DE3413890C2 - - Google Patents
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Description
Die Erfindung betrifft eine Anordnung zur Befestigung eines Schleifsegments insbesondere auf dem Tragkörper eines bei der Herstellung von Holzschliff verwendeten Schleifelements nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.The invention relates to an arrangement for fastening a Grinding segment in particular on the support body the manufacture of sanded wood according to the preamble of claim 1.
Holzschliff wird bekanntlich durch Drücken von Holz gegen ein rotierendes Schleifelement hergestellt, d. h. gegen einen Schleifstein mittels einer Druckvorrichtung z. B. einen hydraulischen Zylinder. Die Kühlung des Schleifelements erfolgt von außen durch Wasserstrahlen. Als rotierendes Schleifelement dient herkömmlicherweise ein Schleifstein. Früher wurden Natursteine oder Betonsteine verwendet, heutzutage dagegen fast ausschließlich keramische Materialien. Die als Schleifelemente im allgemeinen verwendeten keramischen Segmente sind meistens durch Spannelemente an dem Zylindertragkörper befestigt, der aus Eisenbeton oder aus Metall besteht. Ein Problem der heutzutage verwendeten Befestigungslösungen, die z. B. in den US-Patenten 24 21 885, 27 45 226, 27 69 286 und 32 77 611 dargestellt sind, ist die ungleiche Wärmedehnzahl des Schleifsegments und des als Spannelement dienenden Befestigungsbolzens. Falls die Vorspannung der Bolzen nicht groß genug ist, verursacht diese Verschiedenheit der Wärmedehnzahl das Lösen der Segmente, wenn der Schleifstein von seiner Einbautemperatur auf seine Betriebstemperatur erwärmt wird. Die Betriebstemperaturen der heutigen Druckschleifmaschinen werden ständig erhöht. Dies verursacht immer mehr Probleme bei der Befestigung der Schleifsgemente, weil die Wärmedehnzahl des Eisens etwa zweimal so hoch ist wie die Wärmedehnzahl der keramischen Materialien.Wood grinding is known to be done by pressing wood against made a rotating abrasive element, d. H. against a Grinding stone by means of a printing device e.g. B. a hydraulic Cylinder. The grinding element is cooled by outside by water jets. As a rotating grinding element traditionally used a grindstone. Have been Natural stones or concrete blocks are used today almost exclusively ceramic materials. The as grinding elements generally used ceramic segments are mostly by clamping elements on the cylinder support body attached, which consists of reinforced concrete or metal. A Problem of the fastening solutions used today, the z. B. in U.S. Patents 24 21 885, 27 45 226, 27 69 286 and 32 77 611 are shown, is the unequal Thermal expansion coefficient of the grinding segment and that of the clamping element serving fastening bolt. If the preload of the Bolt not big enough causes this disparity the thermal expansion coefficient the loosening of the segments when the Grinding stone from its installation temperature to its operating temperature is heated. The operating temperatures of today Pressure grinders are constantly increasing. This is causing more and more problems with fastening the grinding elements, because the thermal expansion coefficient of iron is about twice as high like the thermal expansion coefficient of the ceramic materials.
Man hat versucht, das Problem bei neuen Konstruktionen so zu lösen, daß die Vorspannung der Befestigungsbolzen so erhöht wird, daß sie das sowohl durch die Fliehkraft als auch durch den Wärmeausdehnungsunterschied entstehende Lösen ausgleichen kann. Auf diese Weise werden aber am Segment schon bei der Einbauphase große innere Spannungen erzeugt, die später bei der Verwendung des Steins oft zu Brüchen und Lösen führen.An attempt has been made to solve the problem with new designs to solve that the bias of the mounting bolts so is increased that they both by centrifugal force also caused by the difference in thermal expansion Can compensate for loosening. This way, however, on the segment generates great internal stresses during the installation phase, the later often when using the stone too Break and loosen.
Der Zweck dieser Erfindung ist, eine Anordnung darzustellen, durch die die obengenannten, bei der Befestigung der Schleifsegmente auftretenden Probleme möglichst weitgehend beseitigt werden.The purpose of this invention is to present an arrangement through the above, when attaching the grinding segments problems as far as possible eliminated will.
Dies wird erfindungsgemäß mit der im Anspruch 1 gekennzeichneten Anordnung erreicht. In den Unteransprüchen sind vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung wiedergegeben.This is according to the invention characterized in that in claim 1 Order reached. In the subclaims are advantageous Embodiments of the invention reproduced.
Durch die erfindungsgemäße Anordnung wird vor allem der Vorteil erreicht, daß die bei der Schleifsituation wirkende Spannkraft in der gewünschten Stärke gewählt werden kann, wodurch z. B. für das erste Spannelement der Segmente keine besondere Vorspannung nötig ist, vielmehr garantiert die Anordnung die Erhaltung der Spannkraft in der Betriebssituation bei Temperaturerhöhung und erübrigt sogar bei Bedarf jegliche Vorspannung.The advantage of the arrangement according to the invention is above all achieved that the acting in the grinding situation Tension in the desired strength can be selected, whereby z. B. for the first clamping element of the segments special pretension is necessary, rather the guarantees Arrangement preserving the resilience in the operating situation when the temperature rises and is even unnecessary Needs any preload.
Dabei nehmen die inneren Spannungen der Segmente wesentlich ab, und es ist möglich, höhere Schleifbelastungen anzuwenden.The internal tensions of the segments are significant and it is possible to apply higher grinding loads.
Nachstehend sind einige Ausführungsformen der Anordnung nach der Erfindung mit Hinweis auf Zeichnungen dargestellt.Below are some embodiments of the arrangement illustrated the invention with reference to drawings.
Fig. 1 zeigt schematisch eine Befestigungsart der Schleifsegmente am Tragkörper des Schleifelements; Fig. 1 shows schematically a type of attachment of the grinding segments on the support body of the grinding element;
Fig. 2 zeigt in größerem Maßstab den Querschnitt A-A nach Fig. 1 und die Fig. 2 shows on a larger scale the cross section AA of FIG. 1 and
Fig. 3 bis 5 zeigen einige weitere Ausführungsformen der Anordnung nach der Erfindung als Querschnittsabbildungen, wobei in der Fig. 3 die Bezugsbuchstaben des Berechtigungsbeispiels dargestellt sind. FIGS. 3 to 5 show some further embodiments of the arrangement according to the invention as cross-sectional images, wherein the authorization example are shown in Fig. 3, reference letters.
Mit Bezug auf die Fig. 1 werden die Segmente 1, die bei dieser Ausführungsform quadratische, aus keramischem Material hergestellte Stücke sind, mit dem Tragkörper des Schleifelements, z. B. mit der Fläche eines zylindrischen Tragkörpers durch eine Befestigungsleiste oder Platte 2 sowie Spannelementen mit Befestigungsteilen, insbesondere Bolzen 3, verbunden. Die Befestigungsleiste kann entweder nach der Figur zwischen den nebeneinanderliegenden Segmenten oder am Mittelteil der Segmente liegen. Die Form der Segmente muß nicht unbedingt quadratisch sein, sondern sie können nach der Erfindung variieren und z. B. sechseckig, rechteckig oder dergleichen sein.With reference to Fig. 1, the segments 1 , which are square pieces made of ceramic material in this embodiment, with the support body of the grinding element, for. B. with the surface of a cylindrical support body by a mounting strip or plate 2 and clamping elements with fasteners, especially bolts 3 , connected. The fastening strip can either lie between the adjacent segments according to the figure or on the central part of the segments. The shape of the segments need not necessarily be square, but they can vary according to the invention and z. B. hexagonal, rectangular or the like.
Bei der Ausführungsform nach der Fig. 2 werden die nebeneinanderliegenden Segmente durch das erste Spannelement, den Bolzen 3, am Tragkörper 4 des Schleifelements befestigt. An den Rändern der Segmente 1 sind Nuten angeordnet, die bei zusammengesetzter Stellung der Segmente einen Schwalbenschwanzeinschnitt bilden. Die Befestigungsleiste oder Platte 2 entspricht mit ihrem Querschnitt im wesentlichen der Form des Schwalbenschwanzeinschnitts zwischen den Segmenten und ist am Bolzen 3 mit einer Bohrung versehen. In the embodiment according to FIG. 2, the adjacent segments are fastened to the supporting body 4 of the grinding element by the first clamping element, the bolt 3 . Grooves are arranged on the edges of the segments 1 , which form a dovetail incision when the segments are in the assembled position. The cross section of the fastening strip or plate 2 essentially corresponds to the shape of the dovetail cut between the segments and is provided with a bore on the bolt 3 .
Der Kopf 16 des Bolzens 3 dient als das erste Spannelement auf der Oberfläche der Platte 2. Bei dieser Ausführungsform kann die Platte 2 als das zweite Spannelement oder als sein Teil dienen.The head 16 of the bolt 3 serves as the first clamping element on the surface of the plate 2 . In this embodiment, the plate 2 can serve as the second clamping element or as its part.
Das Spannen des Befestigungsbolzens 3 erfolgt am Kopf 16 von außen durch die Öffnung 5, die durch an den Rändern der Segmente 1 angeordnete Nuten gebildet wird.The fastening bolt 3 is tensioned on the head 16 from the outside through the opening 5 , which is formed by grooves arranged on the edges of the segments 1 .
Nach der Fig. 2 ist bei jedem Bolzen 3 auf der Seite der Anschlußfläche am Trägerkörper 4 eine radiale Bohrung oder eine Öffnung 6 gebildet, in der eine Hülse 7 zentral angeordnet ist, die hauptsächlich als das zweite Spannelement dient. Die Tiefe der Bohrung bzw. der Öffnung ist größer als die Länge der Hülse 7. Die Hülse 7 ist am Tragkörper 4 auf der Seite der Anschlußfläche der Tragkörperaußenfläche, z. B. durch das Gewinde 8 und der an der Deckplatte 9 des Tragkörpers z. B. durch Schweißen befestigt.According to FIG. 2, a radial bore or an opening 6 is formed in each bolt 3 on the side of the connection surface on the carrier body 4 , in which a sleeve 7 is arranged centrally, which serves mainly as the second clamping element. The depth of the bore or opening is greater than the length of the sleeve 7 . The sleeve 7 is on the support body 4 on the side of the connection surface of the support body outer surface, for. B. by the thread 8 and z on the cover plate 9 of the support body. B. attached by welding.
Der Außendurchmesser der Hülse 7 ist nach der Befestigungsstelle wesentlich geringer als der Durchmesser der Bohrung 6. Am entgegengesetzten Ende der Befestigungsstelle 8 der Hülse 7 ist das Ausdehnungsteil 11, das sich auf die Seitenflächen der Bohrung 6 abstützt. Der Bolzen 3 ist am Bodenteil der Bohrung oder der Öffnung 12 als zweites Spannelement insbesondere durch ein Gewinde 13 an der Hülse 7 befestigt. Der Durchmesser der Bohrung 12 der Hülse 7 ist wesentlich größer als der Durchmesser des Bolzen 3. In der Spannsituation übermittelt die Hülse 7 die Spannkraft zwischen dem Tragkörper 4 und den Segmenten 1.The outer diameter of the sleeve 7 after the attachment point is significantly smaller than the diameter of the bore 6 . At the opposite end of the attachment point 8 of the sleeve 7 is the expansion part 11 , which is supported on the side surfaces of the bore 6 . The bolt 3 is fastened to the bottom part of the bore or the opening 12 as a second clamping element, in particular by a thread 13 on the sleeve 7 . The diameter of the bore 12 of the sleeve 7 is substantially larger than the diameter of the bolt 3 . In the clamping situation, the sleeve 7 transmits the clamping force between the support body 4 and the segments 1 .
Die Hülse 7 kann sich bei dieser Anordnung in Längsrichtung der Bohrung bzw. der Öffnung 6 zum Mittelpunkt des Zylindertragkörpers 4 hin ausdehnen. Das Material der Hülse 7 und/oder der Platte 2 nach dieser Ausführungsform ist somit derart gegenüber dem Material des Bolzens 3 gewählt, daß seine Wärmedehnzahl höher ist als die des Bolzenmaterials. In this arrangement, the sleeve 7 can expand in the longitudinal direction of the bore or the opening 6 towards the center of the cylinder supporting body 4 . The material of the sleeve 7 and / or the plate 2 according to this embodiment is thus chosen over the material of the bolt 3 in such a way that its thermal expansion coefficient is higher than that of the bolt material.
Wenn die Dehnungslänge der Hülse 7 und/oder der Platte 2 in Bolzenrichtung in einem geeigneten Verhältnis zur Dehnungslänge des Bolzens gewählt wird, hält die Hülse 7 und/oder die Platte 2 die Spannung des Bolzens 3 in gewünschter Stärke, z. B. in der für den Bolzen 3 vorgewählten Anfangsspannung bei Erwärmung der Anordnung. Durch Änderung der Maßverhältnisse zwischen der Hülse 7 und/oder der Platte 2 sowie dem Bolezn 3 ist es auch möglich, die Spannung der Verbindung bei Temperaturerhöhung zu erhöhen.If the elongation length of the sleeve 7 and / or the plate 2 in the bolt direction is selected in a suitable ratio to the elongation length of the bolt, the sleeve 7 and / or the plate 2 holds the tension of the bolt 3 in the desired strength, e.g. B. in the preselected for the bolt 3 initial voltage when the assembly is heated. By changing the dimensional relationships between the sleeve 7 and / or the plate 2 and the bolt 3 , it is also possible to increase the tension of the connection when the temperature rises.
In der Fig. 2 ist unter Bezugsziffer 9 eine auf dem Tragkörper 4 eingebaute Schicht gegen Korrosion dargestellt, z. B. ein Überzug oder Deckblech, das im allgemeinen bei einem Tragkörper aus Gußeisen verwendet wird. Unter Bezugsziffer 10 ist dagegen eine zwischen den Segmenten und dem Deckblech aufgetragene Ausgleichs- und Elastizitätsschicht dargestellt, die aus Gummi bzw. aus einem entsprechenden Material besteht und deren Aufgabe die Ausgleichung der Spannungen ist.In Fig. 2, reference numeral 9 shows a built-on layer 4 against corrosion, z. B. a coating or cover plate, which is generally used in a cast iron support body. On the other hand, reference number 10 shows a compensation and elasticity layer applied between the segments and the cover plate, which is made of rubber or a corresponding material and whose task is the compensation of the stresses.
Die Fig. 3 zeigt eine Ausführungsform der Anordnung nach
der Erfindung, wo der Kopf 16 des Bolzens 3 auf die an den
Segmenten gebildeten Ansätze 14 gestützt wird, die zwischen
dem Kopf 16 des Bolzens und der Außenfläche des Tragkörpers
4 gespannt werden. In der Figur sind auch die Bezugsziffern
des folgenden Beispiels dargestellt, α₁ ist die Wärmedehnzahl
des Bolzens 3, α₂ die Wärmedehnzahl des Segments 1
und α₃ die Wärmedehnzahl der Hülse 3. Falls man wünscht,
daß die Spannung des Bolzens wenigstens gleich bleibt bei
Erwärmung der Anordnung bei Temperaturerhöhung von ΔT,
muß dabei die nachstehende Bedingung gültig sein:
Bei L₂ entstehender Wärmeverlängerungsunterschied ΔL₂
muß gleich groß oder größer sein als bei L₁ entstehender
Wärmeverlängerungsunterschied ΔL₂, d. h.:
Fig. 3 shows an embodiment of the arrangement according to the invention, where the head 16 of the bolt 3 is supported on the lugs 14 formed on the segments, which are stretched between the head 16 of the bolt and the outer surface of the support body 4 . In the figure, the reference numerals of the following example are shown, α₁ is the thermal expansion coefficient of the bolt 3 , α₂ the thermal expansion coefficient of the segment 1 and α₃ the thermal expansion coefficient of the sleeve 3rd If it is desired that the tension of the bolt remains at least the same when the arrangement is heated when the temperature increases by ΔT, the following condition must apply:
The difference in heat extension ΔL₂ arising in L₂ must be equal to or greater than the difference in heat extension ΔL₂ arising in L₁, ie:
ΔL₁ ΔL₂ (1)ΔL₁ ΔL₂ (1)
ΔL₁ = L₁ · (α₁ - α₂) · ΔT (2)ΔL₁ = L₁ · (α₁ - α₂) · ΔT (2)
ΔL₂ = L₂ · (α₃ - α₁) · ΔT (3)ΔL₂ = L₂ · (α₃ - α₁) · ΔT (3)
⇒L₁ (α₁-α₂) · ΔT L₂ · (α₃ - α₁) · ΔT (4)⇒L₁ (α₁-α₂) ΔT L₂ (α₃ - α₁) ΔT (4)
Durch die Anwendung der Formel 5 kann die Maßgebung nach der Anordnung in der Fig. 3 so durchgeführt werden, daß die gewünschte Spannkraft zustandegebracht wird.By using formula 5, the dimensioning according to the arrangement in FIG. 3 can be carried out in such a way that the desired clamping force is brought about.
In den meisten Betriebssituationen muß das Material des zweiten Spannelements - der Hülse und/oder der Platte - aus so einer Materialgruppe gewählt werden, daß seine Wärmedehnzahl größer ist als die Wärmedehnzahl des ersten Spannelements, also des Bolzens 3 und der Materialien der Schleifsegmente.In most operating situations, the material of the second clamping element - the sleeve and / or the plate - must be selected from such a material group that its thermal expansion coefficient is greater than the thermal expansion coefficient of the first clamping element, i.e. the bolt 3 and the materials of the grinding segments.
In der Fig. 4 ist eine Ausführungsform der Anordnung nach der Erfindung dargestellt, wo das Spannen des Bolzens 3′ auf der Innenseite des Tragkörpers 4 erfolgt. Eine derartige Befestigung kann z. B. durch eine am Mittelteil des Segments gebildete Nut, eine Öffnung oder dergleichen 15 durchgeführt werden, wobei das erste Anschlußelement des Bolzens 3′, der Kopf 16, in der genannten Nut angeordnet ist. Durch den Kopf 16 werden die unterhalb der Nut gebildeten Ansätze oder Flansche 17 des Segments 1 gegen die Außenfläche des Tragkörpers gespannt.In FIG. 4, an embodiment of the arrangement is shown according to the invention, where the clamping of the bolt 3 'is carried on the inside of the supporting body 4. Such attachment can, for. B. through a formed at the central part of the segment groove, an opening or the like 15 , wherein the first connecting element of the bolt 3 ', the head 16 , is arranged in said groove. The lugs or flanges 17 of the segment 1 formed below the groove are tensioned by the head 16 against the outer surface of the supporting body.
Im Segment 1 ist für den Bolzen 3′ eine Öffnung oder eine Nut 18 vorgesehen, die an der gleichen Stelle wie die durch den Mantel durchgehende Durchgangsöffnung 25 liegt. In der Durchgangsöffnung 25 ist auf der Seite der Innenfläche vom Mantel ein Ausdehnungsteil 19 gebildet, wo die als das zweite Spannelement dienende Hülse 7′ so angeordnet ist, daß das zur Außenfläche des Tragkörpers 4 gerichtete Ende 24 der Hülse 7′ gegen die Endfläche 21 des Ausdehnungsteils 19 gedrückt wird.In segment 1 , an opening or a groove 18 is provided for the bolt 3 ', which is in the same place as the through opening 25 through the jacket. In the through hole 25 an expansion part 19 is formed on the side of the inner surface of the jacket, where the serving as the second clamping element sleeve 7 'is arranged such that the end 24 directed towards the outer surface of the support body 4 of the sleeve 7 ' against the end surface 21 of Expansion part 19 is pressed.
Die andere Endfläche 22 der Hülse 7′ liegt an dem zweiten Anschlußelement, nämlich der Mutter 23 des Bolzens 3 an. Der Durchmesser der Innenöffnung 26 der Hülse ist größer als der des Bolzens 3′. Durch Materialwahl der Hülse 7′ und des Bolzens 3′ nach der Erfindung und durch die gemeinsame Dimensionierung hält die Ausdehnung in Längsrichtung der die Spannkraft vermittelnden Hülse 7′ hierbei die Spannkraft des Bolzens 3′ in gewünschter Stärke aufrecht, z. B. die ursprüngliche Spannung trotz der Wärmeausdehnung des Bolzens.The other end surface 22 of the sleeve 7 'lies on the second connection element, namely the nut 23 of the bolt 3 . The diameter of the inner opening 26 of the sleeve is larger than that of the bolt 3 '. By choice of material of the sleeve 7 'and the bolt 3 ' according to the invention and by the common dimensioning, the expansion in the longitudinal direction of the clamping force-imparting sleeve 7 'here the clamping force of the bolt 3 ' in the desired strength upright, z. B. the original stress despite the thermal expansion of the bolt.
In der Ausführungsform nach der Fig. 5 ist der Bolzen 3′′ an der Außenfläche des Tragkörpers 4 befestigt, z. B. durch Schweißung 27 oder durch Gewinde (nicht dargestellt) oder dergleichen. Die Hülse 7′′, die eine mittlere Durchgangsöffnung 28 hat, ist in dem (den) Segment(en) 1 und zwischen dem Spannelement des Bolzens 3′′, insbesondere zwischen der Mutter 29 angeordnet. Dabei liegt die eine Endfläche der Hülse 7′′ an der Mutter 29 und die andere Endfläche 31 an Ansätzen oder Flanschen 32 des (der) Segment(s)(e) 1 an, wobei die Hülse 7′′ die Spannkraft zwischen dem (den) Segment(en) 1 und dem Tragkörper vermittelt.In the embodiment according to Fig. 5, the bolt 3 '' is attached to the outer surface of the support body 4, z. B. by welding 27 or by thread (not shown) or the like. The sleeve 7 '', which has a central through opening 28 , is in the (the) segment (s) 1 and between the clamping element of the bolt 3 '', in particular between the nut 29 . The one end surface of the sleeve 7 '' on the nut 29 and the other end surface 31 on lugs or flanges 32 of the (the) segment (s) (e) 1 , the sleeve 7 '' the clamping force between the (the ) Segment (s) 1 and the supporting body.
Die Anordnung nach der Fig. 5 funktioniert im Betriebszustand entsprechend der vorgenannten Ausführungsform.The arrangement of FIG. 5 operates in the operating state according to the aforementioned embodiment.
Bei den Ausführungsformen nach den Fig. 4 und 5 kann anstelle der Hülse 7′′ oder 7′ auch eine Leiste oder eine Platte verwendet werden, die in den Nuten angeordnet wird, die am Tragkörper 4 (Fig. 4) oder am Segment/an den Segmenten 1 (Fig. 5) gebildet sind. Die Platte ist mit Durchgangslöchern für die Befestigungsbolzen versehen. Man kann sich auch eine solche Ausführung vorstellen, bei der sich bei dem ersten Spannelement - dem Bolzen 3′, 3′′ - das zweite erfindungsgemäße Spannelement befindet, das aus einer Kombination von zwei oder sogar drei separaten Hülsen und/oder Platten besteht, wobei die Hülsen und/oder Platten z. B. zwischen den Teilen 16 und 17, 17 und 4 zusätzlich zur Hülse 7′ angeordnet sind.In the embodiments according to FIGS. 4 and 5, a bar or a plate can be used instead of the sleeve 7 '' or 7 ', which is arranged in the grooves on the support body 4 ( Fig. 4) or on the segment / the segments 1 ( Fig. 5) are formed. The plate is provided with through holes for the fastening bolts. One can also imagine such an embodiment in which the first clamping element - the bolt 3 ', 3 ''- is the second clamping element according to the invention, which consists of a combination of two or even three separate sleeves and / or plates, wherein the sleeves and / or plates z. B. between the parts 16 and 17 , 17 and 4 in addition to the sleeve 7 'are arranged.
Die Ausführungsformen nach den Figuren umfassen natürlich auch für einen Fachmann bekannte Maschinenteile wie Unterlagsscheiben zwischen Bolzen und Mutter und sonstige in der Praxis notwendige Teile.The embodiments according to the figures naturally include machine parts known to a person skilled in the art, such as washers between bolt and nut and other in the Practice necessary parts.
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