DE3630189A1 - Antizusetzvorrichtung fuer schleifkoerper - Google Patents

Description

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Antizusetzvorrichtung gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1. Genauer gesagt bezieht sich die vorliegende Erfindung auf eine Antizusetzvorrichtung für einen Schleifkörper zum Entfernen der Späne von der Schleiffläche des Schleifkörpers während des Schleifvorgangs.

Wie allgemein bekannt ist, umfaßt ein Schleifkörper eine Schleiffläche, die Schleifkörner aufweist, die mittels eines Bindemittels mit einem Basismaterial verbunden sind. Wenn sich Späne eines zu schleifenden Materials zwischen den Schleifkörnern absetzen und die Zwischenräume zwischen den Schleifkörnern während des Schleifvorgangs verstopfen bzw. zusetzen, nimmt die Schleiffähigkeit des Schleifkörpers ab, und der Schleifkörper beginnt zu vibrieren, was zu einem Brechen des Schleifkörpers führen kann. Somit ist ein Abrichten des Schleifkörpers erforderlich, wenn die Schleiffläche mit Spänen bzw. Schleifstaub zugesetzt ist. Im Interesse der Arbeitseffizienz ist es jedoch bevorzugt, daß das Abrichten des Schleifkörpers nicht allzu häufig erfolgt.

Eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht in der Schaffung einer Antizusetzvorrichtung, die in der Lage ist, die Späne bzw. den Schleifstaub während des Schleifvorgangs von der Schleiffläche des Schleifkörpers abzuführen, um dadurch ein Zusetzen der Schleiffläche mit Spänen zu verlangsamen bzw. zu verhindern, und durch die ein weniger häufiges Abrichten des Schleifkörpers ermöglicht ist.

Eine Lösung dieser Aufgabe ergibt sich aus dem Kennzeichnungsteil des Anspruchs 1.

Eine Antizusetzvorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung umfaßt ein Gegenglied, das der Schleiffläche des Schleifkörpers unter Freilassung eines kleinen Spalts, über eine in Umfangsrichtung des Schleifkörpers verlaufende, vorbestimmte Länge gegenüberliegend angeordnet ist, sowie eine Abführflüssigkeit- Zuführeinrichtung, die Spanabführflüssigkeit von dem in bezug auf die Rotationsrichtung des Schleifkörpers stromaufwärts gelegenen Ende des Gegenglieds her in den kleinen Spalt bzw. Zwischenraum zwischen dem Gegenglied und der Schleiffläche des Schleifkörpers bzw. der Schleifscheibe einleitet.

Die Abführflüssigkeit wird durch die Rotationsbewegung des Schleifkörpers in den kleinen Spalt gedrückt und komprimiert, wodurch die Zentripetalkomponente des Drucks der Abführflüssigkeit in bezug auf die Rotationsachse des Schleifkörpers erhöht wird. Die erhöhte Zentripetalkomponente des Abführflüssigkeitsdrucks ändert sich abrupt an dem ausgangsseitigen bzw. stromabwärts gelegenen Ende des Spalts. Die Änderung der Zentripetalkomponente der Abführflüssigkeit an dem ausgangsseitigen Ende des Spalts wirkt praktisch als Unterdruck, mit dem Ergebnis, daß die Späne bzw. der Schleifstaub von der Schleiffläche abgeführt werden.

Bevorzugte Weiterbildungen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen.

Die Erfindung und Weiterbildungen der Erfindung werden im folgenden anhand der teilweise schematischen Darstellungen mehrerer Ausführungsbeispiele noch näher erläutert. In den Zeichnungen zeigen:

Fig. 1 eine fragmentarische Endansicht unter Darstellung eines Schleifkörpers zusammen mit einer Antizusetzvorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung;

Fig. 2 bis 4 schematische Ansichten, in denen jeweils verschiedenen Ausführungsbeispielen der vorliegenden Erfindung dargestellt sind; und

Fig. 5 eine schematische Ansicht unter Darstellungen eines Schleifkörpers zusammen mit der Antizusetzvorrichtung der Fig. 1 und einem zum Abrichten vorgesehenen Schleifkörper.

Wie in Fig. 1 zu sehen ist, ist ein Schleifkörper 1 an einer nicht gezeigten Werkzeugmaschine, wie z. B. einer Schleifmaschine, einem Bearbeitungszentrum oder dergleichen, derart angebracht, daß er sich mit einer vorbestimmten Drehzahl um eine zentrale Achse O in Richtung des Pfeils A drehen kann. In der Werkzeugmaschine ist eine Einrichtung zum Zuführen von Schleifflüssigkeit zu demjenigen Bereich vorgesehen, in dem das dem Schleifkörper gegenüberliegende Werkstück dem Schleifvorgang unterzogen wird. Der Schleifkörper 1 umfaßt einen zylindrischen Basiskörper 1 a und eine auf der äußeren Umfangsfläche des Basiskörpers 1 a ausgebildete Schleifkornschicht 1 b. Die Schleifkornschicht 1 b besitzt Schleifkörner, z. B. aus Diamant, kubischem Bornitrid oder dergleichen, die in einem Bindemittel dispergiert sind, und die Schleifkornschicht 1 b weist eine im wesentlichen gleichmäßige Dicke auf. Bei diesem speziellen Ausführungsbeispiel besitzt der Schleifkörper 1 eine zylindrische oder scheibenförmige Gestalt, und die Schleiffläche befindet sich auf der äußeren Umfangsfläche des Schleifkörpers 1. Das heißt also, daß sich der Schleifkörper 1 mit einer hohen Drehzahl dreht und an seiner äußeren Umfangsfläche mit einem zu schleifenden Material- bzw. Werkstück in Berührung gebracht wird.

Ein Gegenglied 2 ist derart angeordnet, daß es der äußeren Umfangsfläche bzw. der Schleiffläche des Schleifkörpers 1 über eine vorbestimmte umfangsmäßige Länge 1 gegenüberliegt, wobei zwischen dem Gegenglied 2 und dem Schleifkörper 1 ein kleiner Spalt 5 mit einer Breite t freigelassen ist. Das Gegenglied ist typischerweise durch Abschleifen eines zylindrischen Elements mittels des Schleifkörpers 1 gebildet. In dem vorliegenden Fall ist es bevorzugt, daß das Gegenglied 2 aus einem Material besteht, das relativ weich ist und den Schleifkörper 1 nur wenig beeinträchtigt.

Es ist eine Abführwasser-Zuführdüse 3 vorgesehen, um Spanabführwassr in den kleinen Spalt 5 einzuleiten, und zwar von demjenigen Ende B des Gegenglieds 1 her, das in die der Rotationsrichtung A des Schleifkörpers 1 entgegengesetzte Richtung weist bzw. in bezug auf die Rotationsrichtung A stromaufwärts gelegen ist. Das von der Düse 3 zugeführte Spanabführwasser wird von dem stromaufwärts gelegenen Ende B her in den kleinen Zwischenraum 5 gezwängt und durch die Rotationsbewegung des Schleifkörpers 1 an dem entgegengesetzten bzw. stromabwärts gelegenen Ende C des Gegenglieds 2 aus dem Spalt 5 ausgeleitet. Dabei erfolgt eine abrupte Änderung des Abführwasserdrucks zwischen dem stromaufwärts gelegenen Ende B und dem stromabwärts gelegenen Ende C, und durch diese abrupte Änderung des Abführwasserdrucks werden Späne, die sich auf der Schleiffläche abgelagert haben, von der Schleiffläche entfernt, wodurch ein Zusetzen des Schleifkörpers 1 verhindert ist.

Wie vorstehend bereits erwähnt wurde, wird das Abführwasser durch die Rotationsbewegung des Schleifkörpers 1 in den kleinen Spalt 5 gedrückt und komprimiert, wodurch die Zentripetalkomponente des Wasserdrucks in bezug auf die Rotationsachse O des Schleifkörpers 1 erhöht wird. Die erhöhte Zentripetalkomponente des Abführwasserdrucks erfährt an dem ausgangsseitigen bzw. stromabwärts gelegenen Ende C des Spalts 5 eine abrupte Änderung. Diese Änderung der Zentripetalkomponente des Abführwassers an dem ausgangsseitigen Ende des Spalts wirkt praktisch als Unterdruck, wodurch die Späne bzw. der Schleifstaub von der Schleiffläche entfernt werden.

Bei diesem speziellen Ausführungsbeispiel sind der Schleifkörper 1 und das Gegenglied 2 mit einer Energiequelle 4 elektrisch verbunden, so daß zwischen dem Schleifkörper 1 und dem Gegenglied 2 eine elektrische Spannung anliegt. Die sich auf der Schleiffläche absetztenden Späne werden durch die elektrische Spannung aufgeladen und durch die kinetische Energie, die aufgrund der durch die elektrische Ladung gegebenen Anziehungskraft oder Abstoßkraft entsteht, von der Schleiffläche wegbewegt, wodurch die Antizusetzwirkung gesteigert wird. Bei der Energiequelle 4 kann es sich entweder um eine Gleichstromquelle oder um eine Wechselstromquelle handeln, obwohl eine Wechselstromquelle in Anbetracht der stärkeren Energieschwankung bevorzugt ist. Wenn zwischen dem Gegenglied 2 und dem Schleifkörper 1 eine elektrische Spannung angelegt wird, wirkt das Gegenglied 2 als Elektrode, und das Gegenglied 2 muß somit aus einem leitfähigen Material, wie z. B. Kohlenstoff, gebildet sein.

Obwohl die Breite t des kleinen Spalts 5 von dem Druck des Abführwassers, der Strömungsrate bzw. Strömungsgeschwindigkeit des Abführwassers und dergleichen abhängt, beträgt die Breite t des kleinen Spalts 5 im allgemeinen nicht mehr als 1 mm, wobei wobei sie vorzugsweise von 0,05 mm bis 0,5 mm beträgt. Die Länge l ist im allgemeinen nicht kleiner als 5 mm. Die Breite des Gegenglieds 2 senkrecht zur Zeichenebene hängt von der Breite der Schleiffläche ab. Obwohl bei diesem speziellen Ausführungsbeispiel Wasser als Abführflüssigkeit verwendet wird, ist die Abführflüssigkeit nicht auf Wasser beschränkt. Wenn zwischen dem Gegenglied 2 und dem Schleifkörper 1 eine elektrische Spannung angelegt wird, ist es außerdem bevorzugt, daß die Abführflüssigkeit leitfähig ist, um dadurch das zwischen dem Gegenglied 2 und dem Schleifkörper 1 gebildete elektrische Feld zu verbessern. Zu diesem Zweck kann eine wässrige Lösung aus einem Elektrolyten verwendet werden.

Beispiel 1

Unter Verwendung eines Paares von Diamant-Schleifkörpern, von denen der eine mit einer erfindungsgemäße Anitzusetzvorrichtung ausgestattet war, während der andere ohne jegliche Antizusetzvorrichtung arbeitete, wurde ein plattenförmiger Gegenstand geschliffen, und es erfolgte eine Messung der Zeiten, die erforderlich waren, bis die Diamant-Schleifkörper in einem derartigen Ausmaß zugesetzt waren, daß ein Abrichten derselben erforderlich wurde. Dieser Zeitraum wird im folgenden als "Zusetzzeit" bezeichnet. Bei dem in der Antizusetzvorrichtung verwendeten Gegenglied handelte es sich um ein Gegenglied, das im wesentlichen die in Fig. 1 gezeigte Form besaß, und die Breite t des kleinen Spalts zwischen dem Gegenglied und dem Schleifkörper betrug 0,05 mm. Die Länge l betrug 40 mm, und die Breite der Schleiffläche gemessen in der zur Rotationsachse des Schleifkörpers 1 parallel verlaufenden Richtung betrug 10 mm und entsprach der Breite des Gegenglieds 2. Die weiteren Bedingungen und Ergebnisse sind in der Tabelle 1 genannt.

Tabelle 1

Wie in der Tabelle 1 zu sehen ist, konnte der Schleifvorgang bei dem ohne jegliche Antizusetzvorrichtung arbeitenden Schleifkörper nach einer Schleifzeit von 2 Stunden nicht länger fortgesetzt werden, da der Schleifkörper zugesetzt war. Im Gegensatz dazu konnte bei dem mit der erfindungsgemäßen Antizusetzvorrichtung arbeitenden Schleifkörper der Schleifvorgang wenigstens 24 Stunden lang ohne Abrichten des Schleifkörpers durchgeführt werden, obwohl im Vergleich zu dem Schleifkörper ohne Antizusetzvorrichtung die Schleiftiefe größer ist und die Schleifkörpervorschubgeschwindigkeit höher ist.

Beispiel 2

Unter Verwendung eines Paares von Diamant-Schleifkörpern, von denen der eine mit einer erfindungsgemäßen Antizusetzvorrichtung versehen war, während der andere ohne jegliche Antizusetzvorrichtung arbeitete, wurden 24 quadratische Stangen mit den Abmessungen von 60 × 60 × 8 mm, die in drei Reihen mit je acht Stangen angeordnet waren, geschliffen, und die Zusetzzeiten wurden gemessen. Bei dem in der Antizusetzvorrichtung verwendeten Gegenglied handelte es sich um ein Gegenglied, das im wesentlichen die in Fig. 1 gezeigte Form besaß, und die Breite t des kleinen Spalts zwischen dem Gegenglied und dem Schleifkörper betrug 0,5 mm. Die Länge 1 betrug 30 mm, und die Breite der Schleiffläche gemessen in der zur Rotationsachse des Schleifkörpers 1 parallel verlaufenden Richtung betrug 10 mm und entsprach der Breite des Gegenglieds 2. Die übrigen Bedingungen und Ergebnisse sind in der Tabelle 2 dargestellt.

Tabelle 2

Wie in der Tabelle 2 zu sehen ist, konnte der Schleifvorgang bei dem ohne jegliche Antizusetzvorrichtung arbeitenden Schleifkörper nach einer Schleifzeit von 2 Stunden nicht länger fortgesetzt werden, da der Schleifkörper zugesetzt war. Im Gegensatz dazu konnte bei dem Schleifkörper mit der erfindungsgemäßen Antizusetzvorrichtung der Schleifvorgang wenigstens 24 Stunden lang ohne Abrichten des Schleifkörpers durchgeführt werden, obwohl im Vergleich zu dem Schleifkörper ohne Antizusetzvorrichtung die Schleiftiefe größer ist und die Schleifkörpervorschubgeschwindigkeit höher ist.

Obwohl bei dem in Fig. 1 gezeigten Ausführungsbeispiel der kleine Spalt 5 zwischem dem Gegenglied 2 und dem Schleifkörper 1 eine Breite t aufweist, die über die gesamte Länge des Spalts im wesentlichen gleichmäßig ist, läßt sich die Änderung des Abführwasserdrucks in dem kleinen Spalt 5 dadurch steigern und lassen sich die sich auf der Schleiffläche absetzenden Späne dadurch wirksamer abführen, daß man eine oder mehrere Ausnehmungen 2 a in der der Schleiffläche des Schleifkörpers 1 zugewandten Frontseite des Gegenglieds 2 ausbildet, wie dies in Fig. 2 gezeigt ist.

Die Änderung des Abführwasserdrucks läßt sich auch dadurch steigern, daß man zusätzliches Abführwasser durch einen Kanal 2 c, der sich durch das Gegenglied 2 hindurcherstreckt, direkt in einen mittleren Bereich des kleinen Spalts 5 einspritzt, wie dies in Fig. 3 veranschaulicht ist.

Bei den in den Fig. 1 bis 3 gezeigten Ausführungsbeispielen ist die Abführwasser-Zufuhrdüse 3 separat von dem Gegenglied 2 ausgebildet. Die Düse 3 kann aber auch einstückig mit dem Gegenglied 2 ausgebildet sein, und zwar derart, daß das Austrittsende bzw. Mündungsende der Düse 3 in der Nähe der Schleiffläche angeordnet ist. Diese Anordnung ist deshalb vorteilhaft, weil der von der Düse 3 kommende Wasserdruck zum Abführen der Späne beitragen kann.

Obwohl bei den vorstehend beschriebenen Ausführungsbeispielen die erfindungsgemäße Antizusetzvorrichtung bei einem Schleifkörper zylindrischer oder scheibenförmiger Gestalt zur Verwendung kommt und sich die Schleiffläche des Schleifkörpers auf der äußeren Umfangsfläche desselben befindet, läßt sich die vorliegende Erfindung auch bei verschiedenen anderen Schleifkörpern verwenden, wie z. B. bei einem Schleifkörper der in Fig. 4 gezeigten Art. Der Schleifkörper 1′ besitzt eine im großen und ganzen becherförmige Gestalt, und er weist eine Schleiffläche 1 b′ auf, die sich in dem Randbereich an einer Endfläche des Schleifkörpers 1′ befindet. Selbstverständlich ist bei diesem Ausführungsbeispiel ebenfalls ein Gegenglied 2′ vorgesehen, das der Schleiffläche 1 b′ in dem Randbereich an der Endfläche des Schleifkörpers 1′ gegenüberliegend angeordnet ist.

Aus der vorstehenden Beschreibung ergibt sich, daß sich mit einer erfindungsgemäßen Antizusetzvorrichtung die Häufigkeit, in der ein Abrichten des Schleifkörpers vorgenommen werden muß, beträchtlich reduzieren läßt. Dabei ist es sehr zweckdienlich, das Gegenglied 2 aus einem zum Abrichten des Schleifkörpers 1 geeigneten Material zu bilden, so daß sich ein Abrichten des Schleifkörpers 1 dadurch bewirken läßt, daß man das Gegenglied 2 einfach gegen den rotierenden Schleifkörper 1 drückt.

Falls es gewünscht ist, kann man aber auch einen zum Abrichten dienenden Schleifkörper 6 separat von dem Gegenglied 2 an einer der Schleiffläche des Schleifkörpers 1 gegenüberliegenden Stelle anordnen, so daß sich das Abrichten des Schleifkörpers 1 und/oder eine Korrektur eines teilweisen Abriebs des Schleifkörpers 1 dadurch erzielen lassen, daß man den Schleifkörper 6 gegen den Schleifkörper 1 drückt.

Claims (9)

1. Antizusetzvorrichtung zur Verhinderung des Zusetzens einer Schleiffläche eines Schleifkörpers mit Spänen, gekennzeichnet durch ein Gegenglied (2; 2′), das der Schleiffläche (1 b; 1 b′) des Schleifkörpers (1; 1′) unter Freilassung eines kleinen Spalts (5) über eine vorbestimmte Länge gegenüberliegend angeordnet ist, und durch eine Abführflüssigkeit-Zuführeinrichtung (3) die Spanabführflüssigkeit von dem in bezug auf die Rotationsrichtung des Schleifkörpers (1; 1′) stromaufwärts gelegenen Ende des Gegenglieds (2; 2′) her in den kleinen Spalt (5) zwischen dem Gegenglied (2; 2′) und der Schleiffläche (1 b; 1 b′) des Schleifkörpers (1; 1′) einleitet.

2. Antizusetzvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Schleifkörper (1; 1′) und das Gegenglied (2; 2′) mit entgegengesetzten Polen einer elektrischen Energiequelle (4) derart verbunden sind, daß zwischen dem Schleifkörper und dem Gegenglied eine elektrische Spannung anlegbar ist.

3. Antizusetzvorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Breite des kleinen Spalts (5) zwischen der Schleiffläche (1 b; 1 b′) und dem Gegenglied (2; 2′) nicht größer als 1 mm ist.

4. Antizusetzvorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Breite des kleinen Spalts (5) 0,05 mm bis 0,5 mm beträgt.

5. Antizusetzvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die vorbestimmte Länge, über die das Gegenglied (2; 2′) dem Schleifkörper (1; 1′) gegenüberliegt, nicht kleiner als 5 mm ist.

6. Antizusetzvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß sich die Breite des kleinen Spalts (5) in der Längsrichtung desselben ändert.

7. Antizusetzvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß das Gegenglied (2) mit einem sich durch diesen hindurcherstreckenden Kanal (2 c) zum Einleiten von zusätzlicher Spanabführflüssigkeit in den kleinen Spalt (5) zwischen dem Gegenglied (2) und der Schleiffläche (1 b) versehen ist.

8. Antizusetzvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß es sich bei der Spanabführflüssigkeit um Kühlwasser zum Kühlen des Schleifkörpers (1; 1′) während des Betriebs desselben handelt.

9. Antizusetzvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß das Gegenglied (2; 2′) aus einem Material gebildet ist, das zum Abrichten des Schleifkörpers (1; 1′) geeignet ist, und daß das Gegenglied (2; 2′) dazu ausgelegt ist, zum Abrichten des Schleifkörpers (1; 1′) gegen die Schleiffläche (1 b; 1 b′) des Schleifkörpers (1; 1′) gedrückt zu werden.