DE3804781A1

DE3804781A1 - Schleifscheibe

Info

Publication number: DE3804781A1
Application number: DE19883804781
Authority: DE
Inventors: Werner Riha
Original assignee: ZF Friedrichshafen AG
Current assignee: ZF Friedrichshafen AG
Priority date: 1987-02-28
Filing date: 1988-02-16
Publication date: 1989-06-01
Also published as: DE3804781C2

Description

Die Erfindung betrifft eine Schleifscheibe nach dem Oberbegriff des Anspruches 1.

Hohe Schleifleistungen, die vor allem durch den Einsatz von Beschichtungen mit kubischen Bornitrid infolge niedriger, abrasiver Abnutzung erzielt werden, haben zur Folge, daß aufgrund der erhöhten Zerspanungsleitung ein großer Wärmeanfall und damit verbunden die Gefahr hoher Temperaturen im Arbeitsbereich des Schleifwerkzeuges auftreten. Beim Schleifen schwer zerspanbarer Werkstoffe mit geringer Wärmeleitfähigkeit, wie z. B. Titanlegierung, Keramikwerkstoffe und gesintertes Hartmetall oder überhitzungsempfindlicher Werkstoffe, wie z. B. Werkzeug-, Einsatz- und Vergütungsstählen, können in der Randschicht zahlreiche Defekte entstehen, vorwiegend Brände, Mikrorisse, Strukturveränderungen sowie hohe innere Spannungen. Diese Defekte müssen vermieden werden.

Es ist bekannt (Werkstatt und Betrieb 116, Seite 681, Kacalak, Plichta: Schleifscheiben), das Schleifergebnis durch zweckmäßiges Profilieren und geometrisches Gestalten der Schleifscheibenoberfläche zu verbessern. Durch regelmäßig angeordnete Vertiefungen oder Rillen in den Schleifscheibenoberflächen ist auf der Schleifscheibe die zum Schleifen verfügbare Fläche um die Summe der Flächen der Vertiefungen oder Rillen vermindert und damit die Zerspanungsleistung der Schleifscheibe pro Umdrehung vermindert. Kühlflüssigkeit in diesen Vertiefungen oder Rillen befördert die aus der Zerspanungsleistung resultierende Wärme aus dem unmittelbaren Schleifbereich und reduziert lokale Temperaturspitzen.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die Schleifleistung einer Schleifscheibe der eingangs beschriebenen Art zu erhöhen und die Qualität der Randzonen der geschliffenen Flächen zu verbessern.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß eine Abdeckhaube die gesamte Schleifscheibe bis auf einen Arbeitsausschnitt im Bereich der Schleifflächen umgibt und daß in der Schleifscheibe Bohrungen verlaufen, die in Kühlölnuten münden und daß den Bohrungen Kühlöl zugeführt wird und die Bohrungen von der Rotationsachse zum Umfang der Schleifscheibe hin gerichtet sind.

Es ist bekannt (DE-AS 11 23 227), mittels an der Schleifstelle einander gegenüberliegend angeordnete Kühl- bzw. Schmiermittelzufuhrdüsen, deren Mündungen möglichst nahe an die Schleifstelle heranreichen, unzulässige Erhitzung des Werkstückes zu verhindern. Hierbei sind die Zufuhrdüsen für das Kühl- und Schmiermittel in einem Gehäuse angeordnet, das die Schleifscheibe allseitig, bis auf einen Ausschnitt, um das Werkstück an die Schleifscheibe heranführen zu können, umschließt. Bei dieser Düsenordnung ist das austretende Kühlschmiermittel nicht in der Lage, den mit der Schleifscheibe umlaufenden Luftmantel zu durchdringen, so daß nur sehr wenig Kühlschmiermittel an die eigentliche Schleifstelle gelangt.

Die vorliegende Erfindung verbessert diese Anordnung und erzielt durch eine verbesserte Kühlung der Schleifscheibe eine erhöhte Schleifleistung.

Da der Trägerkörper mit der Abdeckhaube einen Ölrückhalteraum bildet und von einem Ölversorgungssystem im Inneren des Trägerkörpers Bohrungen im Trägerkörper zu den auf den äußeren Schleifflächen befindlichen Kühlölnuten führen, ist eine besonders zuverlässige Beschickung der Kühlölnuten mit Kühlöl gewährleistet. In Abhängigkeit von der Drehzahl der Schleifscheibe wird das Kühlöl aus dem Ölversorgungssystem durch die Zentrifugalkraft in die zur Schleiffläche führenden Bohrungen gedrückt und somit eine drehzahl- bzw. leistungsabhängige Versorgung der äußeren Kühlölnuten mit Kühlöl erreicht.

Durch Variierung der sowohl radialen als auch axialen Ausrichtung dieser Bohrungen kann der Wirkungsgrad der Kühlung verändert werden und die kritischen Stellen werden gezielt mit Kühlöl versorgt.

Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausführung der Erfindung münden die Kühlölzuführungsleitungen in Drehrichtung der Schleifscheibe vor dem Arbeitsbereich annähernd tangential zur Drehrichtung in die Abdeckhaube beidseitig des Topfrandes, so daß die Beförderung des Kühlöles zum Arbeitsbereich durch die Drehung der Schleifscheibe unterstützt ist und eine turbulenzfreie Benetzung der Schleiffläche mit Kühlöl erfolgt.

Zwei Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in der Zeichnung dargestellt und werden im folgenden näher beschrieben. Es zeigt

Fig. 1 einen Schnitt entsprechend der Linie I-I in Fig. 2 durch eine Schleifscheibe,

Fig. 2 eine Draufsicht der Schleifscheibe,

Fig. 3 eine zweite Ausführung der vorliegenden Erfindung und

Fig. 4 eine Draufsicht der zweiten Ausführung.

Fig. 1: Die Schleifscheibe enthält einen topfförmigen Trägerkörper 3, der über seinen im wesentlichen ebenen Topfboden 4 von einer Antriebswelle 2 angetrieben wird. Der Topfrand des Trägerkörpers 3 ist dachförmig und innen sowie außen mit Schleifmaterial beschichtet, z. B. mit kubischem Bornitrid. Auf diesem beschichteten Topfrand 5 sind Kühlölnuten 7, die den Schleifbelag unterbrechen, angebracht. Die Schleifmaterialschichten laufen spitzwinklig aufeinander zu und werden durch die Kühlölnuten 7, die geneigt zur Drehrichtung 14 der Schleifscheibe verlaufen, in Schleifflächen 6 unterteilt.

Ein Ölrückhalteraum 8 befindet sich zwischen dem topfförmigen Trägerkörper 3 und einer Abdeckhaube 11, die sich der Kontur des Trägerkörpers anpaßt und diesen bis auf eine Aussparung im Arbeitsbereich 12 der Schleiffläche vollständig abdeckt, wodurch das Kühlöl zuverlässig daran gehindert wird, von den Schleifflächen 6 geschleudert zu werden, bevor es den Arbeitsbereich 12 der Schleifscheibe erreicht hat.

Unterhalb des dachförmigen Topfrandes 5 ist ein Ölsammelraum 10, der über Bohrungen 9 im Trägerkörper 3 mit den Kühlölnuten 7 auf der äußeren Schleiffläche 6 verbunden ist. Diese Bohrungen 9 können radial geneigt zur Drehachse 15 des Trägerkörpers verlaufen. In Drehrichtung der Schleifscheibe vor dem Arbeitsbereich 12 treten annähernd tangential zur Drehrichtung 14 in die Abdeckhaube zwei Kühlölzufuhrkanäle 13 beidseitig des Topfrandes ein (siehe Fig. 2).

Fig. 3, 4: Die Schleifscheibe enthält einen scheibenförmigen Trägerkörper 3, der von einer Antriebswelle 2 angetrieben wird. Der Scheibenrand 5 des Trägerkörpers 3 hat ein Umfangsprofil und ist mit Schleifmaterial beschichtet, z. B. mit kubischem Bornitrid. Auf diesem beschichteten Scheibenrand 5 sind Kühlölnuten 7, die den Schleifbelag unterbrechen, angebracht. Die Schleifmaterialschichten laufen spitzwinklig aufeinander zu und werden durch die Kühlölnuten 7, die geneigt zur Drehrichtung 14 der Schleifscheibe verlaufen, in Schleifflächen 6 unterteilt.

Der scheibenförmige Trägerkörper 3 ist durch eine Abdeckhaube 11, die sich der Kontur des Trägerkörpers 3 anpaßt, bis auf eine Aussparung im Arbeitsbereich 12 der Schleifscheibe vollständig abgedeckt. Die Abdeckhaube 11 verhindert das Wegschleudern des Kühlöles vor Erreichen des Arbeitsbereiches 12.

Die Kühlölnuten 7 sind über die Bohrungen 9 im Trägerkörper 3 und eine Ölzufuhrleitung 13 in der Antriebswelle 2 mit einem Kühlölversorgungssystem (nicht dargestellt) verbunden.

Funktionsbeschreibung

Die Kühlölzufuhrkanäle 13 sind entweder mit den Bohrungen 9 im Trägerkörper 3 der Schleifscheibe direkt verbunden oder speisen das Kühlöl zwischen Abdeckhaube und Schleifscheibe ein, von wo es zunächst in einen Ölsammelraum 10 und von da in die Bohrungen 9 im Trägerkörper 3 gelangt. Die Bohrungen 9 sind so im Trägerkörper 3 angeordnet, daß die bei Drehung der Schleifscheibe entstehende Zentrifugalkraft das Kühlöl durch die Bohrungen 9 fördert. Die Bohrungen 9 münden in Kühlölnuten 7, in denen das Kühlöl weitertransportiert wird und die angrenzenden Schleifflächen 6 benetzt. Durch die Abdeckhaube 11 wird das Kühlöl auf der Schleiffläche 6 zurückgehalten und am Wegschleudern gehindert, bevor der Arbeitsbereich 12 der Schleifscheibe erreicht ist.

Durch die Anordnung und Ausgestaltung der Kühlölnuten 7 quer zur Drehrichtung 14 der Schleifscheibe und bogenförmig bzw. spiralförmig innerhalb der Schleifflächen 6 ist die Benetzung der Schleifflächen 6 im Arbeitsbereich 12 wirkungsgünstig gestaltet und durch die Bohrungen 9 wird eine zusätzliche Kühlung innerhalb der Schleifscheibe erzielt und die Versorgung der Kühlölnuten 7 mit Kühlmittel sichergestellt. Die Neigung zur Drehrichtung 14 sowie die Breite der Kühlölnuten 7 kann hierbei, je nach Grad der gewünschten Kühlung und Schleifleistung, variiert werden.

Der Ausschnitt, den die Abdeckhaube auf der Schleiffläche als Arbeitsbereich 12 freiläßt, sollte nicht größer sein als 90° und vorzugsweise nur die Schleiffläche freilassen.

Die Wirkungsweise der vorgenannten Anordnung ist mit nur einer Kühlmittelzuleitung 13 oder mehr als zwei Kühlmittelzuleitungen 13 vorteilhaft möglich.

Bezugszeichenliste

1 Arbeitstisch
2 Antriebswelle
3 Trägerkörper
4 Topfboden
5 Scheibenrand
6 Schleifflächen
7 Kühlölnuten
8 Ölrückhalteraum
9 Bohrung
10 Ölsammelraum
11 Abdeckhaube
12 Arbeitsbereich
13 Kühlölzufuhrleitung
14 Drehrichtung
15 Drehachse

Claims

1. Schleifscheibe, bestehend aus einem Trägerkörper mit beschichteten Schleifflächen aus kubischem Bornitrid oder ähnlichem Schleifmittel, die durch schräg zur Drehrichtung verlaufende Kühlölnuten unterbrochen sind, dadurch gekennzeichnet, daß eine Abdeckhaube (11) die gesamte Schleifscheibe bis auf einen Arbeitsausschnitt (12) im Bereich der Schleiflächen (6) umgibt und daß in der Schleifscheibe Bohrungen (9) verlaufen, die in die Kühlölnuten (7) münden und daß den Bohrungen (9) Kühlöl zugeführt wird und die Bohrungen (9) von der Rotationsachse (14) zum Umfang der Schleifscheibe hin gerichtet sind.

2. Schleifscheibe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Trägerkörper (3) topfförmig ist und die Bohrungen (9) im Topfrand (5) angebracht sind.

3. Schleifscheibe nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Trägerkörper (3) mit der Abdeckhaube (11) einen im Innenraum liegenden Ölsammelraum (10) bildet, von dem Bohrungen (9) zu den auf den äußeren Schleifflächen (6) befindlichen Kühlölnuten (7) führen.

4. Schleifscheibe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Trägerkörper (3) scheibenförmig ist und die Bohrungen von der Drehachse (14) der Schleifscheibe radial nach außen zu den in den Schleifflächen (6) verlaufenden Kühlölnuten (7) führen.

5. Schleifscheibe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß Kühlölzuführungsleitungen (13) in Drehrichtung der Schleifscheibe vor dem Arbeitsausschnitt (12) annähernd tangential in die Abdeckhaube (11) zu beiden Seiten des Topfrandes (5) einmünden.