DE29715683U1 - Schleifscheibe zur Bearbeitung von Metallkreissägeblättern - Google Patents
Schleifscheibe zur Bearbeitung von MetallkreissägeblätternInfo
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Description
Dipl.-ing. J. Pfenning (-1994) Dipl.-Phys. K. H. Meinig (-1995)
Dr.-Ing. A. Butenschön, München Dipl.-ing. J. Bergmann* Berlin
Dipl.-Phys. H. Nöth, München Dipl.-Chem. Dr. H. Reitzie, München
Dipl.-ing. U. Grambow, Dresden Dipl.-Phys. H. J. Kraus, München
'auch Rechtsanwalt
80336 München, Mozartstraße Telefon: 089/5309336-38 Telefax: 089/53 22 29
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Dresden,
28. August 1997 GB/WD
August Heinr. Schmidt
GmbH & Co. KG
Maschinenfabrik
Steiermärker Str. 13
70469 Stuttgart-Feuerbach
"Schleifscheibe zur Bearbeitung
von Metallkreissägeblättern11
von Metallkreissägeblättern11
AHS-SS3
Schleifscheibe zur Bearbeitung von Metallkreissägeblättern
Die Erfindung betrifft eine Schleifscheibe zur Bearbeitung von Metalikreissägeblättern mit höheren Drehzahlen,
wobei solche Schleifscheiben Hartstoffe, wie z.B. Diamant oder kubisches Bornitrid enthaltende
Bearbeitungsbereiche aufweisen, mit denen hohe Zerspanungsleistungen erreicht werden können.
15
Aus DE 296 08 590 sind Schleifscheiben für die Bearbeitung
von Metallkreissägeblättern bekannt, bei denen die Zentrierung und Justierung auf einer Antriebswelle
einer Schleifmaschine dadurch verbessert werden soll, daß die Werkzeugaufnahmebohrung, die in
der Schleifscheibe ausgebildet ist, sich im Durchmesser einseitig erweitert.
Schleifscheiben, deren Bearbeitungsbereiche kubisches
Bornitrid- oder Diamantschleifkörper enthalten, ermöglichen
jedoch eine sehr hohe Zerspanungsleistung, wenn die Schnittgeschwindigkeit und damit die Drehzahl
der Schleifscheibe entsprechend höher eingestellt wird. Diese höheren Drehzahlen führen dazu,
daß die Zentrierung, die durch die Ausbildung der Werkzeugaufnahmebohrung verbessert werden sollte,
infolge der steigenden Fliehkräfte nachläßt.
Dies führt weiter dazu, daß Rundlauffehler, die auftreten
und insbesondere die durch die Rundlauffehler
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bis in den Bearbeitungsbereich weiter geleiteten Schwingungen zu erhöhtem Verschleiß im Bearbeitungsbereich
durch höheren Abtrag der Hartstoffe führen, so daß ein häufigeres Abrichten oder ein häufigerer
Austausch der Schleifscheiben erforderlich ist.
Es ist daher Aufgabe der Erfindung, Schleifscheiben dahingehend zu verbessern, daß insbesondere bei höheren
Drehzahlen die Zentrierung verbessert und demzufolge Rundlauffehler vermieden werden können.
Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe durch die Merkmale
des Anspruchs 1 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungsformen und Weiterbildungen der Erfindung ergeben sich
bei Verwendung der in den untergeordneten Ansprüchen genannten Merkmale.
Die erfindungsgemäßen Schleifscheiben unterscheiden sich von den bisher üblicherweise verwendeten
Schleifscheiben insbesondere dadurch, daß der Grundkörper der Schleifscheibe zumindest einseitig im radial
äußeren Bereich der Werkzeugaufnahmebohrung, die herkömmlich oder auch, wie dies aus DE 296 08 590
bekannt ist, ausgebildet sein kann, eine Kontur vorhanden ist, in die zumindest ein Zentrierelement
formschlüssig eingreifen kann. Während des Schleifens wird dabei die Schleifscheibe und zumindest ein Zentrierelement
an der Werkzeugspindel der Schleifmaschine kraftschlüssig gehalten. Hierfür kann beispielsweise
eine üblicherweise verwendete Schraubverbindung Anwendung finden, es besteht aber auch die
Möglichkeit, hydraulisch, pneumatisch betätigbare Kolbenzylindereinheiten oder eine Federkraft einzusetzen,
wobei sich letztere insbesondere für einen automatischen Betrieb eignen.
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Besonders günstig ist es, die Kontur an beiden Seiten des Grundkörpers der Schleifscheibe auszubilden und
dabei symmetrische Verhältnisse einzuhalten.
Bei der Konturierung ist lediglich zu beachten, daß zumindest einseitig eine Anlagefläche für das bzw.
die Zentrierelement(e) vorhanden ist, mit der sich eine in Richtung auf die Drehachse der Schleifscheibe
gerichtete Fläche des bzw. der Zentrierelement(e) abstützt und die Zentrierwirkung bei höheren Drehzahlen
infolge der Fliehkräfte verbessert werden kann.
Für die Ausbildung der Kontur(en) bestehen mehrere Möglichkeiten. Es kann einmal an einer oder beiden
Seiten des Grundkörpers der Schleifscheibe eine kreisförmige Nut eingearbeitet sein, in die entsprechende
Stege des bzw. der Zentrierelemente formschlüssig und nahezu spielfrei eingreifen, wenn die
Schleifscheibe auf der Antriebsspindel der Schleifmaschine befestigt wird. Günstig ist es dabei, wenn die
in die Nuten eingreifenden stegartig ausgebildeten Bereiche des bzw. der Zentrierelemente(s) zumindest
an ihrem Innendurchmesser ballig ausgebildet sind, so daß keine vollflächige Anlage an der entsprechenden
Fläche der Nut erfolgt und das Einführen dadurch erleichtert wird.
Eine andere Möglichkeit zur Ausbildung der Kontur(en)
besteht darin, daß eine flanschartige Erweiterung, die über die normale Dicke des Grundkörpers der
Schleifscheibe herausragt, ausgebildet ist, an der zumindest eine radial äußere Anlagefläche für das/die
Zentrierelement(e) vorhanden ist, an der sich das/die Zentrierelement(e) abstützen kann/können. Günstigerweise
ist/sind die Anlageflache(n) gegenüber der
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Drehachse geneigt.
Die Kontur kann aber auch ein kreisförmig umlaufender
Steg sein, der gegebenenfalls mit Durchbrechungen symmetrisch in einzelne Segmente unterteilt sein
kann. Dabei stützt sich das bzw. die Zentrierelement (e) jeweils an der radial äußeren Fläche des Steges
ab.
Die möglichen Beispiele für die Ausbildung der Konturen können dahingehend verbessert werden, daß zumindest
einseitig abgeschrägte Anlageflächen ausgebildet sind, an denen sich die entsprechenden Anlageflächen
des bzw. der Zentrierelemente(s) abstützen. Abschrägungen haben den Vorteil, daß einmal größere
Anlageflächen zur Verfügung stehen und zum anderen wird das Einführen bzw. Einpassen der Zentrierelemente
beim Befestigen der Schleifscheibe an der Schleifmaschine erleichtert und gegebenenfalls Justagefehler
während des Einführens können kompensiert und demzufolge
der Verschleiß an den Zentrierelementen und dem Grundkörper der Schleifscheibe verringert werden.
Die bisher beschriebenen Möglichkeiten für die Ausbildung der Konturen können relativ einfach durch
spanende Bearbeitung für den Fall der Nuten und der flanschartigen Ausbildung erreicht werden, es besteht
aber auch die Möglichkeit, den Grundkörper der Schleifscheibe durch bekannte Gießverfahren in der
gewünschten Form auszubilden.
Die Verbesserung der Zentrierung für die in Rede stehenden Schleifscheiben kann weiter dadurch erreicht
werden, daß die Konturen in Form von Durchbrechungen oder Vertiefungen, die im bzw. durch den Grundkörper
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der Schleifscheibe ausgebildet sind oder solche Vertiefungen bzw. Durchbrechungen zusätzlich vorhanden
isnd. Dabei sind mindestens zwei sich auf einer Achse in radialer Richtung symmetrisch gegenüberliegende
Durchbrechungen bzw. Vertiefungen erforderlich, um die auftretenden Fliehkräfte zu kompensieren und unerwünschte
Unwuchten zu vermeiden.
Die Vertiefungen bzw. Durchbrechungen können vorteilhafter Weise dadurch verbessert werden, wenn diese
sich nach außen konisch erweiternd ausgebildet sind, um wie dies bereits für die abgeschrägte Ausbildung
bestimmter Flächenbereiche der Nuten, Flansche oder Stege, der Fall ist, insbesondere beim Einfädeln der
Zentrierelemente verbessert werden.
Günstig ist es, die entsprechenden Zentrierelemente einmal am Flansch der Antriebsspindel der Schleifmaschine
stationär vorzusehen, und auf der anderen Seite der Schleifscheibe ein zusätzliches Zentrierelement,
das bevorzugt entsprechend ausgebildet ist, kraftschlüssig in der Kontur und der Werkzeugaufnahmebohrung
der Schleifscheibe zu halten. Das zweite Zentrierelement kann dabei ein gesondertes Bauteil
sein, das kraftschlüssig in Richtung auf den Flansch der Antriebsspindel der Schleifmaschine gehalten werden
kann.
Wird die Befestigung der Schleifscheibe an der Antriebsspindel mit einer Schraubverbindung realisiert,
ist es günstig, die Schraube und das Zentrierelement miteinander zu verbinden, so daß die Handhabung vereinfacht
wird. Dabei ist es besonders günstig, wenn die Verbindung so ausgeführt wird, daß die Drehung
der Schraube unabhängig von der Bewegung des
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Zentrierelementes erfolgen kann, also ein Mitdrehen des Zentrierelementes verhindert wird.
Wird dagegen eine Kolben-Zylinder-Anordnung gewählt, kann das Zentrierelement Bestandteil des Kolbens bzw.
des Zylinders sein, je nachdem, welcher der beiden Elemente für die Befestigung der Schleifscheibe auf
der Antriebsspindel verwendet wird.
Neben der verbesserten Zentrierwirkung bei hohen Drehzahlen, die durch die verbesserte Abstützung der
Schleifscheibe in radialer Richtung, die durch die Fliehkraftwirkung noch unterstützt wird, wobei zu
berücksichtigen ist, daß die Fliehkraft sich mit dem Quadrat der Geschwindigkeit erhöht, verbessert, kann
auch ein höheres Drehmoment durch die Vergrößerung der sich in reibschlüssiger Verbindung befindenden
Flächen, übertragen werden.
Nachfolgend soll die Erfindung an Ausführungsbeispielen näher beschrieben werden.
Dabei zeigen:
Figur 1 mehrere Möglichkeiten für die Ausbildung einer erfindungsgemäßen Schleifscheibe;
Figur 2 ein Beispiel einer erfindungsgemäßen Schleifscheibe allein und
Figur 3 das in Figur 2 gezeigte Beispiel in
zentrierter, gehaltener Stellung.
In der Figur 1 sind dabei mehrere Möglichkeiten für Konturierungen, die erfindungsgemäß verwendet werden
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können, dargestellt.
An der Schleifscheibe 1 sind oberhalb der Drehachse A Konturierungen als Stege 2 und 2' dargestellt, wobei
der Steg 2 rechts von der Mittelachse B der Schleifscheibe 1 nahezu symmetrisch mit einem rechteckigen
oder quadratischem Querschnitt ausgebildet ist, der zumindest bei spanender Herstellung des entsprechenden
Grundkörpers einer Schleifscheibe 1 kostengünstiger hergestellt werden kann, als dies für den links
von der Mittelachse B dargestellten Steg 2' mit zumindest einer abgeschrägten oder balligen Anlagefläche
für ein Zentrierelement der Fall ist. Bei dem gezeigten Beispiel ist die radial innenliegende Anlagefläche
des Steges 2' abgeschrägt, es besteht aber auch die Möglichkeit, die radial außen liegende Anlagefläche
dieses Steges oder auch beide Anlageflächen abgeschrägt oder ballig auszuführen.
Unterhalb der Drehachse A sind Konturierungen in Form von Nuten 3 und 3' dargestellt, wobei wiederum rechts
von der Mittelachse B der Schleifscheibe 1 eine Nut mit rechteckigem bzw. quadratischem Querschnitt ausgebildet
ist und die auf der anderen Seite der Mittelachse B dargestellte Nut 3' zumindest eine abgeschrägte
Anlagefläche für ein nicht dargestelltes Zentrierelement aufweisen sollte.
Die Ausbildung der Konturierung im radial äußeren Bereich der Werkzeugaufnahmebohrung 4, die unterhalb
der Drehachse A in einfacher Form und oberhalb der Drehachse A in abgeschrägter Form, wie dies aus DE
296 08 590 bekannt ist, ausgeführt worden ist, sollte jedoch immer in bezug auf die Achsen A und B symmetrisch
erfolgen, d.h. an einer Schleifscheibe 1 soll-
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ten Konturierungen in Form von Stegen 2 oder 2' oder
Nuten 3 oder 3' vorgesehen sein, um das Auswuchten der Schleifscheibe 1 zu erleichtern.
Ähnlich wie die Nuten 3 oder 3' können auch Vertiefungen
oder Durchbrechungen, die sich jedoch paarweise gegenüberliegend angeordnet sein sollten, im
Grundkörper der Schleifscheibe ausgebildet sein, in die entsprechend ausgeformte Bereiche der Zentrierelemente
eingreifen könnten.
Die Figur 1 zeigt weiter verschiedene Möglichkeiten, der Ausbildung, der Bearbeitungsbereiche 5 und 5r
einer erfindungsgemäßen Schleifscheibe, die die Hartstoffe kubisches Bornitrid oder Diamant enthalten.
In der Figur 2 ist ein weiteres Beispiel der erfindungsgemäßen Schleifscheibe 1 dargestellt. Dabei ist
die Kontur 7 im radial zur Werkzeugaufnahmebohrung 4 äußeren Bereich eine flanschartige Erweiterung an
deren wiederum radial äußeren Rand Anlageflächen 8 für ein bzw. zwei Zentrierelemente 6 (nicht dargestellt)
vorhanden sind, die Anlageflächen 8 sind gegenüber
der Drehachse A in einem Winkel von 15° geneigt.
Die Werkzeugaufnahmebohrung 4 ist teilweise sich in ihrem Innendurchmesser konisch erweiternd ausgebildet,
wobei hier der Konus einen Winkel von 90° bildet. Der Konus ist vorteilhaft so dimensioniert, daß
er bis mindestens zur Mittelachse B des Schleifscheibengrundkörpers reicht oder darüber hinausragt und
der übrige Bereich der Werkzeugaufnahmebohrung 4 zylindrisch ausgebildet ist.
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Außerdem sind plane Stützflächen 9 im radial zur Werkzeugaufnahmebohrung 4 äußeren Bereich vorhanden,
an denen das bzw. die Zentrierelement(e) (6) oder ein Spannelement 11 in fixierter Stellung der Schleifscheibe
1 zur Anlage kommen.
Der Konus kann aber auch in nicht dargestellter Form an beiden Seiten der Schleifscheibe 1 ausgebildet
sein, wobei in diesem Fall beidseitig zwei entsprechend ausgebildete Zentrierelemente 6 verwendet werden
können.
In der Figur 3 ist das Beispiel nach Figur 2 in fixierter Stellung an einer Antriebsspindel einer
Schleifmaschine für Metallkreissägeblätter dargestellt.
Dabei ist ein Zentrierelement 6 mit der Antriebswelle der Schleifmaschine verbunden. Die Schleifscheibe 1
wird mit einer Spannschraube 10 gegen das Zentrierelement 6 kraftschlüssig gehalten und bei der Befestigung
gleichzeitig die Schleifscheibe 1 zentriert und fixiert. In Figur 3 ist deutlich erkennbar, wie
sich die Schleifscheibe 1 mit ihrem konischen Innendurchmesser der Werkzeugaufnahmebohrung 4, der Stützfläche
9 und der Anlagefläche 8 der flanschartigen Kontur 7 am Zentrierelement 6 anlegt und ausgerichtet
gehalten wird. Durch die großen Flächenbereiche ist eine sichere Führung auch bei relativ hohen Drehzahlen
gegeben. Außerdem stehen relativ hohe Reibkräfte zur Verfügung, die die Verringerung der Spannkraft,
die mit der Spannschraube 10 oder einem anderen Spannelement aufgebracht werden muß, ermöglichen, was
zur Verlängerung der Lebensdauer von zumindest der Zentrierelemente 6 führt.
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Die bei hohen Drehzahlen wirkenden Fliehkräfte werden über den an der Anlagefläche 8 der Kontur 7 mit der
entsprechenden Ausbildung des Zentrierelementes 6 an dessen äußeren Rand gefangen und weitestgehend kompensiert.
Hierfür ist das Zentrierlement 6 zwischen seinem äußeren Rand und dem sich konisch erweiternden
Außendurchmesser, also im Bereich der an dieser Seite der Schleifscheibe 9 vorhandenen Stützfläche 9, die
gegenüber der an der anderen Seite vorhandenen Stützfläche 9 kleiner ist, eingezogen. Dadurch liegt der
innere äußere Rand des Zentrierelementes 6 an der Anlagefläche 8 und der eingezogene Bereich an der
Stützfläche 9 an.
Claims (15)
1. Schleifscheibe zur Bearbeitung von Metallkreissägeblättern, die zumindest in ihrem radial äußeren
Bereich einen mit einem Schleifbelag ver
sehenen Bearbeitungsbereich aufweist und bei der die Werkzeugaufnahmebohrung zumindest einseitig
in ihrem Innendurchmesser erweiternd ausgebildet ist,
dadurch gekennzeichnet,
daß der Grundkörper der Schleifscheibe (l) zumindest
einseitig im radial äußeren Bereich der Werkzeugaufnahmebohrung (4) für den formschlüssigen
Eingriff eines Zentrierelementes (6), das mit seiner Außenkontur der Innenkontur der Werk
zeugaufnahmebohrung (4) angepaßt ist, eine zusätzliche Kontur (2, 2', 3, 3', 7) aufweist.
2. Schleifscheibe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,
daß die Kontur (2, 2r , 3, 3', 7) beidseitig
an der Schleifscheibe (1) ausgebildet ist.
3. Schleifscheibe nach Anspruch 1 oder 2, dadurch
gekennzeichnet, daß die Kontur (7) eine flanschartige Erweiterung über die Dicke des Schleifscheibengrundkörpers
ist, die zumindest eine radial äußere Anlagefläche (8) für ein Zentrierelement (6) hat.
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4. Schleifscheibe nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Anlagefläche(n)
(8) gegenüber der Drehachse (A) der Schleifscheibe (1) abgeschrägt ist/sind.
5. Schleifscheibe nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen der/den
Anlagefläche(n) (8) und Werkzeugaufnahmebohrung (4) plane orthogonal zur Drehachse (A) ausgerichtete
Stützflächen (9) vorhanden sind.
6. Schleifscheibe nach einem der Ansprüche 1, 2 oder 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Kontur
eine kreisförmig im Schleifscheibengrundkörper ausgebildete Nut (3, 3') ist.
7. Schleifscheibe nach einem der Ansprüche 1, 2 oder 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Kontur
ein kreisförmig umlaufender Steg (2, 2') ist.
8. Schleifscheibe nach Anspruch 6 oder 7, dadurch
gekennzeichnet, daß die radial äußeren Anlageflächen des Steges (2') und die radial inneren
Anlageflächen der Nut (37) gegenüber der Drehachse
(A) abgeschrägt sind.
9. Schleifscheibe nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß die flanschartige
Erweiterung (7), die Nut (3') oder der Steg (2') zumindest einseitig eine ballige Anlagefläche
aufweist, an der sich das/die Zentrierelement(e) (6) abstützt/abstützen.
10. Schleifscheibe nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß im Grundkörper der Schleif-
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scheibe (1) mindestens zwei sich auf einer Achse in radialer Richtung symmetrisch gegenüberliegende
Durchbrechungen oder Vertiefungen ausgebildet sind.
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11. Schleifscheibe nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet,
daß die Vertiefungen oder Durchbrechungen sich nach außen konisch erweiternd ausgebildet sind.
12. Schleifscheibe nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß die Werkzeugaufnahmebohrung
(4) ausgehend von einer Seite der Schleifscheibe (1) sich im Durchmesser konisch
verjüngend und der andere Teil der Werkzeugaufnahmebohrung (4) zylindrisch ausgebildet ist.
13. Schleifscheibe nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß sich der konisch verjüngende Teil
der Werkzeugaufnahmebohrung (4) zumindest bis
zur Mitte des Schleifscheibengrundkörpers ausgebildet
ist.
14. Schleifscheibe nach einem der Ansprüche 1 bis 13, dadurch gekennzeichnet, daß der konische
Teil der Werkzeugaufnahmebohrung (4) und des Zentrierelementes (6) in einem Winkel von 90°
ausgebildet sind.
15. Schleifscheibe nach einem der Ansprüche 1 bis 14, dadurch gekennzeichnet, daß die Anlageflächen
(8) in einem Winkel von 15° gegenüber der Drehachse (A) der Schleifscheibe (1) geneigt
sind.
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