DE661944C - Trennschleifen zum Ein- und Abschneiden von Werkstuecken - Google Patents

Description

Zum Ein- und Abschneiden von Metallen oder anderen Stoffen unter Benutzung von Schleifmitteln hat man bereits vorgeschlagen, eine dünne, mit hoher Geschwindigkeit umlaufende Scheibe zu verwenden, die zum Eindringen in das auf den Arbeitstisch eingespannte Werkstück gebracht wird. Verwendet man für die Schneidscheiben Schmirgelscheiben, so erhält man dabei hinreichend scharfkantige Schnittflächen, wenn die zu schneidenden Werkstücke eine gewisse Weichheit haben, sind jedoch die zu schneidenden Werkstücke hart oder brüchig, wie sehr harter Stahl, Glasrohre, Stangen aus künstlichem Marmor, auch Porzellan usw., so zeigt sich, daß sich an den Schneidflächen ein Grat bildet bzw. die Kanten ausbrechen.

Dieser Übelstand ist nach der Erfindung dadurch vermieden, daß das Werkstück beim Ein- oder Abschneiden in eine Flüssigkeit untergetaucht ist, deren Temperatur im allgemeinen nicht unter 7⁰ C, vorzugsweise etwa 21⁰C, aber noch niedrig genug ist, daß man ohne weiteres mit der Hand in die Flüssigkeit greifen kann, wobei die Stärke der Schmirgelscheibe und ihre Umfangsgeschwindigkeit an der Schneidkante so bemessen sind, daß die Flüssigkeit an der Schneidkante nicht verdrängt wird. Dabei hat die Schmirgelscheibe im allgemeinen eine Stärke zwischen 0,5 und 1,6 mm, und die Umfangsgeschwindigkeit an der Schneidkante soll 45 m in der Sekunde (entsprechend etwa einer Umlaufszahl von 2800 in der Minute bei einem Durchmesser des Schmirgelrades von 20,5 cm) nicht übersteigen.

Es hat sich herausgestellt, daß sich bei Einhaltung dieser Bedingungen an den Schnittkanten kein Grat mehr bildet und daß glatte, scharfkantige Schnittflächen bei brüchigen Werkstücken erzielt werden, und zwar auch dann, wenn z. B. von einer Stange sehr dünne Scheiben abgeschnitten werden. Beim Schneiden von Metall wird dieser nicht verbrannt oder in unzulässiger Weise erhitzt.

Dieser Erfolg ist offenbar darauf zurückzuführen, daß bei einer trocken laufenden Schmirgelscheibe, oder wenn man lediglich einen Wasserstrom auf die Schmirgelscheibe leitet, die beim Schneiden sich abtrennenden Schmirgelteilchen und Werkstückteilchen, welche sich zwischen die Schneidscheibe und die Schneidflächen des Werkstückes setzen, das ordnungsmäßige Arbeiten der Schneid-

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scheibe beeinträchtigen. Erfolgt jedoch das Schneiden unter einer Flüssigkeit, z.B. Wasser, und ist die Schmirgelscheibe sehr dünn, z. B. so dünn, daß sie von Hand leicht zerbrochen werden kann, so kann die durch die mit hoher Geschwindigkeit umlaufende Scheibe insbesondere an ihrem Umfange mitgerissene Flüssigkeit dennoch zu beiden Seiten der Scheibe bis zu der Schneidkante vordringen

ίο und die dort sich ablösenden Teilchen der Schmirgelscheibe und des Werkstückes sofort bei ihrer Ablösung wegspülen. Es kommt daher stets nur die Schneidkante selbst unmittelbar mit dem Werkstück in Berührung, wodurch das ordnungsmäßige Schneiden gewährleistet ist. Überschreitet die Umfangsgeschwindigkeit der Scheibe an der Schneidkante einen gewissen Wert, so wird, insbesondere durch eingesaugte Luft, die Flüssig- keit verhindert, bis zur Schneidkante vorzudringen, so daß die abgelösten Schmirgelteilchen nicht weggespült werden. Es muß daher eine gewisse hohe Umlaufzahl der Schmirgelscheibe eingehalten werden.

Es hat sich gezeigt, daß ein einwandfreier Schnitt nicht mehr erzielt wird, wenn die Temperatur der Flüssigkeit, innerhalb der das Trennschleifen erfolgt, unter 7° C liegt. Zweckmäßig ist die Temperatur etwa 21⁰C, jedenfalls aber immer noch so niedrig, daß der Arbeiter in die Flüssigkeit hineinfassen kann. Die abgelösten Teilchen, die infolge ihrer hohen Temperatur an der Scheibe und dem Werkstück anhaften, werden durch die bis zur Schneidkante vordringende kältere Flüssigkeit schnell abgekühlt, so daß sie nicht so stark anhaften und daher leichter fortgespült werden.

Das Abschneiden insbesondere schmaler Scheiben oder Ringe bei empfindlichen, brüchigen Baustoften unter einer Flüssigkeit hat noch den besonderen Vorteil, daß beim Zertrennen und beim Herabfallen der abgetrennten Stücke ein Zerspringen vermieden wird, da die Flüssigkeit als ein Dämpfungsmittel dient, durch das verhindert wird, daß die Scheiben oder Ringe mit zu großer Geschwindigkeit zu Boden fallen.

Man hat zwar bereits bei Schleifscheiben, bei denen Schmirgelscheiben verwendet werden, das Schleifen oder Polieren des Werkstückes unter Wasser vorgenommen, bei einem Dazwischentreten von abgelösten Schmirgelteilchen zwischen Schleifscheibe und Werkstück wird jedoch die Schleifarbeit nicht beeinträchtigt, vielmehr wirken die abgelösten Schmirgelteilchen noch günstig als Schmiermittel. Auch handelt es sich beim Schleifen um die Bearbeitung größerer ebener Flächen, und es kommt nicht auf die Erzielung glatter, gratloser Kanten an.

Auf beiliegenden Zeichnungen stellen dar:

Abb. ι einen senkrechten Querschnitt im wesentlichen nach Linie 1-1 der Abb. 2,

Abb. 2 die in Abb. 1 dargestellte Yorrichtung von oben gesehen,

Abb. 3 einen Schnitt im wesentlichen gleich dem der Abb. 1, aber in ziemlich schematischer Darstellung zur Erläuterung der eigentlichen Erfindung,

Abb. 4 eine Einspannvorrichtung für die Werkstücke von oben gesehen,

Abb. 5 die Schutzvorrichtung für die Schneidscheibe' von der Seite gesehen, teils abgebrochen und teilt im Schnitt,

Abb. 6 die Schutzvorrichtung für die Schneidscheibe in einem Schnitt ungefähr nach Linie 6-6 der Abb. 5,

Abb. 7 einen senkrechten Längsschnitt einer Ausführungsform mit Anordnung des Werkstückhalters und der Schneidscheibe, so daß lange Schienen und Stangen geschnitten werden können, ohne einen übermäßig großen Flüssigkeitsbehälter zu benötigen.

Bei dem Verfahren nach der Erfindung wurde gefunden, daß die Temperatur der Flüssigkeit auf das erzielte Ergebnis wesentlichen Einfluß hat. Wenn z. B. die Temperatur des Wassers unter 7⁰C gelangt bzw. gehalten wird, fallen die Ergebnisse unbefriedigend aus. Die Wirkung verbessert sich, wenn die Temperatur der Flüssigkeit gesteigert wird. Hiernach müßte man annehmen, daß die Wirkung um so besser ausfällt, je höher die Temperatur gehalten wird. Vorzugsweise sollte die Temperatur der Flüssigkeit über der normalen Raumtemperatur bzw. auf ungefähr 21⁰C, im allgemeinen und für gewöhnlichen Betrieb aber noch kühl genug gehalten -werden, daß der die Maschine Bedienende mit der Hand ohne weiteres in die Flüssigkeit hineingreifen kann.

Es wurde des weiteren gefunden, daß dünne Schmirgelscheiben scheinbar am ehesten befriedigende Ergebnisse liefern, was wahrscheinlich darauf zurückzuführen wäre, daß je dünner die Scheibe, um so schmaler der Schnitt und um so geringer die während des Schnittes zu leistende Arbeit ausfällt. Die bei einer Schneidvorrichtung gemäß der Erfin- uo dung benötigte Kraft für den Schnitt eines in einer Flüssigkeit untergetaucht gehaltenen Werkstückes ist weit geringer als jene Kraft, welche man unter sonst gleichen Umständen beim Trockenschneiden benötigt. Gefunden wurde, daß Scheiben in einer Stärke von ungefähr 0,5 mm bis ungefähr 1,17 mm durchaus befriedigende Arbeit leisten. Beste Ergebnisse wurden erzielt mit einer im Durch*-■ messer 305 mm großen und ungefähr 0,76 mm starken Scheibe. Diese Maße bzw. Stärken werden hier lediglich nur beispielsweise an-

geführt und sind im übrigen sehr von der Art der zu leistenden Arbeit abhängig. Für gewisse Arbeiten mögen sich wohl Scheiben größerer Stärke empfehlen. Auch wurde gefunden, daß die Drehgeschwindigkeit der Scheibe nicht übermäßig groß werden darf und daß, wenn die Drehgeschwindigkeit zu groß gehalten wird, die Scheibe einen ein-, wandfreien Schnitt nicht zu liefern vermag.

ίο Befriedigende Ergebnisse wurden erzielt mit einer Scheibe, die ungefähr 1200 bis 1400 Umdrehungen in der Minute macht. Geschwindigkeiten von 1800 bis 2000 Umdrehungen in der Minute dürften aber noch besser sein.

Wurde die Geschwindigkeit über 2000 Umdrehungen in der Minute hinaus vergrößert, erwies sich die Schneidwirkung nicht mehr als befriedigend, da bei dieser großen Geschwindigkeit die Schneidscheibe offenbar Luft

ao in den Schnitt mit hineinreißt und die betreffende Luft dann nicht mehr genügend Flüssigkeit in den Schnitt hineingelangen läßt. Die Folge war ein Verbrennen sowohl des Werkstückes als auch der Schneidscheibe.

Hieraus geht offenbar hervor, daß die Geschwindigkeit der Scheibe nach Möglichkeit hoch gewählt werden soll, aber keineswegs einen gewissen Wert überschreiten darf bzw nicht so groß gewählt werden soll, daß dann die Oberfläche der Scheibe mit Flüssigkeit nicht mehr genügend angefeuchtet werden kann.

Es wurde gefunden, daß die Schneidscheibe bei dem Verfahren nach der Erfindung sich weniger schnell abnutzt als beim Trockenschneiden und demnach mit einer gegebenen Schneidscheibe eine viel größere Zahl Schnitte als früher beim Trockenschneiden ausgeführt werden kann. Das neue Schneidverfahren hat sich als besonders zweckmäßig zum Schneiden von Rohren, entweder solchen aus Metall oder solchen aus Glas bzw. anderen ähnlichen Materialien, erwiesen, und zwar auch in Fällen, in denen die Wandungen der betreffenden Rohre sehr schwach bzw. dünn waren.

Bei einer Vorrichtung zum Ausführen des erfindungsgemäßen Verfahrens ist ein Behälter 10 mit hochstehenden Wänden 11 vorgesehen, der die Flüssigkeit 12, z. B. Wasser, aufnimmt. Das zu schneidende Werkstück, in der vorliegenden Darstellung ein Rohr 13, wird während des Schneidvorganges in der Flüssigkeit untergetaucht gehalten. Das Bett bzw. der Behälter 10 wird auf irgendeine geeignete Unterlage gesetzt, z. B. auf ein Untergestell 14. Am Behälter sind nach hinten gerichtete Haltearme 15 vorgesehen. An den Haltearmen 15 ist mit Hilfe einer Stange 16 ein Rahmen 17 schwenkbar, d. h. auf und ab beweglich gelagert. Der Rahmen 17 trägt die Schneidscheibe 18 und den hier beispielsweise von einem Elektromotor 19 gebildeten Antrieb für die Schneidscheibe. Im vorliegenden Falle sitzt die Schneidscheibe 18 auswechselbar auf einer Welle 20, die im Rahmen 17 drehbar gelagert ist, und zwar inLagern2i. Der Antrieb wird von der Antriebsmaschine aus auf die Schneidscheibe, beispielsweise mittels eines Keilriemens 22, übertragen. Zu diesem Zwecke ist auf der Welle 20 der Schneidscheibe eine Riemenscheibe 23 und auf der Ankerwelle des Antriebsmotors eine Riemenscheibe 24 vorgesehen. Es empfiehlt sich, zum Spannen des Riemens irgendwelche Mittel vorzusehen. Im vorliegenden Falle hängt der Motor in einem Rahmen 25, der an einem hochstehenden, im Rahmen 17 zwischen dessen Armen 28 bei 27 schwenkbar gelagerten Träger 26 befestigt ist. Der Träger 26 ist mit einer Nase bzw. einem Fortsatz 29 und in dem Fortsatz 29 mit einem bogenförmigen Schlitz 30 versehen. Der Krümmungsmittelpunkt des Schlitzes 30 deckt sich mit dem Mittelpunkt der Schwenkachse 27 des Trägers 26. Eine Klemmschraube 31 am Fortsatz 32 des Rahmens 17 ermöglicht es, den Träger 26 in der jeweils gegebenen Einstellung festzustellen.

Da die Scheibe 18 mit allen zugehörigen Teilen und der Motor 19 mit Bezug auf die Drehachse 16 des Rahmens 17 auf entgegengesetzten Seiten angeordnet sind, halten diese Teile sich einander das Gleichgewicht, so daß ein nur ganz geringer Kraftaufwand notwendig ist, um den Rahmen auf und ab zu schwingen bzw. die Schleifscheibe gegenüber dem Werkstück vor- und zurück zu bewegen. Der Motor sollte vorteilhaft ein wenig Übergewicht besitzen, damit er die Schneidscheibe zwischen den einzelnen Schneidvorgängen für gewöhnlich immer nach oben hält. Am Rahmen 17 ist ein verstellbarer Anschlag vorgesehen, um die Bewegung der Schneidscheibe in Richtung nach unten zu begrenzen und zu verhüten, daß die Scheibe allzu weit nach unten gedrückt werden kann. In der hier dargestellten Ausführung besteht der Anschlag aus einer Stange 33, die in ein besonderes Auge 34 des Rahmens 17 eingeschraubt und zum Drehen bzw. Einstellen mit einer Hand- no kurbel 35 versehen ist. Mit ihrem unteren Ende soll die Stange bzw. der Anschlag gegen einen hochstehenden Gegenanschlag 36 stoßen. Der Gegenanschlag 36 sitzt am Behälter 10 und begrenzt die Abwärtsbewegung der Schneidscheibe jeweils entsprechend der Einstellung der Stange 33. Da der Motor im allgemeinen wesentlich schwerer ist als die Schneid- oder Schmirgelscheibe und die dazugehörigen Teile, wird am Rahmen an der mit 39 bezeichneten Stelle und mit Hilfe einer Stange 38 ein Gegengewicht 37 aufgehängt.

Die Stange 38 ist durch einen Schlitz 40 des Behälters 10 hindurchgeführt. Der Schlitz 40 ist rings seines Umfanges mit hochstehenden Wandungen umgeben, damit die Flüssigkeit aus dem Behälter 10 nicht durch den Schlitz 40 herauslaufen kann. Um den Rahmen 17 um seine Schwenkachse auf und ab bewegen und die Schneidscheibe gegenüber dem Werkstück vor und zurück stellen zu können, ist am Rahmen bei 17⁶ ein besonderer Handgriff ij^a angebracht.

Die Schneidscheibe ist mit einem Schutzgehäuse umgeben. Das hier dargestellte Schutzgehäuse besteht aus einem Metallblechstück 42, welches die Schneidscheibe umschließt und dieselbe auf der einen Seite mit einer Wand 43 abdeckt. Auf der entgegengesetzten Seite ist eine im Durchmesser genügend große Öffnung 44 vorgesehen, um die auf der Welle 20 sitzende Schneidscheibe bequem herausnehmen und ebenso bequem auch wieder einsetzen zu können. Die Öffnung 44 wird mit einem Deckel 45 verschlossen. Der Deckel 45 wird mit irgendwelchen Mitteln lösbar festgelegt, beispielsweise mit Flügelschrauben 46. In der Rückwand 43 ist ein bogenförmiger Schlitz 47 vorgesehen, durch welchen die Welle 20 hindurchragt und in welchem sich die Welle auf und ab bewegen läßt.

Um zu verhindern, daß durch die Scheibe 18 Flüssigkeit mit in das Schutzgehäuse hineingerissen wird, ist oberhalb des Flüssigkeitsspiegels 12 eine Abstreifplatte 48 mit einem schmalen Schlitz 50 vorgesehen, die die Schleifscheibe hinten an beiden Seiten umschließt.

Um zu verhindern, daß die Flüssigkeit aus dem Behälter über dessen hinteren Rand hinausgetrieben wird, sind weitere Ablenkplatten 51 vorgesehen, die sich von den Seitenwänden des Schutzgehäuses seitwärts erstrekken und die Flüssigkeit in den Behälter zurückfluten lassen.

Durch einen schmalen Spalt 54 voneinander

⁴S getrennte Klötze 52, 53 dienen zur Aufnahme des Werkstückes, welches beispielsweise die Gestalt eines Rohres 13 hat. Zum Festhalten des Werkstückes dient eine Einspannvorrichtung mit einem Hebel 56, der an den mit 58 bezeichneten, an der Vorderwand des Behälters 10 vorgesehenen Fortsätzen bei 57 gelenkig angeschlossen ist. Der Hebel 56 ist mit zwei Armen 59, 60 versehen, die mit Bezug aufeinander in einem gewissen Abstände angeordnet sind und mit ihren freien Enden über die Klötze 52 und 53 greifen.

Beim Schneiden von Glasrohren, insbesondere dünnwandigen Rohren, darf die Einspannung nicht allzu fest geschehen. Zur Sicherstellung der jeweils richtigen nachgiebigen Andrückung des Werkstückes ist die Einspannvorrichtung mit einer federnden Druckregulierung versehen.
. Da die Flüssigkeit während des Schneidvorganges in schnellem Umlauf und heftiger Bewegung gehalten wird, kann auf der Oberfläche sich eine gewisse Menge Schaum entwickeln, die die Sicht auf das Werkstück natürlich beeinträchtigen würde. Da der Schaum infolge der Drehung der Schneidscheibe im Behälter 10 nach hinten geschoben wird, werden zu beiden Seiten der Schneidscheibe etwas hinter dem Werkstück 13 hochstehende, über den Flüssigkeitsspiegel hinausragende Siebe 68 angeordnet. Wenn nun die Flüssigkeit infolge der Drehung der Schneidscheibe im Behälter 10 nach hinten verdrängt wird, muß sie in entgegengesetzten Richtungen seitwärts nach den einander entgegengesetzten Enden des Behälters ab- und dann nach vorn strömen. Bei der Strömung nach vorn muß die Flüssigkeit die Siebe durchfließen, so daß der Schaum von den Sieben abgefangen bzw. zurückgehalten und gesammelt wird. Der Schaum hält zum Teil auch die beim Schneiden des Werkstückes sich ergebenden Rückstände fest, hilft also auf diese Weise die Flüssigkeit zu klären. Des weiteren sammeln oder halten die Siebe einen großen Teil Schmutz zurück sowie auch von der Schneidscheibe und dem Werkstück stammende Staub- und Schmirgelteilchen.

Beim Schneiden langer Rohre oder Schienen ist ein entsprechend langer Behälter 10 erforderlich, sofern das Rohr oder die Schiene auf seiner ganzen Länge in die Flüssigkeit untergetaucht gehalten werden soll. Um übermäßig lange Behälter zu vermeiden, sind die einander entgegengesetzten Endwände des Behälters 10 mit Ausschnitten 74 versehen. Mit Bezug auf den Werkstückhalter müssen diese Ausschnitte in einer Richtung liegen. Wenn das zu schneidende Werkstück verhältnismäßig kurz ist, werden die ebenerwähnten Ausschnitte mit Platten 75 ver- schlossen. Wenn Werkstücke größerer Länge zu schneiden sind, werden die Platten 75 abgenommen und Tröge T]: von zweckentsprechender Länge mit ihrem einen offenen Ende an den Endwänden des Behälters ιό no gegenüber den erwähnten Ausschnitten so befestigt, wie das beispielsweise in der Abb. 2 links dargestellt ist. Die einzelnen Tröge können verhältnismäßig kurz und verschieden lang sein und untereinander zusammengeschlossen werden, um jeweils irgendeine gewünschte'Länge zu erhalten. Am äußeren Ende des Troges bzw. mehrerer zusammengeschlossener Tröge wird der Abschluß mit der vom Ausschnitt 74 des Behälters 10 abgenommenen Platte 75 bewirkt.

Für den. Fall, daß ansetzbare Verlange-

Claims (4)

1. rungströge nicht erwünscht sind, könnte die Werkstückeinspannvorrichtung schräg, el. h. wie in Al)I). 7 angedeutet, zur Waagerechten geneigt angeordnet werden.
   Da die zu schneidenden Werkstücke während des Schnittes in einer Flüssigkeit untergetaucht gehalten werden, wird das beim Schneiden entstehende Geräusch vermindert und eine schädliche Staubentwicklung vermieden.

   Die Schneidscheibe kann aus den verschiedensten üblichen Werkstoffen hergestellt werden. Als Bindemittel kann sowohl eine Gummimasse als auch Schellack bzw. irgenclein künstliches Harz o, dgl. verwendet werden.

   Paten τ α ν s ι· κ ϋ c η ε :

   γ. Trennschleifen zum Ein- und Abschneiden von Werkstücken, insbesondere harter und brüchiger Baustoffe rohrförmigen Querschnitts mittels einer dünnen, mit hoher Geschwindigkeit umlaufenden Schmirgelscheibe, dadurch gekennzeichnet, daß das Werkstück beim Ein- und Abschneiden in eine Flüssigkeit untergetaucht ist, deren Temperatur im allgemeinen nicht unter 7° C, vorzugsweise über 21⁰C, aber noch niedrig genug ist, daß man ohne weiteres mit der Hand in die Flüssigkeit greifen kann, wobei die Stärke der Schmirgelscheibe und ihre Umfangsgeschwindigkeit an der Schneidkante so bemessen sind (im allgemeinen: Umfangsgeschwindigkeit nicht über 45 m in der Sekunde und Stärke etwa 0,5 bis 1,6 mm), daß die Flüssigkeit an der Schneidkante nicht verdrängt wird.
2. 2. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß in dem zur Aufnahme der Flüssigkeit dienenden Behälter (ro) hinter dem Werkstück (13) Siebe (68) stehend angeordnet sind.
3. 3. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch eine hinter dem Werkstück (13) oberhalb des Flüssigkeitsspiegels angeordnete Abstreifplatte (48), in deren Schlitz (50) die Schmirgelscheibe (18) hineinragt.
4. 4. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Behälter (10) an den in der Längsrichtung des Werkstücks (,131 liegenden Wandungen mit verschließbaren öffnungen (74) versehen ist, an die mit an diese Wandungen ansetzbare \^erlängerungsbehälter (77) angeschlossen werden können. 6"

   Hierzu ι Blatt Zeichnungen