DE4136169C2 - Arbeitsscheibenanordnung - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Arbeitsscheibenanordnung, gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.

Eine solche Arbeitsscheibenanordnung ist in der DE 32 19 344 A1 beschrieben und umfaßt einen Teller und eine von diesem getragene Arbeitsscheibe.

Der Teller ist zur Einspannung in einen Werkzeug-Drehantrieb einge­ richtet, wie etwa ein elektrisch oder mit Preßluft betriebenes Handwerkzeug, z. B. eine Handbohrmaschine, einen Winkelschleifer o. dgl.

Der Teller besteht bevorzugt aus einem flexiblen oder federnd nach­ giebigen Material, so daß er, wenn er gegen ein Werkstück ange­ drückt wird, sich an dessen Oberfläche anschmiegt, auch wenn die Drehachse des Tellers nicht senkrecht zu dieser ausgerichtet ist. Das Material des Tellers kann z. B. Gummi sein, ist jedoch am vor­ teilhaftesten geschäumtes Polyurethan.

In die von der Einspannung des Tellers abgewandte Stirnfläche sind bei dem bekannten Teller kurze, von diesem abstehende Häkchen ein­ gelassen und im Material des Tellers verankert und bilden eine die gesamte Stirnfläche bedeckende Klettschicht. Bei der Erfindung sind neben einer Verklebung der Klettschicht mit der Stirnfläche auch die in der obengenannten Druckschrift genannten Verankerungsmittel bevorzugt, so daß die Offenbarung dieser Druckschrift ausdrücklich in die vorliegende Anmeldung mit aufgenommen ist.

Die Arbeitsscheibe kann als unsteife Schleif- oder Polierscheibe etwa aus Schleifpapier, Schmirgelleinen oder Lammfell ausgebildet sein, weist im wesentlichen den selben Durchmesser auf wie der Tel­ ler und weist an der dem Teller zugewandten Oberfläche eine Ein­ griffsbeschichtung auf, die sich bei der bekannten Anordnung über diese gesamte Oberfläche erstreckt.

Die Eingriffsbeschichtung ist so ausgebildet, daß sie mit der Klettschicht in eine haltende Verbindung tritt, wenn sie gegen die­ se angedrückt wird, und besteht z. B. aus Velour.

Es ist somit möglich, eine unverbrauchte Arbeitsscheibe dadurch an dem Teller zu befestigen, daß man sie mit ihrer Eingriffsbeschich­ tung einfach gegen die Klettschicht andrückt. Ebenso kann die ver­ brauchte Arbeitsscheibe einfach vom Teller abgezogen werden.

Wenn aber nun die Arbeitsscheibe beim Gebrauch über einen längeren Zeitraum schweren Belastungen ausgesetzt wird, wie etwa bei Schleifarbeiten an Blechteilen oder sonstigen Metallteilen, dann treten in der Arbeitsscheibe hohe Temperaturen auf, und zwar insbe­ sondere im Randbereich, wo besonders hohe Umfangsgeschwindigkeiten vorliegen.

Die hohen Temperaturen führen dazu, daß bei den hauptsächlich für Heimwerkermaschinen hergestellten Tellern mit aufgeklebter Klett­ schicht der Kleber erweicht und die Klettschicht sich entweder vom Teller ablöst und mit der Arbeitsscheibe davonfliegt, oder mit der Arbeitsscheibe verklebt, so daß sich diese nach der Arbeit nicht mehr vom Teller ablösen läßt.

Auch bei Anordnungen der eingangs genannten Art, bei denen die Klettschicht in das Kunststoffmaterial des Tellers eingespritzt ist, treten bei den genannten hohen Temperaturen Schäden auf, die die gesamte Anordnung, wie auch jene mit aufgeklebter Klettschicht, unbrauchbar werden lassen.

Eine andere aus dem DE 80 31 256 U1 bekannte Arbeitsscheibenanordnung weist zwei ringförmige Klettverschlußzonen auf, wobei die eine dieser Klettverschlußzonen am äußeren Rand der Tellerscheibe angeordnet ist. Auch bei dieser bekannten Arbeitsscheibenanordnung treten die o. g., durch die hohen Temperaturen bedingten Schäden auf.

Aufgabe der Erfindung ist es daher, die genannten Probleme zu mildern und die Arbeitsscheibenanordnung der eingangs genannten Art dahingehend weiterzubilden, daß auch nach hohen Belastungen der Arbeitsscheibe, die zu hohen Temperaturen in deren Randbereich füh­ ren, die Befestigung und Ablösbarkeit der Arbeitsscheibe und damit deren Brauchbarkeit gewährleistet bleiben.

Diese Aufgabe wird durch eine Arbeitsscheibenanordnung mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1 gelöst.

Hierbei erstreckt sich die Klettschicht nicht, wie bei dem bekann­ ten Teller, über die gesamte Oberfläche seiner Stirnseite, sondern nur über deren mittleren Bereich, der auch bei starker Belastung und somit Erhitzung der Arbeitsscheibe in deren Randbereich nur so­ weit erwärmt wird, daß die Anbringung der Klettschicht nicht gelöst wird und die gesamte Anordnung keinen Schaden nimmt.

Während man bisher davon ausging, daß die Kraftübertragung zwischen dem Teller und der Arbeitsscheibe in erster Linie im Randbereich stattfindet, in welchem nur verhältnismäßig geringe Umfangskräfte übertragen werden müssen, haben Versuche erge­ ben, daß ein mit der Klettschicht besetzter mittlerer Bereich, des­ sen Durchmesser nur etwa zwei Drittel des Durchmessers des Tellers bzw. der Arbeitsscheibe entspricht, voll zur störungsfreien Kraft­ übertragung ausreicht.

Es ist grundsätzlich möglich, zusammen mit dem erfindungsgemäßen Teller eine herkömmliche Arbeitsscheibe zu verwenden, deren gesamte dem Teller zugewandte Oberfläche mit der Eingriffsbeschichtung ver­ sehen ist, so daß die erfindungsgemäße Anordnung nicht ausschließ­ lich auf die Verwendung spezieller Arbeitsscheiben angewiesen ist.

Bei der erfindungsgemäßen Arbeitsscheibenanordnung wird nicht nur die Wärmeübertragung aus dem Randbereich der Arbeitsscheibe auf deren mittleren Bereich stark gemindert und damit letztlich die Initiierung einer Ablösung der Eingriffsschicht vermieden, sondern es ist auch möglich, die dem Randbereich des Tellers zugewandte Oberfläche der Arbeitsscheibe so auszubilden, daß sie beim Andrücken gegen den Teller einen Reibschluß mit diesem eingeht, der erheblich zur Kraftübertragung in Umfangsrichtung beiträgt.

Es müssen nämlich nur dann hohe Umfangskräfte übertragen werden, wenn die Arbeitsscheibe kräftig gegen den Teller angedrückt wird, so daß dann auch der Reibschluß im Randbereich infolge dieser An­ druckkraft wirksam wird.

Das Material des Tellers, vorzugsweise geschäumtes Polyurethan, ist seinerseits jedoch weitgehend temperaturbeständig; selbst wenn sei­ ne Oberfläche durch die thermische Belastung geringfügig und vor­ übergehend erweichen sollte, führt dies nicht zur bleibenden, die Brauchbarkeit beschränkenden Beschädigung des Tellers.

Das Material einer herkömmlichen, flexiblen Schleifscheibe ist auch auf seiner Rückseite von einer solchen Beschaffenheit, daß bei der bei üblicher Benutzung auftretenden Andruckkraft ein guter Reib­ schluß mit dem Teller entsteht.

Es ist dabei günstig, wenn die Klettschicht und auch die Eingriffsbeschichtung kreisrunde Bereiche bedecken und im wesentlichen homogen strukturiert sind, so daß sie aus einem Bahnmaterial ausgestanzt oder ausgeschnitten und auf Teller und Arbeitsscheibe aufgeklebt werden können. Es ist aber auch möglich und ggf. vorteilhaft, eine andere als eine runde Kontur vorzusehen, etwa eine sternförmige Kontur, die etwa wärmeleitende Drahtverstärkungen in der Arbeitsscheibe ausspart.

Es ist auch möglich, die Eingriffsbeschichtung etwa durch Beflocken oder geeignetes Strukturieren der Arbeitsscheibe selbst auszubilden bzw. zu ersetzen; es können auch die Hakenausbildungen am Teller mit örtlich unterschiedlicher Ausbildung und Festigkeit vorgesehen sein.

Bevorzugt ist die Klettschicht des Tellers von einer Ringnut umge­ ben, die als Wärmesperre den Wärmeübergang vom Randbereich aus ra­ dial nach innen behindert. Außerdem bildet die Ringnut beim Biegen des flexiblen Tellers eine Unstetigkeitsstelle, die verhindert, daß dadurch ein Ablösen der Klettschicht vom Teller initiiert wird, daß das örtliche Wegbiegen des Tellers von der Klettschicht deren er­ höhte Haftfähigkeit an diesem erfordert, diese Haftfähigkeit aber wegen der Erwärmung verringert ist.

Im Randbereich des Tellers sind gemäß einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung Nuten ausgespart, die vorzugsweise in den Außenumfang und/oder in die Ringnut des Tellers einmünden.

Im Bereich dieser Nuten ist der Wärmeübergang zwischen Arbeits­ scheibe und Teller verringert, so daß die Standfähigkeit des Tel­ lers verbessert ist; außerdem kann bevorzugt Kühlluft durch die Nuten strömen und insbesondere in die Ringnut gelangen, von wo aus somit Wärme abgeführt werden kann und damit die Erwärmung der Klettschicht bzw. deren Klebschicht noch weiter gemindert werden kann. Es ist ggf. auch vorteilhaft, den Teller durchsetzende Ab­ luftkanäle vorzusehen, die in die Ringnut einmünden.

Abgesehen von dieser Wirkung der Nuten sind diese auch wie das Reifenprofil eines Kraftwagens wirksam und krallen sich in die ge­ genüberliegende Oberfläche der Arbeitsscheibe ein, wenn diese gegen den Teller angedrückt wird, so daß dann zusätzliche Umfangskräfte übertragen werden können.

Die Nuten sind gemäß einer weiteren Ausgestaltung bogenförmig aus­ gebildet, erstrecken sich insgesamt in radialer Richtung und münden in einer solchen Richtung in den Umfang des Tellers ein, daß sie dort zur Drehrichtung hin geneigt sind, so daß bei der Drehung des Tellers Luft in die Nuten geschöpft wird und somit die Ringnut zwangsbelüftet wird. Außerdem tragen die im wesentlichen quer zur Drehrichtung verlaufenden Nuten zur besseren Kraftübertragung bei.

Wie bereits oben angedeutet, ist es zweckmäßig, die Biegung des mittleren, die Klettschicht tragenden Bereiches möglichst zu ver­ meiden, um sicherzustellen, daß die Klettschicht auch dann haften bleibt, wenn der diese Klettschicht befestigende Kleber infolge seiner Erwärmung nicht mehr seine volle Festigkeit aufweist. Deshalb ist es günstig, den Teller so auszubilden, daß sich beim Gebrauch im wesentlichen nur sein dem Randbereich entsprechender Teil verbiegen kann.

Dies kann dadurch erreicht werden, daß die Dicke des Randbereiches geringer ist als jene des mittleren Bereiches, daß der mittlere Bereich eine Verstärkung aufweist und/oder daß der Randbereich geschwächt ist.

Als Verstärkung kann etwa eine Metalleinlage mittig in den Teller eingebettet sein; die Schwächung des Randbereiches wird durch ge­ eignete Anordnung, Breite und/oder Tiefe der Nuten erreicht.

Der Gegenstand der Erfindung wird anhand der beigefügten, schemati­ schen Zeichnung beispielsweise noch näher erläutert; in dieser zeigt

Fig. 1 eine Draufsicht auf den Teller der erfindungsgemäßen Ar­ beitsscheibenanordnung, von unten her gesehen (Ansicht I-I in Fig. 2), und

Fig. 2 eine Schnittdarstellung gemäß der Linie II-II in Fig. 1.

Die gezeigte Arbeitsscheibenanordnung besteht aus einem Teller 1 und einer Schleifscheibe 2 als Arbeitsscheibe.

Der Teller 1 besteht aus flexiblem Schaum-Polyurethan und ist im we­ sentlichen bezüglich seiner Drehachse 3 rotationssymmetrisch ge­ formt und ist aus einer flachen Scheibe gebildet, die eine im we­ sentlichen ebene Stirnfläche 4 aufweist, die sich bis zum Umfang erstreckt, während die entgegengesetzte Radialfläche an ihrem Um­ fang abgeschrägt ist und in ihrer Mitte einen abstehenden Ansatz aufweist, von dem aus sich eine mit dem Teller 1 fest verbundene Antriebsachse 5 erstreckt, deren Mittelachse mit der Drehachse 3 zusammenfällt.

Die Stirnfläche 4 ist unterteilt in einen einen kreisförmigen, auf die Drehachse 3 zentrierten mittleren Bereich und einen kreisring­ förmigen, auf die Drehachse 3 zentrierten Randbereich, die vonein­ ander durch eine Ringnut 6 getrennt sind, die zur Stirnfläche 4 hin offen ist.

Die Stirnfläche 4 ist im mittleren Bereich mit einer Klettschicht 7 überzogen, die aus von der Stirnfläche 4 abstehenden, kurzen, schlan­ ken Stiften gebildet ist, deren freie Enden hakenartig umgebogen bzw. ausgebildet sind.

Der mittlere Bereich kann gegenüber dem Randbereich so zurückge­ setzt sein, daß die hakenartigen Enden der Stifte der Klettschicht 7 in oder nahe der Ebene des Randbereiches liegen.

Der Randbereich der Stirnfläche 4 ist von Nuten 8 durchzogen, die bogenförmig und im wesentlichen radial angeordnet sind. Diese Nuten 8 münden mit ihren einen Enden in die Ringnut 6 und mit ihren anderen Enden in die Umfangskante des Tellers 1, wobei diese anderen Enden so zur Drehrichtung (Pfeil) hin geneigt sind, daß bei der Drehung des Tellers 1 in Pfeilrichtung die Nuten 8 Luft schöpfen und zur Ringnut 6 fördern.

Durch die randseitige Abschrägung und die Nuten 8 ist der Teller 1 im Randbereich weniger steif als im mittleren Bereich; wird durch ein­ seitigen Andruck des Tellers 1 gegen eine Werkstückfläche dieser fe­ dernd verformt, dann nimmt er die in Fig. 2 strichpunktiert gezeig­ te Gestalt an; wie erkennbar, überträgt sich die Biegung des Rand­ bereiches infolge der Ringnut 6 nicht oder allenfalls nur wenig auf den mittleren Bereich. Im übrigen dient die Ringnut 6 als Wärme­ sperre, die die Wärmeübertragung vom Randbereich zum mittleren Be­ reich hemmt.

Die Schleifscheibe 2 weist den gleichen oder einen etwas größeren Durchmesser auf als der Teller 1 und ist im mittleren Be­ reich der Klettschicht 7 gegenüberliegend mit einer Eingriffs­ beschichtung 9 ausgebildet, die an einem Schleifscheibenkörper 10 befestigt ist und den gleichen oder einen geringfügig geringeren Durchmesser als die Klettschicht 7 aufweist.

Die Eingriffsbeschichtung 9 ist so ausgebildet, daß sie durch An­ drücken gegen die Klettschicht 7 mit dieser in haltenden, aber lösba­ ren Eingriff bringbar ist.

Claims (5)

1. Arbeitsscheibenanordnung, bestehend aus einem in eine Bohrmaschine, einen Winkelschleifer o. dgl. zur Drehung um seine Achse einspannbaren Teller aus mindestens teilweise flexiblem Material, vorzugsweise geschäumtes Polyurethan, und einer auf der freien Stirnseite des Tellers auswechselbar befestigbaren und über ihre im wesentlichen gesamte Oberfläche von diesem abstützbaren Arbeitsscheibe, vorzugsweise einer Schleifscheibe, wobei an der freien Stirnseite des Tellers eine Klettschicht befestigt ist, die mit einer Eingriffsbeschichtung an der Arbeitsscheibe zu deren Befestigung in lösbaren Eingriff bringbar ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Klettschicht (7) nur den mittleren Bereich der freien Stirnseite (4) des Tellers (1) abdeckt, während der Randbereich des Tellers (1) unmittelbar gegen die Arbeitsscheibe (2) anlegbar ist und die Eingriffsbeschichtung (9) der Arbeitsscheibe (2) in Größe und Form der Klettschicht (7) des Tellers (1) entspricht.

2. Arbeitsscheibenanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Durchmesser des von der Klettschicht (7) abgedeckten mittleren Bereiches des Tellers (1) die Hälfte bis drei Viertel, vorzugweise etwa zwei Drittel des Durchmessers des Tellers (1), beträgt.

3. Arbeitsscheibenanordnung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der mittlere, die Klettschicht (7) tragende Bereich der Stirnseite (4) des Tellers (1) zum Randbereich hin durch eine bevorzugt kreisförmige Ringnut (6) abgegrenzt ist.

4. Arbeitsscheibenanordnung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Randbereich der Stirnseite (4) des Tellers (1) offene Nuten (8) aufweist, die zwischen dem Außenumfang des Tellers (1) und der Ringnut (6) verlaufen.

5. Arbeitsscheibenanordnung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Nuten (8) bogenförmig ausgebildet sind und an der Einmündung in den Außenumfang des Tellers (1) in Drehrichtung weisen.