DE4227373C1 - Schleifwerkzeug - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein drehend angetriebenes Schleifwerkzeug zum Schleifen von Kanten unter Veränderung des Kantenprofils durch einen vorbestimmten sich über die Breite der Kanten ändernden Materialabtrag, mit einem Trägerkörper zur Aufnahme eines Schleif­ mittelringes, der mit einer außenliegenden, die Schliffkontur bestimmenden Umfangsrille mit Schleifunterbrechungszonen, die sich in Umfangsrichtung erstrecken, versehen ist.

Weiterhin betrifft die Erfindung ein Verfahren zur Herstellung und ein Verfahren zur Wiederaufarbeitung des erfindungsgemäßen Schleifwerkzeugs.

Ein derartiges Schleifwerkzeug ist bekannt aus dem JP-Abstract 54-112 087. Die dort gezeigten Schleifunterbrechungszonen stehen senkrecht zur Umfangsrichtung und dienen der Abfuhr von Schleif­ material, um das Zusetzen der Umfangsrille zu verhindern.

Außerdem ist aus der US 4,457,113 ein derartiges Schleif­ werkzeug ohne Schleifunterbrechungszonen bekannt.

Bei diesen Schleifwerkzeugen wird der Trägerkörper fortlaufend drehend angetrieben, wobei sich in der Umfangsrille die Kante des zu bearbeitenden Werkstücks befindet. Das Werkstück wird nun entsprechend dem Schleif-Fortschritt mit einer bestimmten Vor­ schubgeschwindigkeit geführt, so daß die zu schleifende Kante des Werkstücks die Kontur der Umfangsrille annimmt.

Verwendet werden derartige Schleifwerkzeuge insbesondere zum Schleifen der Kanten von Glasscheiben. In diesem Anwendungs­ beispiel werden die ursprünglich rechtwinkligen Bruchkanten der Glasscheiben so bearbeitet, daß diese letztlich eine gewisse Rundung aufweisen, welche durch die Kontur der Umfangsrille vor­ gegeben ist.

Es soll jedoch darauf hingewiesen werden, daß dies keine Einschränkung der Erfindung auf diesen Anwendungsfall sein soll, sondern daß die Erfindung grundsätzlich an Schleifwerkzeugen aller Art zum Bearbeiten von Kanten Anwendung finden kann.

Naturgemäß unterliegen derartige Schleifwerkzeuge einem Verschleiß. Deshalb ist die sogenannte Standzeit dieser Schleif­ werkzeuge beschränkt.

Im Rahmen der vorliegenden Anmeldung wird unter Standzeit dieje­ nige Zeit verstanden, in welcher das Schleifwerkzeug im fort­ gesetzten Arbeitsbetrieb verbleiben kann, ohne daß eine Beeinträchtigung der geforderten Werkstückgenauigkeit einschließlich der zulässigen Toleranzabweichungen auftritt.

Im industriellen Bereich werden die bekannten Schleifwerkzeuge nach einem Standzeitzyklus zumeist wieder aufgearbeitet. Beim Aufarbeitungsprozeß wird durch Abtrag der verschleißbedingten Kontur das Schleifmittel soweit entfernt, bis die Kontur der Umfangsrille wieder der anfänglichen und neuwertigen Kontur ent­ spricht.

Sodann steht das Schleifwerkzeug einem weiteren Standzeitzyklus zur Verfügung.

Die Dauer eines derartigen Standzeitzyklus hängt von vielen Einflußgrößen ab, von denen die Materialen von Schleifmittel und Werkstück, die Härte des Schleifmittels in Bezug zur Härte des Werkstücks, die Schleifmittelverteilung, die Schleifkorngröße, die Bindemitteleigenschaften und die Eigenschaften der beim Schleifen verwendeten Kühlflüssigkeit besonders hervorgehoben werden sollen.

Die heute verwendeten Zusammensetzungen der üblichen Schleifmittel sind in jahrzehntelanger Erfahrung entstanden, so daß die Stand­ zeiten der Schleifwerkzeuge derzeit nicht weiter durch Material­ entwicklung verlängert werden können.

Es ist zwar bekannt, die Standzeit von Schleifwerkzeugen durch härtere Schleifmittel zu erhöhen. Hier ergibt sich jedoch das Problem, daß sich die Schleifwerkzeuge mit dem Schleifstaub zuset­ zen und von Zeit zu Zeit gereinigt werden müssen.

Dennoch wünscht man sich eine Verlängerung der Standzeiten, da ein Werkzeugwechsel bekannterweise immer mit Stillstand der Schleifmaschine verbunden ist, und daher Kosten verursacht, die bei längeren Standzeiten vermieden werden können.

Es ist daher Aufgabe der Erfindung, die bekannten Schleifwerkzeuge so zu verbessern, daß eine vom Schleifmittel im wesentlichen unabhängige Standzeitverlängerung des Schleifwerkzeugs erreicht wird, sowie ein Herstellungsverfahren für derartige Schleif­ werkzeuge anzugeben und ein Verfahren zur Wiederaufarbeitung derartiger Schleifwerkzeuge nach einem Standzeitzyklus.

Diese Aufgabe wird bei dem bekannten Schleifwerkzeug dadurch gelöst, daß die Schleifunterbrechungszonen eine sich über ihre Breite ändernde Umfangslänge aufweisen, die von den Bereichen mit hohem Materialabtrag jeweils zu den Bereichen mit geringerem Material­ abtrag zunimmt, wobei sich das Verhältnis von Breite zu Umfangs­ länge in Abhängigkeit des Materialabtrags ändert.

Das Herstellungsverfahren zeichnet sich dadurch aus, daß die Umfangsrille zusammen mit den Schleifunterbrechungszonen in einem Arbeitsgang bei der Sinterung aus dem Vorformling herausgeformt wird.

Bei der Wiederaufarbeitung werden die Schleifunterbrechungszonen durch funkenerosiven Abtrag mit einer rotierenden Funkenelektrode erstellt, indem das Schleifwerkzeug während der Herstellung einer Schleifunterbrechungszone zeitweise in seiner Rotationsbewegung stillgesetzt wird.

Im Rahmen der vorliegenden Anmeldung wird immer dann von einem Schleifumfangsbereich gesprochen, wenn dieser Bereich bei einer Umdrehung des Schleifwerkzeuges ununterbrochen mit dem zu schlei­ fenden Werkstück in Berührung bleibt, wobei von einer ununter­ brochenen Berührung auch dann noch gesprochen wird, wenn die Berührzeit gegen NULL geht.

Aus der Erfindung ergibt sich zunächst der Vorteil, daß bei einer wesentlich erhöhten Standzeit in der Größenordnung mehrstelliger Prozentzahlen, ein ununterbrochener Schliff der Materialkanten ermöglicht ist. Es können auch empfindliche Materialien, wie z. B. Glas, mit dem erfindungsgemäßen Schleifwerkzeug bear­ beitet werden.

Der ununterbrochene Schliff erfolgt in denjenigen Bereichen der Kanten, an denen der Abtrag des Werkstückmaterials besonders hoch ist. Bei einer Kante mit rechteckförmigem Quer­ schnitt sind dies die Ecken. In diesem Fall werden die Schleif­ bereiche, die auch als "Schleifumfangsbereiche" bezeichnet werden, beidseits der Schleifunterbrechungszonen angeordnet. Sinngemäß gilt dies natürlich auch für Kanten anderer Querschnittsformen. So wird z. B. bei einer Kante mit dreiecksförmigem Querschnitt der Verschleiß im Bereich der Dreiecksspitze besonders hoch sein, so daß hier der erfindungsgemäße ununterbrochene Schliff erfolgen muß, während außerhalb des Bereichs der Dreiecksspitze die erfin­ dungsgemäßen Schleifunterbrechungszonen anzuordnen sind.

Es soll deshalb ausdrücklich gesagt sein, daß der ununterbrochene Schliff überall dort zu erfolgen hat, wo der Abtrag des Schleifmittels besonders hoch ist, während die Schleif­ unterbrechungszonen in den Bereichen mit dem geringeren Verschleiß des Schleifmittels anzuordnen sind.

Die Erfindung hat nämlich erkannt, daß der naturbedingte Verschleiß an dem Schleifmittelring in denjenigen Bereichen der zu schleifenden Kanten besonders hoch ist, die mit einer hohen Flächenpressung beaufschlagt werden. Dies sind erfahrungsgemäß die Ecken, bei denen eine nur geringe Auflagefläche vorhanden ist, welche die Anpreßkraft von dem Werkstück unter Druckaufbau auf den Schleifmittelring übertragen.

Weiterhin hat die Erfindung erkannt, daß der Verschleiß an dem Schleifmittelring dort besonders hoch ist, wo im Verhältnis mehr Material am Werkstück abgetragen werden muß, als an anderen Stel­ len.

Dies sind im Falle einer Bruchkante an einer Glasplatte, die auf einen gerundeten Radius geschliffen werden soll, die Ecken. Hier muß im Verhältnis mehr Material abgetragen werden, als in der Mittelebene der Glasplatte, wo theoretisch ein Abtrag von NULL erfolgen kann.

Dabei kommt es nicht allein auf diese Erkenntnis an. Erfindungs­ gemäß ist es wesentlich, daß die Breite der Schleifumfangsbereiche seitlich neben den Schleifunterbrechungszonen sehr klein wird, bzw. im Idealfall NULL wird. Hierdurch wird ein ständiges "Nach­ schärfen" der Schleifzone am Schleifmittelring erreicht und zwar im wesentlichen ohne daß die vorgegebene Kontur für den Profil­ schliff verlassen wird.

Ein weiterer Vorteil der Erfindung liegt darin, daß die Standzeit­ erhöhung ohne eine Steigerung der Gefahr des Zusetzens des Schleifmittels erfolgt.

Da die Schleifmittelzusammensetzung bekannterweise bereits op­ timiert ist, ermöglicht die Erfindung bei Verwendung der bekannten Schleifmittelzusammensetzung die maximal mögliche Standzeitver­ besserung.

Dabei ist der Aufwand für die Erfindung, gemessen am Fortschritt gering.

Prinzipiell ist die Grundrißform der Schleifunterbrechungszonen nicht generell vorgeschrieben, so daß die Grundrißform abhängig von jedem Bedarfsfall gesondert optimiert werden kann.

Bei dieser Überlegung kommt es auf die Frage an, wie lange die Umfangsrille während des Schleifvorganges auf einer bestimmten Umfangslinie mit der Kante des zu schleifenden Werkstücks in Berührung kommen muß, um der Kante das geforderte Profil zu geben.

Hierbei liegt die Erkenntnis zugrunde, daß es Bereiche der Kanten geben kann, die einer ständigen schleifenden Berührung bedürfen, während andere Stellen keiner Profilierung unterzogen werden müssen.

Gemäß dieser Erkenntnis der Erfindung müssen also die ununter­ brochenen Schleifumfangsbereiche dort angeordnet werden, wo die ständig schleifende Berührung erforderlich ist, während die Stel­ len, die keiner Profilierung bedürfen, prinzipiell mit einer ununterbrochenen Schleifunterbrechungszone ausgestattet werden können.

Dabei sollten die ununterbrochenen Schleifumfangsbereiche mög­ lichst schmal sein, um den erfindungsgemäßen "Nachschärfeffekt" zu ermöglichen.

Ein weiterer Vorteil der Erfindung ist darin zu sehen, daß ein bestimmter Verschleiß vorprogrammiert ist, und zwar so, daß die der Umfangsrille aufgeprägte Grundkontur solange im wesentlichen erhalten bleibt, bis die tiefsten Stellen der Schleifunter­ brechungszonen erreicht sind. Von diesem Moment an verhält sich das erfindungsgemäße Schleifwerkzeug wie ein aus dem bisherigen Stand der Technik bekanntes Schleifwerkzeug mit der bereits be­ kannten Standzeit.

Folglich ergibt sich die erreichbare Standzeit durch rechnerische Addition der bisher möglichen Standzeit und der durch die Schleif­ unterbrechungszonen zusätzlich erreichbaren Standzeit.

Die Merkmale des Anspruchs 4 ermöglichen auf eine einfache Weise, daß die Breite der Schleifumfangsbereiche unter Beibehaltung des erfindungsgemäßen ununterbrochenen Schliffs gegen NULL gehen kann.

Dabei kommt es darauf an, daß sich die Schleifunterbrechungszonen mit ihren Außenlinien an die Schleifumfangsbereiche anschmiegen.

Die Konturgebung der Schleifunterbrechungszonen sollte auf der Erkenntnis beruhen, daß in den meisten Anwendungsfällen ein rundes oder halbrundes Schliffprofil verlangt wird, bei dem Bereiche auftreten, die nicht geschliffen werden müssen. Mit einem derar­ tigen Schleifwerkzeug wird eine von den Schleifumfangsbereichen ausgehende kontinuierliche Abnahme der Schleifwirkung in Richtung auf die Schleifunterbrechungszonen erzielt.

Die Merkmale des Anspruchs 5 sind eine Weiterbildung mit dem Vorteil, daß der vorprogrammierte Verschleiß rotationssymmetrisch auftritt. Sehr gute Erfahrungen wurden dabei mit Schleifunter­ brechungszonen gemacht, deren Gesamtlänge im Verhältnis zur Um­ fangslänge der Umfangsrille in der Größenordnung zwischen etwa 1 : 2 bis zu etwa 1 : 5 betrug. Dabei können für bestimmte Anwendungsfälle die optimalen Verhältnisse auch Zwischenwerte annehmen.

Die Merkmale des Anspruchs 6 bieten den Vorteil, daß der Grundriß der Schleifunterbrechungszonen entsprechend der Kontur des Werk­ stücks und des gewünschten Profils hergestellt werden kann zu einer optimalen Standzeitverlängerung. Die jeweilige Länge der Schleifunterbrechungszonen auf einer bestimmten Umfangslinie der Umfangsrille kann ggf. durch einfachen Versuch herausgefunden werden.

Danach bestimmt sich der Grundriß der Schleifunterbrechungszonen.

Die Merkmale des Anspruchs 7 gewährleisten einen kontinuierlichen Übergang während des Schleifvorganges sobald die Schleifunter­ brechungszonen enden. In diesem Fall wird zunächst das Schleif­ material bis auf den Grund der Schleifunterbrechungszonen ab getragen und anschließend kann der Schleifvorgang noch um etwa eine herkömmliche Standzeit verlängert werden.

Die Ausgestaltung nach Anspruch 8 bietet den Vorteil eines runden Schliffes ohne exakten Vollkreis, wobei eine symmetrische Zentrierung der Kante in der Umfangsrille ermöglicht wird. Dies ist insbesondere von Vorteil bei plattenförmigen Werkstücken, die im Durchlaufverfahren geschliffen werden.

Anspruch 9 betrifft ein erstes Ausführungsbeispiel, welches mit herkömmlicher Technik und herkömmlichen Mitteln einfach herstell­ bar ist.

Hierzu bietet die Weiterbildung nach Anspruch 10 den Vorteil, daß sich dieses Material besonders gut in den herkömmlichen Herstel­ lungsprozeß integrieren läßt.

Die Weiterbildung nach Anspruch 11 bietet den Vorteil, daß das Ende des möglichen Schleifmittelabtrags einfach zu erkennen ist. Sobald nämlich das Material des Trägerkörpers erscheint, ist das Schleifwerkzeug auszuwechseln.

In diesem Fall ist die Standzeit beendet und es ist ein neues Schleifwerkzeug aufzuziehen.

Wenn die schleifmittelfreien Bereiche als Materialausnehmungen gebildet sind, dienen diese auch als Kühltaschen, da sich die Materialausnehmungen mit dem zugeführten Kühlmittelstrom füllen werden und deshalb für eine gute Wärmeableitung sorgen.

Hieraus ergibt sich der wesentliche Vorteil, daß höhere Vorschub­ geschwindigkeiten gefahren werden können ohne daß die thermischen Materialbeanspruchungen auch steigen.

Ein weiterer Vorteil liegt in den höheren möglichen Drehzahlen. Die Erfindung hat nämlich erkannt, daß die Schleifleistung auf einfache Weise durch die Erfindung gesteigert werden kann.

Insgesamt gesehen ergibt sich infolge der verbesserten Betriebsbe­ dingungen auch ein geringerer Verschleiß an dem Schleifwerkzeug, wodurch die Standzeit ebenfalls erhöht wird.

Der Ausgestaltung nach Anspruch 12 kommt besonderes Augenmerk zu. In diesem Fall läßt sich einerseits eine homogene Oberfläche der gesamten Schleifzone einschließlich der Schleifunterbrechungszonen erreichen, so daß nach dem Abtrag eines Teilumfanges des Schleifmittels eine voll­ kommen neuwertige Oberfläche mit den ursprünglichen Schleifmittel­ parametern zur Verfügung steht. Andererseits läßt sich nunmehr die Erfindung auch auf die bisher bereits verwendeten Schleifwerkzeuge zum Schleifen von Glaskanten vorteilhaft anwenden. Deshalb können mit diesen Merkmalen die bereits bekannten Schleifwerkzeuge hin­ sichtlich ihrer Standzeit erheblich verbessert werden.

Im bereits erwähnten Durchlaufverfahren werden beispielsweise eine Vielzahl aufeinanderfolgender Platten nacheinander bearbeitet, ohne daß zwischendurch ein zeitraubender Werkzeugwechsel erforder­ lich wäre.

Die Merkmale des Anspruchs 13 weisen den Vorteil auf, daß sich diese Umfangsrille in selbstzentrierender Weise der zu schleifen­ den Kante anpaßt und einen zwischen außen und innen sich konti­ nuierlich ändernden Verschleiß aufweist. Deshalb lassen sich zuverlässige Voraussagen über den zu erwartenden Verschleiß pro Umfangslinie machen, nach welchen dann die Schleifunterbrechungs­ zonen grundrißmäßig auszugestalten sind.

Die Merkmale des Anspruchs 14 unterstützen die Zentrierungswirkung der Umfangsrille auch noch dann, wenn die Umfangsrille bis auf den Grund der Schleifunterbrechungszonen abgetragen ist.

Anspruch 15 betrifft ein Verfahren zur Herstellung des erfin­ dungsgemäßen Schleifwerkzeugs, welches den Vorteil bietet, daß dieses Verfahren problemlos in das bisher bekannte Herstel­ lungsverfahren integriert werden kann. Ein weiterer Vorteil besteht darin, daß bereits von Beginn eines Lebensdauerzyklus eines derartigen Schleifwerkzeugs die erfindungsgemäße Standzeit­ verlängerung ermöglicht ist.

Diesen Vorteil bietet auch das Verfahren nach Anspruch 16, welches eine Alternative dastellt. In diesem Fall können die Schleifunter­ brechungszonen den Schleifmittelring vollständig durchsetzen und können bis auf den Grenzbereich zwischen dem Innenumfang des Schleifmittelrings und dem Trägerkörper gehen.

Die Merkmale des Anspruchs 17 bieten den Vorteil, daß dieses Verfahren ohne weiteres in das bisher bekannte Wiederaufar­ beitungsverfahren integriert werden kann.

Die Merkmale des Anspruchs 18 schaffen die Voraussetzungen zu einem möglichst rationellen Wiederaufarbeitungsverfahren.

Im folgenden wird die Erfindung anhand von Ausführungsbeispielen näher erläutert.

Es zeigen

Fig. 1 ein erstes Ausführungsbeispiel der Erfindung in radialer Aufsicht,

Fig. 2 das Ausführungsbeispiel der Erfindung gemäß Fig. 1 in axialer Aufsicht,

Fig. 3 Grundrißformen der Schleifunterbrechungszonen,

Fig. 4 eingebettete Schleifunterbrechungszonen aus schleifmittelfreiem Material,

Fig. 5 ein erfindungsgemäßes Schleifwerkzeug an einer Schleifmaschine,

Fig. 6 eine Umfangsrille des erfindungsgemäßen Schleifwerkzeugs mit kreisförmigem Querschnitt und einer Schleifunter­ brechungszone mit kleinerem Profilradius und

Fig. 7 die schematische Wiederaufarbeitung eines erfin­ dungsgemäßen Schleifwerkzeugs.

Sofern im folgenden nichts anderes gesagt ist, gilt die folgende Beschreibung stets für alle Fig. 1 bis 7.

Die Fig. 1-7 zeigen ein drehend angetriebenes Schleifwerkzeug 1 zum Schleifen von Kanten 7, mit einem Trägerkörper 2 zur Auf­ nahme eines Schleifmittelringes 3 mit einer außen liegenden Um­ fangsrille 4.

Wie sich aus Fig. 1 ergibt, ist das Schleifwerkzeug 1 in der Drehrichtung 5 drehend angetrieben. Die Umfangsrille 4 dient dazu, das Werkstück 6 aufzunehmen und zwar derart, daß die Kante 7 des Werkstückes 6 in der Umfangsrille zu liegen kommt.

Wie man erkennt, hat in diesem Ausführungsbeispiel die Umfangs­ rille einen etwa kreisförmigen Querschnitt, während die Kante 7 des Werkstückes 6 zunächst einmal rechtwinklig verläuft. Bei Anlage der Kante 7 in der Umfangsrille 4 erfolgt nun ein Abtrag 8 derart, daß die Kante 7 nach dem Schleifvorgang die Schliffkontur 9 einnimmt, die im wesentlichen der vorgegebenen Profilkontur der Umfangsrille 4 entspricht.

Weiterhin zeigen die Fig. 1-7, daß der Schleifmittelring 3 im Bereich des Grundes 10 der Umfangsrille 4 Schleifunterbrechungs­ zonen 11 aufweist, die sich in Umfangsrichtung 12 erstrecken, und die derart angeordnet sind, daß die Umfangsrille 4 seitlich neben den Schleifunterbrechungszonen 11 ununterbrochene Schleifumfangs­ bereiche 13 bildet, die in Umfangsrichtung gesehen, derart ver­ laufen, daß die Breite der Schleifumfangsbereiche 13 an den Schleifunterbrechungszonen 11 bis auf einen sehr kleinen Minimal­ wert 14 abnimmt, vorzugsweise gegen NULL 14a geht.

Wie hierzu die Fig. 3 zeigt, kann die Breite der Schleifum­ fangsbereiche entweder den Wert NULL einnehmen, oder einen Wert der annähernd NULL ist bzw., wie Fig. 1 in allgemeiner Form zeigt, kann dieser Wert auch eine endliche Größe haben.

Wesentlich ist jedoch, daß dieser Wert sehr klein ist. Die op­ timale Breite dieses Wertes richtet sich nach den gegebenen Um­ ständen und ist, sofern eine Optimierung erfolgen soll, ggf. auch durch Versuch ermittelbar.

Der Wert ist jedoch in jedem Falle so zu wählen, daß die Schleif­ unterbrechungszone 11 den Schleifumfangsbereich 13 nicht unter­ bricht.

Eine Unterbrechung des Schleifumfangsbereiches 13 hätte zur Folge, daß der Schliff unterbrochen würde. Dies will die Erfindung jedoch vermeiden. Deshalb kann sich die Breite der Schleifumfangsbereiche 13 an den Schleifunterbrechungszonen 11 nur von den positiven Zahlenwerten her an die NULL annähern, jedoch keinesfalls dürfen die Schleifunterbrechungszonen die Schleifumfangsbereiche über­ schneiden.

Wie weiterhin die Fig. 3 und 6 zeigen, können die Schleifunter­ brechungszonen 11 im Bereich der Minimalbreite der Schleifumfangs­ bereiche 13 eine Außenlinie 15 besitzen, die derart verläuft, daß die Schleifunterbrechungszonen die Schleifumfangsbereiche mit der gekrümmten Außenlinie gerade eben noch tangieren.

Vorzugsweise läuft die Außenlinie gekrümmt und schmiegt sich dicht an die Schleifumfangsbereiche an.

In diesem Fall ist also sichergestellt, daß die Breite der Schleifumfangsbereiche einen Wert in der Größenordnung von NULL annimmt, und zwar derart, daß die Schleifunterbrechungszonen die Schleifumfangsbereiche nicht überschneiden.

Wie weiterhin aus den Fig. 1, 3 und 6 erkennbar ist, nimmt die Umfangserstreckung 12 der Schleifunterbrechungszonen 11 von den Schleifumfangsbereichen 13 aus gesehen zu und zwar ohne Einschrän­ kung der Erfindung in den vorliegenden Ausführungsbeispielen symmetrisch zur mittleren Radialebene der gezeigten Schleif­ werkzeuge.

Im Bereich der mittleren Radialebene besitzen die Schleifunter­ brechungszonen also die größte Umfangserstreckung. Hierdurch wird erreicht, daß in dem Bereich der mittleren Radialebene der Um­ fangsnut das zu profilierende Werkstück den insgesamt minimalen Abtrag erhält.

Wie aus der Fig. 1 ersichtlich ist, genügt es, rein geometrisch gesehen, ein Werkstück mit ursprünglich rechtwinkligem Querschnitt solange zu schleifen, bis die Kanten um den Abtrag 8 abgerundet sind. Dies ist dann der Fall, wenn das Werkstück 6 die strich­ punktiert gezeigte mittlere Radialebene gerade eben berührt. An diesem Punkt ist folglich ein Abtrag nicht erforderlich.

Wie weiterhin Fig. 2 zeigt, können die Schleifunterbrechungszonen 11 gleichartig ausgebildet sein und mit gleichmäßigen Winkelab­ ständen 16 im Schleifmittelring abgebracht sein.

In diesem Ausführungsbeispiel sind acht derartige Schleifunter­ brechungszonen auf dem Umfang des Schleifwerkzeugs verteilt an­ geordnet, wobei zwischen jeweils zwei benachbarten Schleifunter­ brechungszonen Bereiche im Schleifmittelring vorgesehen sind, die keine Schleifunterbrechungszonen aufweisen.

Es liegt jedoch durchaus auch im Rahmen der Erfindung, daß sich jeweils zwei benachbarte Schleifunterbrechungszonen derart berüh­ ren, daß auf der Umfangslinie der Berührstellen kein Schliff mehr erfolgt.

Diesen Fall zeigt prinzipiell die Fig. 4. In diesem Ausfüh­ rungsbeispiel sind sieben Schleifunterbrechungszonen 11 derart verteilt, daß diese zumindest zu Beginn des Schleifvorgangs den Schliff ununterbrochen aussetzen auf derjenigen Umfangslinie der Umfangsrille 4, auf welcher sich die benachbarten Bereiche der Schleifunterbrechungszonen 11 berühren.

Es versteht sich, daß die hier gezeigten Schleifunterbrechungszo­ nen in der radialen Aufsicht einen, den bisher gezeigten Schleif­ unterbrechungszonen vergleichbaren, Querschnitt besitzen, und zwar derart, daß zumindest Bereiche des Schleifmittelringes einen ununterbrochenen Schliff ermöglichen.

Als besonders vorteilhaft haben sich Schleifunterbrechungszonen gezeigt, die einen im wesentlichen länglich ovalen Grundriß haben. Dies ist beispielsweise in Fig. 1 oder in Fig. 3, oberstes Teilbild, gezeigt. Anhand dieser beiden Figuren kann man sich nun leicht vorstellen, daß der gezeigte Grundriß der Schleifunter­ brechungszonen von außen gesehen bis zu einer tiefsten Stelle ständig abnimmt.

Dies bedeutet, wie anhand der Fig. 4 erläutert werden kann, daß dort, wo die Schleifunterbrechungszonen 11 am weitesten in den Schleifmittelring 3 hineinragen, diesen gerade eben noch punkt­ förmig berühren. Im Prinzip haben die dort gezeigten Schleifunter­ brechungszonen 11 eine etwa kalottenartige Kontur, die auf dem Umfang der Umfangsrille 4 ihre größte Öffnung besitzt und bei einem Abtrag des Schleifmittelringes entsprechend dem Verschleiß fortlaufend verkleinert wird, bis der innerste Durchmesser Di des Schleifmittelringes 3 erreicht ist.

Wie weiterhin die Fig. 1 zeigt, kann es sinnvoll sein, wenn die Breite 17 der Umfangsrille größer als die Breite 18 der zu schlei­ fenden Kante 7 ist, und wenn die Breite 18a der Schleifunter­ brechungszone geringer als die Breite 17 der Umfangsrille ist, und wenn die Schleifunterbrechungszonen 11 derart im Schleifmittelring 3 sitzen, daß sich beidseits der Schleifunterbrechungszonen 11 ununterbrochene Seitenränder gleicher Randbreiten 19 ergeben.

Hiermit soll gesagt sein, daß die Schleifunterbrechungszonen symmetrisch innerhalb der Umfangsrille 4 anzuordnen sind. Dies gilt natürlich nur für den Fall, daß ein ursprünglich rechteckiges Profil eine gerundete Kante wie im Ausführungsbeispiel nach Fig. 1 erhalten soll.

Sinngemäß gilt dies jedoch auch für den Fall, daß eine irgendwie andersartig gestaltete Kante ein irgendwie anders geformtes Profil durch Schliff erhalten soll. Will man beispielsweise eine Kante dreieckförmigen Querschnitts durch Schliff rundformen, so bietet es sich an, die Schleifunterbrechungszonen 11 außerhalb der mitt­ leren Radialebene des erfindungsgemäßen Schleifwerkzeugs anzu­ ordnen und zwar derart, daß diese die mittlere Radialebene gerade eben tangierend berühren.

In diesem Fall wäre gewährleistet, daß der ununterbrochene Schliff auf derjenigen Umfangslinie sichergestellt ist, auf der der größte Materialabtrag an der zu schleifenden Kante erfolgen muß, nämlich an der Spitze des dreieckförmigen Materialquerschnitts. In den Bereichen, in denen ein geringerer bzw. kein Abtrag erfolgen muß, kann der Schliff solange unterbrochen werden, bis diese Stellen mit dem Profil des Werkstücks in Berührung kommen.

Weiterhin zeigt Fig. 1 die zentrierende Wirkung einer Umfangsrille runden Querschnitts. Das zu bearbeitende Werkstück 6 liegt sym­ metrisch in der Umfangsrille 4 und zeigt mit den Ecken der Kante 7 genau in den Bereich zwischen der Schleifunterbrechungszone und den beidseits liegenden Schleifumfangsbereichen. Im Idealfalle würden die Umfangslinien, welche die Ecken der Kante 7 abtragen, und die hier strichpunktiert gezeichnet sind, von der Außenlinie der Schleifunterbrechungszone gerade eben tangiert.

Es genügt jedoch für die Verwirklichung der Erfindung, wenn zwi­ schen den strichpunktiert gezeichneten Umfangslinien und den Schleifunterbrechungszonen ein Steg geringer Randbreite verbleibt, dessen geometrische Abmessungen in der in Fig. 1 gezeigten Größen­ ordnung von etwa bis zu 5% der Kantenbreite liegen.

Weiterhin zeigt Fig. 4, daß der Schleifmittelring 4 aus gesinter­ tem Material besteht, und daß die Schleifunterbrechungszonen 11 in das Schleifmittel eingebettete Bereiche 20 aus im wesentlichen schleifmittelfreiem Material sind.

In einem konkreten Fall besteht das gesinterte Material aus einem Hartmetall-Bindungsmaterial, welches Diamantkörner als Schleifmit­ tel aufnimmt. Demgegenüber ist das schleifmittelfreie Material so ausgestaltet, daß es am Schleifvorgang nicht aktiv beteiligt ist, insbesondere keinen Abtrag am Werkstück bewirkt.

In einem bevorzugten Ausführungsbeispiel kann das Material aus Kohlenstoff oder Kohlenstoffverbindungen bestehen bzw. aus Graphit. Auch Siliziumverbindungen können sich als vorteilhaft erweisen.

Wie weiterhin Fig. 4 zeigt, weist der Schleifmittelring 3 einen innersten Durchmesser Di auf. In diesem Falle ist es eine Besonderheit dieses Ausführungsbeispiels, daß die Bereiche aus schleifmittelfreiem Material 20 bis auf den Grenzbereich 21 zwischen dem innersten Durchmesser Di des Schleifmittelrings 3 und dem Trägerkörper 2 durchgehen. Damit soll gesagt sein, daß nach einem erfolgten Abtrag des Schleifmittelrings nach einem Stand­ zeitzyklus von außen erkennbar ist, daß das Schleifmittel vollends abgetragen ist. Dies ist dann der Fall, wenn von außen das Mate­ rial des Trägerkörpers sichtbar wird.

Wie später noch erläutert wird, kann es zweckmäßig sein, die derartigen Schleifscheiben von Zeit zu Zeit wieder aufzuarbeiten, um der Umfangsrille das ursprüngliche Profil wieder zu geben.

Es ist eine besondere Erkenntnis der Erfindung, daß beim Wieder­ aufarbeiten zu Tage tritt, ob der Schleifmittelring noch für einen weiteren Standzeitzyklus eingesetzt werden kann.

In diesem Falle wären die schleifmittelfreien Zonen noch nicht bis auf den Grund bzw. den Grenzbereich 21 abgetragen, und das erfin­ dungsgemäße Schleifwerkzeug kann noch einmal eingesetzt werden.

Dieser Vorgang der Wiederaufarbeitung ist in Fig. 7 dargestellt. Hier besteht der Schleifmittelring, ohne Einschränkung der Erfin­ dung auf derartige Ausführungsbeispiele, aus einem elektrisch leitfähigen Material, und die Materialausnehmungen werden durch Funkenerosion aus dem Schleifmittelring herausgearbeitet. Hierauf wird später noch eingegangen werden.

Wie Fig. 5 zeigt, ist der Trägerkörper 2 der Aufnahmevorrichtung 23 einer Schleifmaschine 22 zugeordnet, welche zum Schleifen der Kanten eines plattenförmigen Materials 24 dient. Eine derartige Schleifmaschine 22 wird als Horizontal-Schleifmaschine bezeichnet. Es soll jedoch gesagt sein, daß durchaus auch Vertikal-Schleifma­ schinen von der Erfindung mit beansprucht werden.

Diese Schleifmaschine 22 weist zwei in einer Ebene liegende Schleifwerkzeuge 1 auf, die in der Drehrichtung 5 gegenläufig mittels der Elektromotoren 29 angetrieben sind. Das plattenförmige Material 24, z. B. eine Glasplatte, befindet sich zwischen den beiden erfindungsgemäßen Schleifwerkzeugen 1 auf einem Transport­ vorschub 26, der auf geeignete, nicht gezeigte Weise in der Dreh­ richtung 27 derart angetrieben ist, daß das plattenförmige Mate­ rial in der Transportrichtung 28 im Sinne eines Vorschubs geför­ dert wird.

Hierdurch entsteht ein Schleifvorgang der beiden Schleifwerkzeuge 1 an den Kanten des plattenförmigen Materials, während gleich­ zeitig der Vorschub des Materials sichergestellt ist. Jedes der beiden Schleifwerkzeuge ist mittels einer Lagerung 25 drehbar gelagert und zwar derart, daß diese Lagerung evtl. auch in Rich­ tung zur Platte 24 zugestellt werden kann, sobald ein Verschleiß der Schleifwerkzeuge eingetreten ist, der ein ordnungsgemäßes Bearbeiten der Kanten verhindert.

Die Zustellrichtung trägt das Bezugszeichen 44, wobei wesentlich ist, daß die Zustellrichtungen der beiden gegenüberliegenden Schleifwerkzeuge im Gegensinne erfolgt. Es werden also die Schleifwerkzeuge aufeinander zu in Richtung zur Platte gefahren.

Weiterhin zeigt Fig. 6, daß die Umfangsrille 4 im Bereich ihres Grundes einen kreisförmigen Querschnitt mit dem Grundradius 30 aufweist. Die Nebenfigur ist ein Ausschnitt eines Axialschnittes durch ein erfindungsgemäßes Schleifwerkzeug 1 und zwar an einer Stelle, an der die Umfangsrille 4 eine erfindungsgemäße Schleifun­ terbrechungszone 11 aufweist.

Man erkennt, daß die Schleifunterbrechungszone 11 ebenfalls einen kreisförmigen Profilquerschnitt aufweist, dessen Profilradius 31 allerdings etwas kleiner als der Grundradius 30 ist.

Im Idealfalle hätte das Werksstück eine Breite, die derjenigen Breite entspricht, an welcher die Schleifunterbrechungszone 11 die Umfangsrille 4 gerade eben berührt.

Man kann sich nach dem nun Gesagten sicherlich vorstellen, daß die gezeigte Umfangsrille 4 durch einen Sintervorgang aus einem Schleifmittelgemisch hergestellt wird, wobei in der Sinterform eine entsprechende Positivform der Umfangsrille vorgesehen ist.

Diese Sinterform kann nun erfindungsgemäß ergänzt werden in dem Sinne, daß die Schleifunterbrechungszonen ebenfalls als Positiv­ form in die Sinterform integriert werden.

In diesem Falle kann die Umfangsrille 4 zusammen mit den Schleif­ unterbrechungszonen 11 in einem Arbeitsgang bei der Sinterung aus dem Vorformling herausgeformt werden, aus welchem das zunächst noch pulverisierte Schleifmittel besteht.

Weiterhin läßt sich anhand der Fig. 4 leicht vorstellen, daß die Schleifunterbrechungszonen 11 in dem Vorformling aus zunächst pulverförmigem Schleifmittelgemisch durch Einlage vorgeformter Körper hergestellt werden. Diese vorgeformten Körper bestehen im wesentlichen aus schleifmittelfreiem Material und werden vor dem Sintervorgang in das zunächst noch pulverförmige Gemisch aus Schleifmittel eingelegt und anschließend zusammen mit dem Schleif­ mittelgemisch gesintert.

Weiterhin zeigt Fig. 7 ein Verfahren zur Wiederaufarbeitung eines Schleifwerkzeugs durch berührungsloses Abtragen. In diesem Falle erfolgt die Wiederaufarbeitung durch Funkenerosion mit einem rotierenden Schleifwerkzeug 1 und einer rotierenden Funkenelek­ trode 35, die jeweils von einem Antrieb 36 des Schleifwerkzeugs und einem Antrieb 37 der Funkenelektrode in Drehbewegung versetzt werden.

Die gezeigte Anlage ist einer Wiederaufarbeitungsvorrichtung 32 zugeordnet, die in der Ansicht von oben gezeigt ist. Man erkennt einen Tank 33, der mit einem Dielektrikum 34 gefüllt ist. Das Dielektrikum 34 ist soweit gefüllt, daß das Schleifwerkzeug 1 und die Funkenelektrode 35 vollständig im Dielektrikum liegen. Dies kann z. B. Öl oder Petroleum sein.

Auf diese Weise wird nun zunächst die Umfangsrille 4 wieder auf­ gearbeitet. Während dessen drehen sich sowohl das Schleifwerkzeug 1 als auch die Funkenelektrode 35 in den jeweiligen Drehrichtungen 38 und 39 die hier beispielhaft gezeigt sind. Der von der Funken­ elektrode über das Dielektrikum geleitete Elektronenstrom arbeitet die Umfangsrille 4 nun derart auf, daß diese in eine neuwertige Umfangsrille umgearbeitet wird.

Anschließend müssen noch die erfindungsgemäßen Schleifunter­ brechungszonen 11 in den Schleifmittelring eingebracht werden. Hierzu wird nun das Schleifwerkzeug 1 mittels des Antriebs 36 stillgesetzt, während die Funkenelektrode 35 weiterhin in der gezeigten Drehrichtung 38 ununterbrochen rotiert. Durch diesen Vorgang entsteht in dem mit Dielektrikum gefüllten Spalt zwischen der Funkenelektrode 35 und dem Schleifwerkzeug 1 ein Dielektrikum­ strom, der bereits für eine Mitnahme der abgearbeiteten Schleif­ partikel sorgt.

Es ist jedoch empfehlenswert, während dieses Wiederaufar­ beitungsvorganges die abgearbeiteten Schleifpartikel heraus­ zuspülen, um den funkenerosiven Abtrag zu beschleunigen.

Zu diesem Zwecke dient eine Spüleinrichtung 40, welche aus einer Pumpe 41 besteht, die das Dielektrikum ansaugt. Das angesaugte Dielektrikum wird über die Druckleitung 42 in ein Spülrohr 43 geleitet, dessen vordere Öffnung auf den Spalt zwischen der Funkenelektrode 35 und dem Schleifwerkzeug gerichtet ist.

Hierzu ist noch zu sagen, daß das Spülrohr 43 zweckmäßigerweise an einer ortsfesten Halterung sitzt und einstellbar ist und zwar derart, daß der jeweilige Spülwinkel und der Sprühstrahl veränder­ bar sind.

Claims (18)

1. Drehend angetriebenes Schleifwerkzeug (1) zum Schleifen von Kanten (7) unter Veränderung des Kantenprofils durch einen vorbestimmten sich über die Breite der Kanten (7) ändernden Materialabtrag (8), mit einem Trägerkörper (2) zur Aufnahme eines Schleifmittelringes (3), der mit einer außenliegenden, die Schliffkontur bestimmenden Umfangsrille (4) mit Schleifunterbrechungszonen (11), die sich in Umfangsrichtung (12) erstrecken, versehen ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Schleifunterbrechungszonen (11) eine sich über ihre Breite (18a) ändernde Umfangslänge aufweisen, die von den Bereichen mit hohem Materialabtrag (8) jeweils zu den Bereichen mit geringerem Materialabtrag (8) zunimmt, wobei sich das Verhältnis von Breite (18a) zu Umfangs­ länge in Abhängigkeit des Materialabtrags (8) ändert.

2. Schleifwerkzeug nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet daß die Umfangsrille (4) seitlich neben den Schleifunterbre­ chungszonen (11) in Umfangsrichtung verlaufende Schleif­ bereiche (13) aufweist, deren Umfangslänge zu den Seiten der Umfangsrille (4) bis auf einen Minimalwert (14) abnimmt.

3. Schleifwerkzeug nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Minimalwert "NULL" (14a) ist.

4. Schleifwerkzeug nach Anspruch 2 oder 3 dadurch gekennzeichnet, daß die Schleifunterbrechungszonen (11) im Bereich der Minimalbreite (14) der Schleifbereiche (13) eine Außen­ linie besitzen, mit welcher sie die Schleifbereiche (13) gerade noch tangieren, vorzugsweise eine gekrümmte Außenlinie, die sich an die Schleifbereiche (13) anschmiegt.

5. Schleifwerkzeug nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Schleifunterbrechungszonen (11) gleichartig aus­ gebildet sind und mit gleichmäßigen Winkelabständen (16) im Schleifmittelring (3) angebracht sind.

6. Schleifwerkzeug nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Schleifunterbrechungszonen (11) einen im wesent­ lichen länglichovalen Grundriß aufweisen.

7. Schleifwerkzeug nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Tiefe der Schleifunterbrechungszonen (11) zur Mitte hin zunimmt.

8. Schleifwerkzeug nach einem der Ansprüche 2 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Breite (17) der Umfangsrille (4) größer als die Breite der zu schleifenden Kante (7) ist, und daß die Schleifunterbrechungszonen (11) mittig und symmetrisch im Schleifmittelring (3) sitzen.

9. Schleifwerkzeug nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Schleifunterbrechungszonen (11) in den Schleifmit­ telring (3) eingebettete Bereiche (20) aus im wesent­ lichen schleifmittelfreiem Material sind.

10. Schleifwerkzeug nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß das schleifmittelfreie Material im wesentlichen Kohlenstoff enthält, vor­ zugsweise Graphit.

11. Schleifwerkzeug nach Anspruch 9 oder 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Tiefe der Bereiche (20) aus schleifmittelfreiem Material bis zum Trägerkörper (2) reicht.

12. Schleifwerkzeug nach einem der Ansprüche 1-8, dadurch gekennzeichnet, daß der Schleifmittelring (3) aus einem elektrisch leit­ fähigen Material besteht, und daß die Schleifunterbrechungszonen (11) eine durch Funken­ erosion hergestellte Oberfläche aufweisen.

13. Schleifwerkzeug nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß die Umfangsrille (4) im Bereich ihres Grundes einen kreisförmigen Querschnitt mit einem Grundradius (30) aufweist.

14. Schleifwerkzeug nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß die Schleifunterbrechungszonen (11) einen kreisförmigen Profilquerschnitt aufweisen, dessen Profilradius (31) kleiner als der Grundradius (30) ist.

15. Verfahren zur Herstellung eines Schleifwerkzeugs nach einem der Ansprüche 1 bis 14, bei welchem das Schleifmittel aus einem zu sinternden Gemisch aus Bindemittel und Schleifkörnern in eine umlaufende Nut des Trägerkörpers als Vorformling eingebracht wird, und bei welchem der Trägerkörper zusammen mit dem Vorform­ ling einer Sinterung bei hoher Temperatur und bei hohem Druck unterworfen wird, dadurch gekennzeichnet, daß die Umfangsrille (4) zusammen mit den Schleifunter­ brechungszonen (11) in einem Arbeitsgang bei der Sin­ terung aus dem Vorformling herausgeformt wird.

16. Verfahren zur Herstellung eines Schleifwerkzeugs nach einem der Ansprüche 9 bis 11 sowie 13 und 14, bei welchem das Schleifmittel aus einem zu sinterndem Gemisch aus Bindemittel und Schleifkörnern in eine umlaufende Nut des Trägerkörpers als Vorformling eingebracht wird, und bei welchem der Trägerkörper zusammen mit dem Vorform­ ling einer Sinterung bei hoher Temperatur und bei hohem Druck unterworfen wird, dadurch gekennzeichnet, daß die Schleifunterbrechungszonen (11) in den Vorformling durch Einlage vorgeformter Körper aus im wesentlichen schleifmittelfreiem Material vor dem Sintervorgang ein­ gebracht werden und zusammen mit dem Vorformling dem Sintervorgang unterzogen werden.

17. Verfahren zur Wiederaufarbeitung eines Schleifwerkzeugs nach einem der Ansprüche 1 bis 14, bei welchem das Schleifmittel aus einem gesinterten Gemisch aus Bin­ demittel und Schleifkörnern in einer umlaufenden Nut des Trägerkörpers sitzt, nach einem Standzeitzyklus, bei welchem durch berührungsloses Abtragen, vorzugsweise durch Funkenerosion in einem Dielektrikum (34), an einem rotierenden Schleifwerkzeug (1) mit einer rotierenden Funkenelektrode (35) eine verschlissene Umfangsrille (4) in eine neuwertige Umfangsrille (4) umgearbeitet wird, dadurch gekennzeichnet, daß die Schleifunterbrechungszonen (11) durch funkenerosiven Abtrag mit einer rotierenden Funkenelektrode (35) er­ stellt werden, indem das Schleifwerkzeug (1) während der Herstellung einer Schleifunterbrechungszone (11) zeit­ weise in seiner Rotationsbewegung stillgesetzt wird.

18. Verfahren zur Wiederaufarbeitung nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, daß während der Wiederaufarbeitung die Erosionsstelle mit dem Dielektrikum (34) fortlaufend gespült wird (40).