfahren wird eine Schicht des Polymers in der gewünschten Dicke in Form einer Lösung oder Paste oder im flüssigen oder geschmolzenem Zustand zwischen zwei Schleifteller gebracht und anschließend getrocknet, gehärtet oder verfestigt, um die beiden Teller fest miteinander zu verbinden. Anderenfalls kann eine Lage aus dem Polymer getrennt hergestellt und dann in bekannter Weise stoffschlüssig zwischen zwei Schleiftellern befestigt werden.

Das Polymer kann ein dichtes Material oder porös sein. Seine Härte liegt vorzugsweise unter 90°, vorzugsweise zwischen 30 und 80° nach Shore A. Andererseits soll die Härte über 10° nach Shore A liegen, da ein weicheres Material die beiden Schleifteller nicht sicher miteinander zu verbinden vermag.

Das Polymer soll einen Verlustfaktor von wenigstens 0,25, vorzugsweise von wenigstens 0,4 haben. Der Verlustfaktor ist eine zwischen 0 und 1 variable Eigenschaft des Materials. Er bezeichnet die Aufnahmefähigkeit eines Materials für Schwingungsenergie und ist abhängig von der Frequenz der Schwingungen und der Temperatur des

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Materials. Die vorstehend genannten Werte beziehen sich auf eine Temperatur von 20° und Frequenzen unterhalb 100 Hz. Weitere Erläuterungen betreffende den Verlustfaktor finden sich in der von der Firma Brüel & Kjaer, Närum, Dänemark herausgegebenen "Technical Review No. 4, 1972" und der von der gleichen Firma herausgegebenen Veröffentlichung ITr. 3930 "Instructions and Applications for Complex Modulus Apparatus Type 3930".

Als Polymer kann ein/^»^plastisches Harz, etwa ein Polyäthylen- oder Polyvinylkunststoff verwendet werden. Vorzugsweise wird jedoch ein durch Wärmebehandlung härtbarer Kunststoff verwendet. Besonderen Vorzug verdient ein Polyurethan, welches in bekannter Weise durch Reaktion zwischen einem Polyol und einem Isozyanat hergestellt ist. Das Polyol kann ein Polyester oder Polyäther sein. Als besonders geeignet für den vorliegenden ^week erwiesen sich Polyester-Polyole, insbesondere Rhizinusöl und modifizierte Rhizinusölester. Als Isozyanat eignen sich insbesondere Toluoldiisozyanat (TDI) und Diphenylmethandiisozyanat (MDI). In Verbindung mit Rhizinusöl und Derivaten desselben ergeben diese Isozyanate ein Polyurethan mit einem Verlustfaktor zwischen 0,4- und 0,7 bei einer Härte im Bereich zwischen 10 und 70 nach Shore A. Dadurch läßt sich die für eine bestimmte Schleifscheibe am besten geeignete Härte des Polymers unter Beibehaltung eines hohen Verlustfaktors bestimmen. Den Vorzug verdient ein Polyurethan, welches durch Reaktion von 55 bis 80,

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vorzugsweise 60 bis 75 Gexir.% Ehizinusöl oder eines Derivats desselben mit 20 bis 45, vorzugsweise 25 bis 40 Gew.% TDI oder MDI hergestellt ist.

Die Dicke der Dämpfungsschient kann je nach den für die Schleifscheibe gewünschten Eigenschaften variiert werden. Sie soll jedoch wenigstens 0,2 mm betragen und nicht größer sein als die der anliegenden Schleifteller. Die Teller selbst sollen relativ dünn sein, d.h. das Verhältnis zwischen ihrem Durchmesser und der Dicke soll wenigstens gleich 10 sein. Die daraus zusammengesetzte Schleifscheibe soll ein Durchmesser-Dickenverhältnis von wenigstens 4 haben.

Zwei Ausführungsformen erfindungsgemäßer Schleifscheiben sind in Fig. 1 und 2 dargestellt. Fig. T zeigt eine Schleifscheibe mit versenktem Mittelteil, wie sie insbesondere für Schleifarbeiten mit Handführung verwendet wird. Sie besteht aus zwei Schleiftellern 1, 2 mit einem versenkten Mittelteil 3 und einer Mittelöffnung Die Teller 1 und 2 sind mittels einer Schicht 5 aus einem schwingungsdämpfende Eigenschaften aufweisenden Polymer stoffschlüssig miteinander verbunden. Fig. 2 zeigt eine ebene Schleifscheibe aus drei Schleiftellern 6, 7, 8 und zwei diese miteinander verbindenden Schichten 9, 10 aus einem schwingungsdämpfende Eigenschaften aufweisenden Polymer.

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Ausführungsbeispiel:

Eine Schleifscheibe der in Fig.. 1 gezeigten Art wurde in folgender Weise hergestellt: Zwei Schleifteller wurden auf bekannte Weise gefertigt. Sie enthielten Schleifmittelteilchen aus Aluminiumoxid (Korund) und ein Bindemittel aus Phenoplast mit Pyrit und Kaliumfluorborat als Füllstoffen. Die Scheiben hatten einen Durchmesser von 2JO mm und eine Dicke., von 3,5 ^m. Eine der Scheiben wurde waagerecht.hingelegt und erhiehlt an der Oberseite einen Auftrag aus 90g eines Gemischs aus 100 Gew.-Teilen Ehizinusöl und 45 Gew.-Teilen eines unter der Bezeichnung Desmodur 44V von den Farbenfabriken Bayer AG vertriebenen Diphenylmethandiisozyanat (MDI). Der zweite Schleifteller wurde auf das Gemisch aufgelegt, so daß dann zwischen den Tellern eine durch Druck geformte Schicht von ca. 1 mm Stärke vorhanden war. Die so zusammengesetzte Scheibe wurde zum Abbinden während 15 h bei Zimmertemperatur belassen und anschließend während 15 h bei 90 ⁰C" ausgehärtet. Die Dämpfungsschicht hatte eine Härte von ca. 70 nach Shore A, einen dynamischen Elastizitätsmodul von ca. 22 MPa und einen Verlustfaktor von ca. 0,55· Der "kombinierte Verlustfaktor" der auf die beschriebene Weise hergestellten Schleifscheibe lag zwischen 0,9 und 1. Die Schleifscheibe hatte eine Resonanzfrequenz von 70 Hz. Zum Vergleich sei hier erwähnt, daß eine herkömmliche Schleifscheibe gleichen Durchmessers bei einer Stärke von 7 mm eine Resonanz-'

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frequenz von 420 Hz und bei einer Stärke von 10 mm eine Resonanzfrequenz von 64-0 Hz hat. Im allgemeinen ist die schwingungsdämpfende Wirkung um so besser, je niedriger die Resonanzfrequenz liegt.

Unter Verwendung von auf die vorstehend beschriebene Weise hergestellten und herkömmlichen Schleifscheiben mit versenktem Mittelteil und eines gewöhnlichen Druckluft-Handschleifapparats wurden Vergleichsversuche angestellt. Die folgende Tabelle zeigt die Schalldrücke bei verschiedenen Frequenzen.

Schleif scheibe	Frequenz.	250	1000	4-000	8000 16000	31500	Schalldruck (dB)	94- 90 80	100 90 85	96 94- 76	90 87 76	104- 82	100 64-
Herkömml. CTr 1 Herkömml. Nr 2 Erfindungs gemäß	Abmessung
230x7x22 230x10x22 230x8x22

Wie man aus .der Tabelle erkennt, erbringt die Erfindung eine Senkung des Schalldrucks in allen untersuchten Frequenzen, insbesondere jedoch im Bereich der höchsten Frequenzen. Die erfindungsgemäße Schleifscheibe erbringt somit eine beträchtliche Lärmverminderung.

Beim Schleifen mit der erfindungsgemäßen Schleifscheibe war eine beträchtliche Verringerung der auf Hände und Arme der Bedienungsperson "übertragenen Schwingungen zu beobachten, so daß die Arbeit angenehmer und weniger

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ermüdend war als bei Verwendung einer herkömmlichen Schleifscheibe.

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Claims

Patentansprüche;

Λ.J Schleifscheibe aus wenigstens zwei miteinander verbundenen Schleiftellern, dadurch gekennzeichnet, daß das Verhältnis zwischen dem Durchmesser und der Stärke der Schleifteller (1, 2; 6,7»8) wenigstens gleich 10 ist, daß die Teller mittels jeweils einer wenigstens 0,2 mm dicken und höchstens die Dicke der Seiler aufweisenden Polymerschicht (5; 9» 10) miteinander verbunden sind, und daß das Polymer eine Härte von weniger als 90 nach Shore A und einen Verlustfaktor von wenigstens 0,25 hat.
2. Schleifscheibe nach Anspruch 1, dadurch gekennz eichnet, daß die Härte des Polymers zwischen 30 und 80 nach Shore A liegt.
3· Schleifscheibe nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß sie insgesamt ein Durchmesser-Dickeverhältnis von wenigstens 4 hat.
4. Schleifscheibe nach wenigstens einem der Ansprüche 1 bis 3? dadurch gekennz eichnet, daß das Polymer ein Polyurethan ist.
5. Schleifscheibe nach Anspruch 4, dadurch gekennz ei chnet, daß das Polyurethan durch Reaktion von 55 bis 80, vorzugsweise 60 bis 75 Gew.-Teilen Ehizinusöl oder eines Derivats desselben mit 20 bis 45, vorzugsweise 25 bis 40 Gew.-Teilen eines

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Isozyanats, insbesondere Toluoldiisozyanat oder Diphenylmethandiisozyanat, hergestellt ist.
6. Schleifscheibe nach wenigstens einem der Ansprüche 1 bis 5»dadurch gekennzeichnet, daß der Verlustfaktor des Polymers wenigstens 0,4- beträgt.

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