DE4343758C2

DE4343758C2 - Grinding wheel arrangement and method for its production

Info

Publication number: DE4343758C2
Application number: DE19934343758
Authority: DE
Inventors: Peter Treffner
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1992-12-24
Filing date: 1993-12-21
Publication date: 2002-07-18
Anticipated expiration: 2013-12-22
Also published as: DE4343758A1

Description

Die Erfindung betrifft eine Schleif-, Schmirgel- oder Polier scheibenanordnung nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1, ins besondere eine solche Anordnung mit einer Scheibe aus Gummi, die sich mit einer elektrischen Bohrmaschine oder einem ande ren Drehantrieb antreiben läßt. Die Erfindung betrifft ferner ein Verfahren zum Herstellen einer solchen Scheibenanordnung nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs 2.The invention relates to grinding, emery or polishing disc arrangement according to the preamble of claim 1, ins especially such an arrangement with a rubber disc, with an electric drill or another can drive their rotary actuator. The invention further relates to a method for producing such a disc assembly according to the preamble of claim 2.

Eine Schleifscheibenanordnung der genannten Gattung ist aus US 2,812,625 bekannt. Bei dieser bekannten Anordnung besteht ein Problem darin, daß sich die zum sicheren und gleichmäßi gen Abstützen und Festhalten der Schleifhülse erforderliche radiale Ausdehnung des Gummikörpers nicht in dem wünschens werten Gleichmaß erzielen läßt, besonders wenn der Gummikör per altert und seine ursprüngliche Nachgiebigkeit und Elasti zität zu verlieren beginnt. Die vom sich verjüngenden Spreiz körper auf den außen zylindrischen Gummikörper ausgeübten ra dialen Kräfte weiten den Gummikörper rings um das verjüngte Ende des Spreizkörpers in anderer Weise als rings um die Ba sis des Spreizkörpers. Die von den beiden Druckkörpern auf den Gummikörper ausgeübten axialen Kräfte neigen außerdem da zu, die äußere Mantelfläche des Gummikörpers ballig werden zu lassen. Dieses Problem ist um so spürbarer, je kleiner der Durchmesser des Spreizkörpers ist, da dann das Verhältnis der an der radialen Ausdehnung beteiligten Gummimenge zum Durch messer der Welle und der umgebenden Schleifhülse immer un günstiger wird. Bei besonders kleinen Scheiben mit einem Durchmesser mit bis zu 20 mm ist es nahezu unmöglich, mit der bekannten Anordnung eine hinreichend gleichförmige radiale Ausdehnung zu bewirken, um einen ausreichenden Reibschluß mit der Schleifhülse sicherzustellen und dennoch deren leichtes Auswechseln zu ermöglichen.A grinding wheel arrangement of the type mentioned is out US 2,812,625 known. In this known arrangement a problem in that the safe and even necessary to support and hold the grinding sleeve radial expansion of the rubber body not in the desired values can achieve uniformity, especially if the rubber bead per ages and its original compliance and elasti city begins to lose. The tapered spread body exerted on the outside cylindrical rubber body Dial forces widen the rubber body around the tapered End of the expansion body in a different way than around the ba sis of the expansion body. That of the two pressure hulls on the axial forces exerted on the rubber body also tend there to, the outer surface of the rubber body is crowned to let. The smaller the problem, the more noticeable this problem Diameter of the expansion body is then the ratio of amount of rubber involved in the radial expansion to through knife of the shaft and the surrounding grinding sleeve always un becomes cheaper. For particularly small panes with one With a diameter of up to 20 mm it is almost impossible with the known arrangement a sufficiently uniform radial To cause expansion to have sufficient friction ensure the grinding sleeve and yet its light weight To allow replacement.

Es ist deshalb Aufgabe der Erfindung, die durch radiale Aus dehnung erzielbare Tragfähigkeit der Gummischeibe und deren Fähigkeit zur Drehmomentübertragung auf die Schleifhülse zu verbessern, und dies auch bei Scheiben kleinen Durchmessers.It is therefore an object of the invention by radial Strain achievable load capacity of the rubber washer and their Ability to transfer torque to the abrasive sleeve too improve, even with small diameter discs.

Die Aufgabe ist mit den Merkmalen der Ansprüche 1 und 2 ge löst. Eine vorteilhafte Weiterbildung des erfindungsgemäßen Verfahrens ist Gegenstand des Anspruchs 3.The object is with the features of claims 1 and 2 ge solves. An advantageous development of the invention The procedure is the subject of claim 3.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird im folgenden an hand einer schematischen Zeichnung mit weiteren Einzelheiten erläutert.An embodiment of the invention will follow hand a schematic drawing with further details explained.

In der Zeichnung ist eine Schleif-, Schmirgel- oder Polier scheibenanordnung 1 axial auseinandergezogen und teilweise in axialem Schnitt dargestellt. Zu dieser Anordnung 1 gehören eine Scheibe 2 von im wesentlichen zylindrischer Grundform und eine Welle 3, auf die sich die. Scheibe 2 aufstecken lässt, um in Drehung versetzt zu werden. Die Scheibe 2 be steht aus elastisch nachgiebigem, jedoch im wesentlichen in kompressiblem Werkstoff wie Gummi und ist dazu ausgebildet, eine auswechselbare Schleif-, Schmirgel- oder Polierhülse 4 zu tragen, die auch von einem Band gebildet sein kann. In the drawing, a grinding, emery or polishing disc arrangement 1 is pulled apart axially and partially shown in axial section. This arrangement 1 includes a disc 2 of substantially cylindrical basic shape and a shaft 3 on which the. Leave disc 2 on to start rotating. The disc 2 be made of resilient, but essentially in compressible material such as rubber and is designed to carry an interchangeable grinding, emery or polishing sleeve 4 , which can also be formed by a band.

Zur Welle 3 gehört ein an ihr einstückig ausgebildeter, kegel stumpfförmiger Spreizkörper 5, der sich mit einer in der Scheibe 2 ausgebildeten Aussparung 6 von entsprechender Form jedoch vergleichsweise kleinerem Durchmesser in Eingriff bringen läßt.The shaft 3 includes an integrally formed, truncated cone-shaped expansion body 5 , which can be brought into engagement with a recess 6 of corresponding shape, but of comparatively smaller diameter, formed in the disk 2 .

Zur Welle 3 gehört ferner ein ringförmiger, auf Druck bean spruchbarer Flansch 7, der sich vom axial äußeren Ende des Spreizkörpers 5 radial wegerstreckt, um einen ersten Druck körper 8 in Form einer Beilagscheibe in Stellung zu halten. Ein Halteglied in Form einer Schraube 9 läßt sich mit einem Gewin deloch 10 in einem Endbereich der Welle 3 in Eingriff bringen, um einen schüsselförmigen zweiten Druckkörper 11 festzuspannen. Die beiden Druckkörper 8 und 11 lassen sich auf diese Weise mit je einer Stirnseite 12 bzw. 13 der Scheibe 2 aus Gummi zusammen spannen.The shaft 3 also includes an annular, compressible flange 7 which extends radially from the axially outer end of the expansion body 5 to hold a first pressure body 8 in the form of a washer in position. A holding member in the form of a screw 9 can be brought into engagement with a thread deloch 10 in an end region of the shaft 3 in order to clamp a bowl-shaped second pressure body 11 . In this way, the two pressure bodies 8 and 11 can be clamped together with one end face 12 or 13 of the rubber disk 2 .

Die Welle 3 endet in einem Wellenzapfen 18, der sich in üb licher Weise mit einem Drehantrieb, beispielsweise einer elektrischen Bohrmaschine, in Antriebsverbindung bringen läßt. Die vom Wellenzapfen 18 entfernte Stirnseite 13 der Scheibe 2 ist ebenfalls schüsselförmig und verleiht dem umgebenden Rand der Scheibe 2 zusätzliche Nachgiebigkeit und Anpassungsfähig keit, die dazu beiträgt, die übliche Tendenz des Randes der Scheibe zu überwinden, sich in die zu schmirgelnde oder zu schleifende Oberfläche eines Werkstücks einzuarbeiten.The shaft 3 ends in a shaft journal 18 , which can be brought into drive connection in a conventional manner with a rotary drive, for example an electric drill. The end face 13 of the disc 2, which is removed from the shaft journal 18 , is also bowl-shaped and gives the surrounding edge of the disc 2 additional flexibility and adaptability, which contributes to overcoming the usual tendency of the edge of the disc to get into the surface to be sanded or sanded to incorporate a workpiece.

Die dargestellte Schleifscheibenanordnung 1 wird folgendermaßen hergestellt:
Ein Gummischeibenrohling mit vorgefertigter, sich verjüngender Aussparung 6 wird zunächst auf einen nicht dargestellten, sich verjüngenden Dorn aufgesteckt, der in der Form und den rele vanten Abmessungen im wesentlichen dem Spreizkörper 5 ent spricht. Dadurch wird der Schleifscheibenrohling in einen elastisch verformten Zustand gebracht, in dem sein äußerer Durchmesser vergrößert ist. Sodann wird der Dorn mit hoher Geschwindigkeit gedreht und der Scheibenrohling so geschliffen, daß aus ihm die Scheibe 2 entsteht, die im geweiteten Zustand eine im wesentlichen zylindrische Form hat. Die geschliffene Scheibe 2 wird schließlich vom Dorn entfernt und ist nun gebrauchsfertig.The illustrated grinding wheel arrangement 1 is produced as follows:
A rubber disc blank with a prefabricated, tapering recess 6 is first plugged onto a tapering mandrel, not shown, which speaks ent essentially in the shape and rele vant dimensions of the expansion body 5 . As a result, the grinding wheel blank is brought into an elastically deformed state in which its outer diameter is enlarged. The mandrel is then rotated at high speed and the disk blank is ground so that disk 2 is formed from it, which has an essentially cylindrical shape in the expanded state. The ground disc 2 is finally removed from the mandrel and is now ready for use.

Wenn die Scheibe 2 sodann auf die Welle 3 aufgesteckt wird, dehnt sie der Spreizkörper 5 erneut, so daß sie ihren elastisch verformten Zustand wieder annimmt, in den sie auf dem Dorn gebracht worden war. Auf diese Weise nimmt die Scheibe 2 in ihrer Betriebsstellung jeweils eine zylindrische Form an. Der rings um den Spreizkörper 5 angeordnete Teil der Scheibe 2 wird in dessen Bereich größten Durchmessers stärker verformt als der vom Wellenzapfen 18 entfernte Bereich der Scheibe 2, der von der Dehnwirkung des Spreizkörpers 5 in geringerem Maß betroffen ist.When the disc 2 is then pushed onto the shaft 3 , the expansion body 5 stretches it again so that it resumes its elastically deformed state into which it had been brought on the mandrel. In this way, the disc 2 assumes a cylindrical shape in its operating position. The part of the disk 2 arranged around the expansion body 5 is deformed to a greater extent in its area with the largest diameter than the area of the disk 2 which is distant from the shaft journal 18 and which is less affected by the expansion effect of the expansion body 5 .

Die Schleifhülse 4 wird folgendermaßen ausgewechselt:
Zuerst wird die Schraube 9 gelockert oder gelöst und die Scheibe 2 aus Gummi wird axial vom Spreizkörper 5 mindestens soweit abgezogen, daß sie von ihm nicht mehr aufgeweitet wird. Die Schraube 9 ist vorzugsweise so lang, daß die Scheibe 2 vollständig vom Spreizkörper 5 abgezogen werden kann, ohne daß die Schraube 9 vollständig entfernt zu werden braucht. In diesem Zustand kann sich die Scheibe 2 auf ihre ursprüngliche Form und Größe entspannen. Wegen der ungleichmäßigen Dehn effekte, die sich aus der oben beschriebenen Herstellungsweise ergeben, vermindert sich der Durchmesser der Scheibe 2 in deren den Spreizkörper 5 unmittelbar umgebendem Bereich in einem verhältnismäßig größeren Ausmaß. In vollständig entspanntem Zustand nimmt die Scheibe daher die Form eines Kegelstumpfes an, deren kleinster Durchmesser im Bereich geringster Nach giebigkeit und Elastizität liegt. Dadurch wird das Abziehen der abgenutzten Schleifhülse 4 erleichtert.The grinding sleeve 4 is replaced as follows:
First, the screw 9 is loosened or loosened and the washer 2 made of rubber is axially removed from the expansion body 5 at least to the extent that it is no longer widened by it. The screw 9 is preferably so long that the washer 2 can be completely removed from the expansion body 5 without the screw 9 needing to be completely removed. In this state, the disc 2 can relax to its original shape and size. Because of the non-uniform expansion effects that result from the above-described production method, the diameter of the disc 2 decreases in its area surrounding the expansion body 5 to a relatively greater extent. In a completely relaxed state, the disc therefore takes the form of a truncated cone, the smallest diameter of which is in the range of lowest flexibility and elasticity. This makes it easier to remove the worn grinding sleeve 4 .

Sobald eine neue Schleifhülse 4 in Stellung gebracht worden ist, wird der kegelstumpfförmige Spreizkörper 5 von Hand in die mit Untermaß ausgeführte Aussparung 6 hineingedrückt, um eine erste Phase elastischer radialer Ausdehnung der Scheibe 2 zu bewirken, wodurch diese in reibschlüssigem Eingriff mit der sie umgebenden Schleifhülse 4 gelangt. Sobald der Spreizkörper 5 vollständig in die Scheibe 2 eingeschoben worden ist, bewirkt ein anschließendes Festziehen der Schraube 9, daß die Druck körper 8 und 11 sich an je eine der Stirnseiten 12 und 13 der Scheibe 2 anlegen. Weiteres Festziehen bewirkt eine zweite Phase radialer Ausdehnung, wodurch der zwischen den gegen überliegenden Druckkörpern 8 und 11 eingezwängte Teil der Scheibe 2 radial nach außen gequetscht wird, so daß die umge bende Schleifhülse 4 von der elastisch verformten Scheibe 2 festgespannt und reibschlüssig drehantreibbar mit ihr verbunden wird. Zum Auswechseln der Schleifhülse 4 findet die beschrie bene Vorgehensweise in umgekehrter Reihenfolge statt.As soon as a new grinding sleeve 4 has been brought into position, the truncated cone-shaped expansion body 5 is pressed by hand into the recess 6 with undersize, in order to bring about a first phase of elastic radial expansion of the disk 2, as a result of which it engages in frictional engagement with the surrounding grinding sleeve 4 arrives. As soon as the expansion body 5 has been pushed completely into the disk 2 , subsequent tightening of the screw 9 causes the pressure bodies 8 and 11 to lie against one of the end faces 12 and 13 of the disk 2 . Further tightening causes a second phase of radial expansion, whereby the part of the disk 2 squeezed between the opposing pressure bodies 8 and 11 is squeezed radially outward, so that the surrounding grinding sleeve 4 is clamped by the elastically deformed disk 2 and connected to it in a rotationally drivable manner becomes. To replace the grinding sleeve 4 , the described procedure takes place in reverse order.

Die vom Spreizkörper 5 bewirkte zusätzliche radiale Ausdehnung und die sich aus der beschriebenen Herstellungsweise ergebende, über die axiale Länge der Scheibe 2 ungleiche elastische Kontraktion ergeben zusammen einen sichereren Reibschluß zwischen Scheibe 2 und Schleifhülse 4, ein erleichtertes Auswechseln verbrauchter Schleifhülsen und die Möglichkeit, kleinere Scheiben zu verwenden. Die Erfindung stellt somit eine für den praktischen Gebrauch wichtige Verbesserung gegenüber dem Stand der Technik dar.The additional radial expansion caused by the expansion body 5 and the elastic contraction which results from the production method described and which is unequal over the axial length of the disk 2 together result in a more secure frictional engagement between the disk 2 and the grinding sleeve 4 , an easier replacement of used grinding sleeves and the possibility of smaller disks to use. The invention thus represents an improvement over the prior art which is important for practical use.

Claims

1. Grinding wheel arrangement with
in its basic form cylindrical disc ( 2 ) made of essentially rubber-elastic material, which has a suitable for supporting an interchangeable grinding sleeve ( 4 ),
a shaft ( 3 ), on which the disk ( 2 ) can be rotatably attached, and which can be connected to a rotary drive via a shaft pin ( 18 ) formed on it,
wherein the shaft ( 3 ) is assigned at least one expansion body ( 5 ) tapering from a base to one end and the washer ( 2 ) has at least one complementary recess ( 6 ) into which the expansion body ( 5 ) can be pushed axially in order to expand the disc ( 2 ) radially, and
a clamping device ( 9 , 10 ), with which the disk ( 2 ) can be axially clamped on the shaft ( 3 ) and thereby pressed radially apart, in order to be connected to the grinding sleeve ( 4 ) by friction,
wherein the shaft ( 3 ) a first and a second in a stand from each other at the base or at the end of the expansion body ( 5 ) arranged pressure body ( 8 , 11 ) are assigned, each on one end face ( 12 , 13 ) of the disc ( 2 ) can be applied and axially clamped,
characterized in that
the second pressure body ( 11 ) has a generally convex pressure surface, and the adjacent end face ( 13 ) of the disc ( 2 ) has a correspondingly concave recess in which the convex pressure surface rests on the disc ( 2 ).

2. Method of making a grinding wheel assembly with
in its basic form cylindrical disc ( 2 ) made of essentially rubber-elastic material, which has a suitable for supporting an interchangeable grinding sleeve ( 4 ),
a shaft ( 3 ), on which the disk ( 2 ) can be rotatably attached, and which can be connected to a rotary drive via a shaft pin ( 18 ) formed on it,
wherein the shaft ( 3 ) is assigned at least one tapered expansion body ( 5 ) and the disc ( 2 ) has at least one complementary recess ( 6 ) into which the expansion body (S) can be pushed axially around the disc ( 2 ) radially expand, and
a clamping device ( 9 , 10 ), with which the disk ( 2 ) can be axially clamped on the shaft ( 3 ) and thereby pressed radially apart, in order to be connected to the grinding sleeve ( 4 ) by friction,
wherein the shaft ( 3 ) two spaced apart pressure bodies ( 8 , 11 ) are assigned, which can be applied to one end face ( 12 , 13 ) of the disc ( 2 ) and axially clamped together,
characterized by the steps:

- Pushing a rubber-elastic disc blank onto a tapered mandrel, which essentially corresponds in shape to the expansion body ( 5 ) mentioned, in order to allow the blank to expand to form a profile which corresponds to its form of use,
- Grinding or other machining of the blank on the mandrel to create a disc ( 2 ) which has a substantially cylindrical outer surface in the expanded state, and
- removing the washer ( 2 ) from the mandrel,
- So that subsequent attachment of the disc ( 2 ) on the shaft ( 3 ) causes a corresponding differential radial expansion, through which the outer lateral surface of the disc ( 2 ) in its operating position resumes its cylindrical shape and thus the surrounding grinding sleeve ( 4th ) tightened evenly.

3. The method according to claim 2, characterized in that the distal end of the shaft ( 18 ) ( 13 ) of the disc ( 2 ) is provided with a recess through which the surrounding outer edge of the disc ( 4 ) receives additional flexibility.