DE29708235U1 - Grinding wheel - Google Patents
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Description
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PATENTANWÄLTEPATENT ATTORNEYS
Die Erfindung bezieht sich auf einen Schleifkörper für die Oberflächenbehandlung von metallenen Werkstücken und dergleichen, in dessen stirnseitige Schleifflächen Kanäle für die Zuführung eines Kühlmittels münden.The invention relates to a grinding body for the surface treatment of metal workpieces and the like, into the front grinding surfaces of which channels for the supply of a coolant open.
Derartige Schleifkörper werden beispielsweise für das Schleifen klingenförmiger Teile, wie Messer und Scheren, sowie chirurgische Instrumente und Werkzeuge eingesetzt. Ein rationelles Schleifen solcher Teile verlangt einen hinreichend großen Materialabtrag, welcher durch eine möglichst hohe 0 Schnittfähigkeit des Schleifkörpers erreichbar ist. In Folge des großen Materialabtrags und der dabei zu leistenden Zerspanungsarbeit kann es zu Überhitzungen kommen, die sich in Anlauffarben oder Gefügeveränderungen des Werkstücks bemerkbar machen.Such grinding wheels are used, for example, for grinding blade-shaped parts such as knives and scissors, as well as surgical instruments and tools. Efficient grinding of such parts requires a sufficiently large amount of material to be removed, which can be achieved by the grinding wheel having the highest possible cutting ability. As a result of the large amount of material removed and the machining work that has to be done, overheating can occur, which can be noticed in tarnishing colors or structural changes in the workpiece.
Eine Maßnahme zur Reduzierung der unerwünschten Brenneigung ist die Heranführung einer Kühlflüssigkeit an die Schleifstelle im Wege von in den Schleifkörper integrierte Verbohrungen, wie dies in der DE 296 04 423 Ul vorgeschlagen ist. Der dort beschriebene Formvorgang für die Kanäle durch Einpressen von Dornen in die noch nicht ausgehärtete Formmasse aus Schleifkorn und Binder wird jedoch bei zäher Einstellung der Mischung erschwert und scheitert, wenn großstückige Schleifagglomerate zum Einsatz kommen. Die Versorgung der Kanäle mitOne measure to reduce the undesirable tendency to burn is to bring a cooling liquid to the grinding point by means of holes integrated into the grinding body, as proposed in DE 296 04 423 Ul. The molding process for the channels described there by pressing mandrels into the not yet hardened molding compound made of abrasive grain and binder is, however, made more difficult if the mixture is made tough and fails if large grinding agglomerates are used. The supply of the channels with
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strömendem Kühlwasser ist dort problematisch bzw. zu aufwendig und ist bei Sacklöchern überhaupt nicht gelöst.flowing cooling water is problematic or too complex and is not solved at all in the case of blind holes.
Aufgabe der Erfindung ist es, einen Schleifkörper der eingangs genannten Art vorzuschlagen, welcher bei einfacher Herstellbarkeit eine wirksame Kühlung ermöglicht.The object of the invention is to propose a grinding body of the type mentioned at the outset, which enables effective cooling while being easy to manufacture.
Diese Aufgabe wird bei einem Schleifkörper der eingangs genannten Art zum Beispiel dadurch gelöst, daß die Schleifflächen von wenigstens zwei gesondert gefertigten und danach zusammengefügten Schleifzonen mit an wenigstens einer der Fügeflächen der Schleifzonen vorgesehenen Rillen gebildet sind. Derartige Rillen lassen sich verhältnismäßig einfach herstellen und sie bilden beim Zusammenfügen der beiden Schleifzonen zwangsläufig geschlossene Kanäle, deren Dimensionierung, Geometrie und Anzahl nach der prozeßbedingt erforderlichen Kühlwassermenge bestimmt werden kann.This task is solved in a grinding body of the type mentioned at the beginning, for example, by the grinding surfaces being formed by at least two separately manufactured and then joined grinding zones with grooves provided on at least one of the joining surfaces of the grinding zones. Such grooves can be produced relatively easily and, when the two grinding zones are joined together, they inevitably form closed channels, the dimensions, geometry and number of which can be determined according to the amount of cooling water required for the process.
Die Rillen können dabei je für sich einen Kanal bilden. Es ist aber auch möglich, daß die Rillen der einen Fügefläche gemeinsam mit gegenüberliegenden Rillen der angrenzenden anderen Fügefläche je gemeinsam Kanäle bilden.The grooves can form a channel on their own. However, it is also possible for the grooves of one joining surface to form channels together with opposing grooves of the other adjacent joining surface.
Vorzugsweise sind die Kanäle zur Vereinfachung der Herstellung und Verbesserung der Funktion mit einem gemeinsamen Versorgungskanal für das Kühlmittel verbunden.Preferably, the channels are connected to a common supply channel for the coolant to simplify manufacture and improve function.
Ein relativ großer Materialabtrag erzeugt eine relativ rauhe Materialoberfläche, was häufig im Gegensatz zu einer aus funktionalen oder ästhetischen Gründen geforderten geringen Rauhtiefe steht. Zur Vermeidung dieses Nachteils kann in einem teuren zweistufigen Schleifverfahren mit einem groben Vorschliffring der größere Materialabtrag vorgenommen und im einen nachgeschalteten zweiten Arbeitsgang dann die gewünschteA relatively large amount of material removed produces a relatively rough material surface, which is often in contrast to a low roughness depth required for functional or aesthetic reasons. To avoid this disadvantage, the larger amount of material can be removed in an expensive two-stage grinding process with a coarse pre-grinding ring and then the desired surface can be achieved in a subsequent second work step.
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feine Endoberfläche bei nur noch geringem Materialabtrag erzeugt werden.A fine final surface can be produced with only minimal material removal.
Aus der DE 29 31 695 B2 ist der Einsatz eines Zwei-Zonen-Schleif körpers für die Metallbearbeitung mit Matrix gebundenen Schleifkörnern bekannt, wobei die Härte der Matrix über die beim Vorbeilauf des Werkstücks von diesem in einem Zug überstrichene Schleifzone unterschiedlich ist. Dabei besteht in Laufrichtung des Werkstücks relativ zu dem Schleifkörper die Schleifzone zunächst aus einer Grobschleifzone mit Hartmatrix und anschließend aus einer mit der Grobschleifzone fest verbundenen Feinschleifzone mit einer Matrix aus einem gegenüber der Hartmatrix weicher-nachgiebigen und strukturoffenen Textilmaterial. Die Feinschleifzone kann aus mehreren Unterzonen mit abgestufter Korngröße bestehen. Dabei kann die Feinschleifzone getrennt von der Grobschleifzone angefertigt und nachträglich mit der Grobschleifzone verbunden werden.DE 29 31 695 B2 discloses the use of a two-zone grinding body for metalworking with matrix-bonded grinding grains, whereby the hardness of the matrix varies across the grinding zone that the workpiece passes over in one pass. In the direction of travel of the workpiece relative to the grinding body, the grinding zone initially consists of a coarse grinding zone with a hard matrix and then of a fine grinding zone firmly connected to the coarse grinding zone with a matrix made of a textile material that is softer and more flexible and has an open structure than the hard matrix. The fine grinding zone can consist of several sub-zones with graduated grain sizes. The fine grinding zone can be made separately from the coarse grinding zone and subsequently connected to the coarse grinding zone.
Insbesondere für derartige Mehrzonen-Schleifkörper eignet sich 0 die erfindungsgemäße Ausgestaltung der Rillen zur Bildung von Kühlmittelkanälen, wenn die Schleifzonen unterschiedliche SchleifCharakteristik aufweisen.The inventive design of the grooves for forming coolant channels is particularly suitable for such multi-zone grinding bodies if the grinding zones have different grinding characteristics.
Die Schleifzonen können ferner, wie aus der DE 29 31 695 B2 an sich bekannt, von konzentrischen, um eine gemeinsame Achse rotierbaren Ringen mit stirnseitigen Schleifflächen gebildet sein.Furthermore, as is known per se from DE 29 31 695 B2, the grinding zones can be formed by concentric rings with grinding surfaces on the front side that can rotate about a common axis.
Dabei sind die Rillen über die Innenumfangsfläche des äußeren Ringes und/oder die Außenumfangsflache des inneren Ringes verteilt angeordnet.The grooves are distributed over the inner circumferential surface of the outer ring and/or the outer circumferential surface of the inner ring.
Der Versorgungskanal für das Kühlmittel ist im Falle der Ausbildung der Schleifzonen als Ringe vorzugsweise von einem von den Ringen freigelassenen Ringspalt gebildet, von welchemIn the case of the grinding zones being designed as rings, the supply channel for the coolant is preferably formed by an annular gap left free by the rings, from which
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die einzelnen Kanäle ausgehen und bis in die Schleiffläche verlaufen. Auf diese Weise wird das Kühlmittel durch Rotation
des ringförmigen Schleifkörpers bis in die Schleifflächen geführt.
5the individual channels and run into the grinding surface. In this way, the coolant is guided into the grinding surfaces by the rotation of the ring-shaped grinding body.
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Der Ringspalt kann herstellungstechnisch einfach durch Verkürzung eines inneren Ringes gegenüber einem äußeren Ring gebildet sein. Auf diese Weise hat der Ringspalt einen größtmöglichen Abstand von den Schleifflächen, so daß die Kanäle für das Kühlmittel über die gesamte Länge der Wandung des ringförmigen Schleifkörpers verlaufen.The annular gap can be formed in a simple manufacturing process by shortening an inner ring compared to an outer ring. In this way, the annular gap is as far away from the grinding surfaces as possible, so that the channels for the coolant run along the entire length of the wall of the annular grinding body.
Wenn der aus Einzelringen gebildete Schleifkörper an dem den Schleifflächen gegenüberliegenden Ende an einem Aufspannflansch aufgespannt ist, befindet sich der Ringspalt vorzugsweise zwischen dem aufspannungsseitigen Ende des inneren Ringes und dem Aufspannflansch, während der äußere Ring an dem der Schleiffläche gegenüberliegenden Ende stirnseitig dicht an dem Aufspannflansch anliegt.If the grinding body made up of individual rings is clamped to a clamping flange at the end opposite the grinding surfaces, the annular gap is preferably located between the clamping-side end of the inner ring and the clamping flange, while the outer ring rests tightly against the clamping flange at the end opposite the grinding surface.
Bei einer noch weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist der Ringspalt zum Innenraum des inneren Ringes hin für die Zuführung von Kühlmittel offen, so daß dieses auf einfache Weise beispielsweise mittels eines Rohres oder Schlauches in den Innenraum des inneren Ringes eingespritzt werden kann. Während des Schleifprozesses wird die Kühlfüssigkeit aufgrund der Rotation in den Ringspalt nach außen und in die achsparallelen Kanäle getrieben, so daß die Kühlflüssigkeit zuverlässig bis in den Schleifspalt zwischen Schleiffläche und Werkstück gefördert wird.In a further advantageous embodiment of the invention, the annular gap is open towards the interior of the inner ring for the supply of coolant, so that this can be easily injected into the interior of the inner ring, for example by means of a pipe or hose. During the grinding process, the cooling liquid is driven outwards into the annular gap and into the channels parallel to the axis due to the rotation, so that the cooling liquid is reliably conveyed into the grinding gap between the grinding surface and the workpiece.
Dieser Effekt kann noch dadurch verbessert werden, daß im Bereich des Ringspalts auf der Innenumfangsflache des äußeren Ringes, ggf. in Forsetzung der in der Innenumfangsflache desThis effect can be further improved by applying a ring gap on the inner circumferential surface of the outer ring, if necessary in continuation of the ring gap on the inner circumferential surface of the
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äußeren Ringes im Fügebereich ohnehin vorgesehenen Rillen, im wesentlichen achsparallele Rillen vorgesehen sind.outer ring in the joining area, essentially axially parallel grooves are provided.
Der Schleifkörper kann beispielsweise unter Verwendung zylindrischer, quaderförmiger oder sonstwie geformter großstückiger Schleif agglamerate mit einem Querschnitt von bis zu 80 mm2 und einer Länge von bis zu 15 mm gefertigt sein.The grinding body can be manufactured, for example, using cylindrical, cuboid-shaped or otherwise shaped large-piece grinding agglomerates with a cross-section of up to 80 mm2 and a length of up to 15 mm.
Weitere Ziele, Merkmale, Vorteile und Anwendungsmöglichkeiten der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung von Ausführungsbeispielen anhand der Zeichnung. Dabei bilden alle beschriebenen und/oder bildlich dargestellten Merkmale für sich oder in beliebiger Kombination den Gegenstand der Erfindung, auch unabhängig von ihrer Zusammenfassung in einzelnen Ansprüchen oder deren Rückbeziehung.Further aims, features, advantages and possible applications of the invention emerge from the following description of embodiments based on the drawing. All described and/or illustrated features form the subject matter of the invention, either individually or in any combination, regardless of their summary in individual claims or their reference back to them.
Es zeigen:Show it:
Fig. 1 im Längsschnitt einen die Erfindung aufweisenden, 0 aus zwei zylindrischen Komponenten gebildetenFig. 1 shows a longitudinal section through a housing embodying the invention, consisting of two cylindrical components
ringförmigen Schleifkörper, montiert an einem rotierbaren Aufnahmeflansch einer Schleifmaschine,ring-shaped grinding body, mounted on a rotating mounting flange of a grinding machine,
Fig. 2 den Schleifkörper nach Fig. 1 im Querschnitt, 25Fig. 2 the grinding wheel according to Fig. 1 in cross section, 25
Fig. 3Fig.3
und 4 im Querschnitt Schleifkörper entsprechend Fig. 1and 4 in cross section grinding body according to Fig. 1
jedoch mit gegenüber Fig. 2 geänderter Rillenanordnung, but with a different groove arrangement compared to Fig. 2,
Fig. 5 im Querschnitt einen ringförmigen Schleifkörper gemäß einer noch weiteren Ausgestaltung, bei welcher drei Ringkomponenten zur Bildung eines ringfömrigen Schleifkörpers mit einer Ausgestaltung der Rillen zur Bildung von KühlmittelkanälenFig. 5 shows a cross-section of an annular grinding body according to yet another embodiment, in which three ring components are used to form an annular grinding body with a design of the grooves to form coolant channels
entsprechend Fig. 2, undaccording to Fig. 2, and
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Fig. 6 einen Teillängsschnitt des ringförmigen Schleif körpers gemäß Fig. 1 mit Veranschaulichung der Kühlmittel-Zufuhr und der Kühlmittel-Förderung in dem Schleifkörper bis zur Schleiffläche. 5Fig. 6 a partial longitudinal section of the ring-shaped grinding body according to Fig. 1 with an illustration of the coolant supply and the coolant conveyance in the grinding body to the grinding surface. 5
Die Schleifkörper für die Oberflächenbehandlung von Werkstücken gemäß den Fig. 1 bis 4 und 6 bestehen jeweils aus zwei als Ringe 16 ausgebildeten Schleifzonen 1 und 2 mit stirnseitigen, bei Bedarf leicht nach innen abgeschrägten, ineinander übergehenden Schleifflächen I1 T . Die Schleifzonen 1, 2 sind aufgrund unterschiedlicher Schleifkörner und/oder Schleifagglomerate mit unterschiedlicher Schleifcharakteristik sowie unterschiedlicher Bindungsmatrix, Härte und Porosität hergestellt und danach an ihren Fügeflächen 11, 12 miteinander verklebt.The grinding bodies for the surface treatment of workpieces according to Fig. 1 to 4 and 6 each consist of two grinding zones 1 and 2 designed as rings 16 with front-side grinding surfaces I 1 T that, if necessary, are slightly beveled inwards and merge into one another. The grinding zones 1, 2 are produced using different abrasive grains and/or grinding agglomerates with different grinding characteristics as well as different bonding matrices, hardness and porosity and are then glued to one another at their joining surfaces 11, 12.
Gemäß Fig. 2 befinden sich in der inneren Fügefläche 12 des äußeren Schleifzonenringes 2, 16 über den Umfang verteilt achsparallele Rillen 15, welche zusammen mit der äußeren Fügefläche 11 des inneren Schleifzonenrings 1, 16 geschlossene Kanäle 4 bilden. Die Ringe 16, ohne oder mit eingeformten Rillen 15, können beispielsweise gegossen werden, wobei sich, wie dargestellt, die Rillen 15 aus Gründen einer rationellen Formherstellung und Entformung vorzugsweise auf der inneren Fügefläche 12 des äußeren Schleifzonenringes 2, 16 befinden.According to Fig. 2, in the inner joining surface 12 of the outer grinding zone ring 2, 16 there are axially parallel grooves 15 distributed over the circumference, which together with the outer joining surface 11 of the inner grinding zone ring 1, 16 form closed channels 4. The rings 16, with or without molded-in grooves 15, can be cast, for example, whereby, as shown, the grooves 15 are preferably located on the inner joining surface 12 of the outer grinding zone ring 2, 16 for reasons of efficient mold production and demolding.
Die Rillen 15 können sich statt dessen oder zusätzlich auch in der äußeren Fügefläche 11 des inneren Schleifzonenringes 1, 16 befinden und zwar gemäß Fig. 3 versetzt zu den Rillen 15 des äußere Schleifzonenringes 2, 16, so daß die einzelnen Rillen 15 je für sich die Kanäle 4 für das Kühlmittel bilden, oder gemäß Fig. 4 so, daß die äußeren und inneren Rillen 15 je gemeinsam einen Kanal 4 bilden.Instead or in addition, the grooves 15 can also be located in the outer joining surface 11 of the inner grinding zone ring 1, 16, namely, according to Fig. 3, offset from the grooves 15 of the outer grinding zone ring 2, 16, so that the individual grooves 15 each form the channels 4 for the coolant, or according to Fig. 4, so that the outer and inner grooves 15 each together form a channel 4.
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Der ringförmige Schleifkörper gemäß Fig. 5 besteht aus drei Schleifzonen 1 bis 3, wobei die beiden inneren Schleifzonenringe 1, 16 und 2, 16 Rillen 15 entsprechend der Ausführung von Fig. 2 aufweisen und der äußerste Schleifzonenring 3, 16 ebenfalls auf seiner inneren Fügefläche 14 mit Rillen 15 ausgestattet ist, welche mit der angrenzenden äußeren Fügefläche 13 des mittleren Schleifzonenringes 2, 16 geschlossene Kanäle 4 bilden.The ring-shaped grinding body according to Fig. 5 consists of three grinding zones 1 to 3, whereby the two inner grinding zone rings 1, 16 and 2, 16 have grooves 15 corresponding to the design of Fig. 2 and the outermost grinding zone ring 3, 16 is also equipped with grooves 15 on its inner joining surface 14, which form closed channels 4 with the adjacent outer joining surface 13 of the middle grinding zone ring 2, 16.
wie aus den Fig. 1 und 6 ersichtlich ist, kann der ringförmige Schleifkörper an seinem den stirnseitigen Schleifflächen 7, 7' gegenüberliegenden Ende an einem Aufspannflansch 5 der Schleifmaschine festgelegt sein, welcher um die gemeinsame Achse A rotierbar ist.As can be seen from Fig. 1 and 6, the ring-shaped grinding body can be fixed at its end opposite the front grinding surfaces 7, 7' to a clamping flange 5 of the grinding machine, which is rotatable about the common axis A.
Dabei beginnen die achsparallelen Kanäle 4 in einem als Ringspalt 18 ausgebildeten Versorgungskanal 6 für das Kühlmittel. Der Ringspalt 18 ist dadurch gebildet, daß der innere Schleifzonenring 1, 16 im Abstand vor der Monta-0 geflache 19 des Aufspannflansches 5 endet, während der äußere Schleifzonenring 2, 16 dichtend an der Montagefläche 19 anliegt und über einen äußeren Umfangsflansch 20 in einer entsprechenden Umfangsnut 21 des Aufspannflanschs 5 gehalten ist. Aufgrund dessen ist der Ringspalt 18 zum Innenraum 17 des innersten Schleifzonenringes 2, 16 offen. So kann beispielsweise gemäß Fig. 6 über ein Rohr 22 ein flüssiger Kühlmittelstrahl 8 in den Innenraum 17 gerichtet werden. Während des Schleifprozesses wird das Kühlmittel aufgrund der Rotation des ringförmigen Schleifkörpers in Folge Zentrifugalkraft nach 0 außen in den Ringspalt 18 geschleudert und es gelangt, ggf.The axially parallel channels 4 begin in a supply channel 6 for the coolant, designed as an annular gap 18. The annular gap 18 is formed in that the inner grinding zone ring 1, 16 ends at a distance from the mounting surface 19 of the clamping flange 5, while the outer grinding zone ring 2, 16 lies sealingly against the mounting surface 19 and is held in a corresponding circumferential groove 21 of the clamping flange 5 via an outer circumferential flange 20. As a result, the annular gap 18 is open to the interior 17 of the innermost grinding zone ring 2, 16. For example, as shown in Fig. 6, a liquid coolant jet 8 can be directed into the interior 17 via a pipe 22. During the grinding process, the coolant is thrown outwards into the annular gap 18 as a result of centrifugal force due to the rotation of the annular grinding body and it reaches the outside, if necessary.
unterstützt durch auf der Innenumfangsflache des äußeren Ringes 2, 16 im Bereich des Ringspalts 6, 18 vorgesehenen Rillen 15', welche Fortsetzungen der im Fügebereich ohnehin bereits vorhandenen kanalbildenden Rillen 15 sein können, entsprechend den Pfeildarstellungen bei 8' und 8'' von demsupported by grooves 15' provided on the inner circumferential surface of the outer ring 2, 16 in the area of the annular gap 6, 18, which can be continuations of the channel-forming grooves 15 already present in the joining area, according to the arrow representations at 8' and 8'' from the
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Ringspalt 18 in die achsparallelen Kanäle 4 bis in den Schleifspalt 9 zwischen den Schleifflächen 7, 7' und dem zu
schleifenden Werkstück 10, wo es auf diese Weise für eine wirkungsvolle Kühlung sorgt.
5Annular gap 18 into the axially parallel channels 4 into the grinding gap 9 between the grinding surfaces 7, 7' and the workpiece 10 to be ground, where it thus ensures effective cooling.
5
Aufgrund der Erfindung ergibt sich der besondere Vorteil, daß Kühlfüssigkeit um so besser in den Schleifspalt 9 gefördert wird, je schneller sich der ringförmige Schleifkörper um seine Achse A dreht; d.h. die Kühlmittelzufuhr wird mit zunehmender Schleifleistung und damit zunehmender Überhitzungsgefahr verbessert.The invention provides the particular advantage that the cooling liquid is better fed into the grinding gap 9 the faster the ring-shaped grinding body rotates about its axis A; i.e. the coolant supply is improved with increasing grinding performance and thus increasing risk of overheating.
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| EP0876877A3 (en) | 2001-08-29 |
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