EP0444272B1

EP0444272B1 - Fächerstirnschleifscheibe

Info

Publication number: EP0444272B1
Application number: EP90124218A
Authority: EP
Inventors: Günther Wendt
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1990-03-01
Filing date: 1990-12-14
Publication date: 1993-07-21
Anticipated expiration: 2010-12-14
Also published as: EP0444272A1; ES2043225T3; DE9002385U1; DE59002035D1

Description

Die Erfindung richtet sich auf eine spezielle konstruktive Gestaltung von Fächerstirnschleifscheiben oder -trennscheiben.
Fächerstirnschleifscheiben mit einem kreisförmigen Grundteller, in dessen Umfangszone Schleiflamellen einander dachziegelartig übergreifend angeordnet und mit Klebstoff am Teller befestigt sind, gehören zum Stand der Technik.
Aus DE-GM 85 06 607 sind solche Schleifscheiben bekannt, bei denen die Lamellen an ihrer Rückseite unter Ausbildung des Tellers aus und mittels glasfaserverstärktem Kunstharz untereinander verbunden sind. In DE-GM 87 11 831 ist beschrieben, die Oberfläche des Aluminiumtellers zur Verbesserung der Haftung aufzurauhen oder mit Lochungen zu versehen. Aus DE-A-38 05 719 ist es bekannt, die Schleiflamellen mit Durchbrechungen zu versehen, um eine bessere Durchdringung mit Klebstoff und damit eine bessere Haftung zu erzielen. Die Bemühungen zur Verbesserung der Haftung der Schleiflamellen wurden notwendig, um die Schleifscheiben bei den heute gewünschten Umfangsgeschwindigkeiten betreiben zu können und den gesetzlichen Unfallverhütungsvorschriften zu genügen.
Diese bekannten Fächerstirnschleifscheiben haben den Nachteil, daß die Schleiflamellen nur zu einem geringen Teil über den Rand des Stütztellers hinausragen. Sobald dieser Teil verbraucht ist, besteht das Risiko, daß der Grundteller in Kontakt mit dem zu bearbeitenden Gegenstand gelangt und unerwünschte Schleifspuren oder Kratzer erzeugt werden. Dies kann insbesondere auch dann eintreten, wenn die Schleifscheiben sehr steil angesetzt oder sogar als Trennscheiben benutzt werden.
In DE-A-37 41 279 wird deshalb vorgeschlagen, den Aufnahmeteller derartiger Schleifscheiben aus gegebenenfalls faserverstärktem Kunststoff oder Kunstharz auszubilden, in welches Schleifmittelpartikel eingebettet sind. Die auf den Aufnahmeteller in Fächerbelegung aufgeklebten Schleiflamellen ragen nicht über den Umfang des als Trennscheibe ausgebildeten Aufnahmetellers hinaus. Diese konstruktive Gestaltung hat sich in der Praxis bei den gewünschten hohen Umfangsgeschwindigkeiten nicht bewährt. Häufig wurden infolge unzureichender Festigkeit die den Sicherheitsvorschriften entsprechenden Werte bei den sogenannten Sprengprüfungen nicht erreicht.
Aufgabe der Erfindung ist es, eine konstruktive Gestaltung von Fächerstirnschleifscheiben oder -trennscheiben zu schaffen, bei denen auch bei sehr steilem Aufsetzen auf den zu bearbeitenden Gegenstand oder Nutzung als Trennscheibe ein größerer Anteil der Schleiflamellen zum Schleifen ausgenutzt und abgenutzt werden kann, als bei den bekannten Schleifscheiben oder Trennscheiben, wobei die Schleiflamellen jedoch so fest mit dem Grundteller verbunden sind, daß die Schleif/Trennscheiben den einschlägigen Sicherheitsbestimmungen genügen.
Diese Aufgabe wird gelöst durch eine Fächerstirnschleifscheibe oder -trennscheibe mit einem kreisförmigen Grundteller, auf dessen Stirnseite in einer Umfangszone Schleiflamellen einander dachziegelartig übergreifend so angeordnet sind, daß sie über den Rand des Grundtellers hinausragen und die Schleiflamellen am Grundteller mittels Klebstoff befestigt sind, wobei die Schleiflamellen so weit über den Rand des Grundtellers hinausragen, daß in radialer Richtung nur ein Drittel bis zur Hälfte der Ausdehnung der Schleiflamellen in der Umfangszone des Grundtellers an diesem durch Klebstoff befestigt ist und am Außenrand des Grundtellers eine mit dem Grundteller und den überstehenden Schleiflamellen fest verbundene ringförmige Schicht aus gehärteten synthetischen Polymeren, in die Schleifkörner eingebettet sind, vorhanden ist.
Die Schicht aus schleifmittelhaltigen Polymeren kann sich über das gesamte Teilstück der Lamellen erstrecken, das über den Rand des Grundtellers hinausragt. Im allgemeinen ist es jedoch ausreichend, wenn mindestens die Hälfte der über den Rand des Grundtellers hinausragenden Teilstücke der Lamellen durch die gehärtete Polymerschicht gestützt und von ihr zusätzlich gehalten werden. Die Schichtdicke sollte nicht geringer als die des Stütztellers sein, sie kann dicker sein und in einem solchen Falle in radialer Richtung nach außen abnehmen. Es ist auch möglich, die Polymerschicht so auszubilden, daß sie den Außenrand des Grundtellers umgreift und auch schleifmittelhaltiges Polymers im Randbereich auf der Rückseite des Grundtellers vorhanden ist. Die Schicht dient zur Abstützung und Verankerung der Schleiflamellen, insbesondere der Teile, die nicht unmittelbar mit dem Grundteller verklebt sind. Die Polymerschicht ist in ihrem Grundaufbau mit Kunstharz oder Kautschuk gebundenen Schleifkörpern vergleichbar. Vorzugsweise weisen die Körner eine Größe auf, die etwa mit der Körnung der Schleifkörper in den Schleiflamellen übereinstimmt. Es ist aber auch möglich, in der Polymerschicht Schleifkörper in einer gröberen Körnung als in den Schleiflamellen einzusetzen.
Als Schleifkörner können verwendet werden Aluminiumoxid, Zirkonoxid, Siliciumdioxid, Korund, Siliciumkarbid, Borkarbid, Metallnitride wie kubisches Bornitrid.
Das Gewichtsverhältnis zwischen dem als Bindemittel für die Schleifkörper dienenden synthetischen Polymeren und Schleifkörner kann unterschiedlich sein. Ein Anteil von weniger als 10 Gew.% Schleifkörner bezogen auf Gesamtgewicht ergibt eine zu geringe Schleifwirkung und verstärkt das Polymere nur ungenügend. Die Obergrenze stellt der Gehalt an Schleifkörnern dar, bei dem deren Bindung gerade noch ausreichend ist. Im allgemeinen beträgt das Gewichtsverhältnis von synthetischen Polymeren:Schleifkörnern von 90:10 bis 20:80, vorzugsweise von 60:40 bis 40:60. Falls erwünscht, können in der Polymerschicht noch deren Festigkeit erhöhende, verstärkende Füllstoffe zusätzlich zu den Schleifkörnern vorhanden sein.
Als synthetische Polymere können härtbare synthetische Harze, aber auch synthetische Elastomere und synthetische Kautschuke verwendet werden. Besonders geeignet sind Epoxidharze, Polyesterharze und Phenolharze. Bei den Epoxidharzen sind Epoxyacrylatharze, Vinylesterharze auf Epoxidbasis besonders geeignet. Bei den Phenolharzen sind sowohl Phenolformaldehydharze, Phenolmelaminharze als auch Novolakharze geeignet. Derartige Harze werden gegebenenfalls mit zusätzlichen Monomeren und Härtern (Polyamiden, Säureanhydriden, einbasischen und mehrbasischen Säuren) und Katalysatoren als fertige Harzmischungen in Form von Einkomponentensystemen oder als Zweikomponentensysteme von den einschlägigen Firmen angeboten. Bei der Verarbeitung von Mehrkomponentensystemen ist es besonders vorteilhaft, zunächst die Schleifkörper in das Grundharz einzuarbeiten und dann erst die zweite Komponente (Härtersystem) hinzuzufügen, um eine ausreichende Topfzeit beim Ausbilden der erfindungsgemäßen Schicht zu haben. Bei Verwendung derartiger härtbarer flüssiger Gießharze wird die schleifmittelhaltige Polymerschicht durch Gießen der Mischung von Schleifkörpern und Harzsystemen und anschließendes Aushärten ausgebildet. Dies hat den Vorteil, daß gleichzeitig eine gute Haftung und Bindung der Polymerschicht sowohl an den Schleiflamellen als auch am Grundteller erreicht wird. Die noch flüssigen Mischungen können dabei auch im Randbereich auf die Rückseite des Grundtellers aufgebracht werden, um noch eine bessere Verankerung der Schicht am Grundteller zu erreichen.
Es ist aber auch möglich, die schleifmittelhaltige Polymerschicht aus einem vorgebildeten flachen Ring auszubilden, der mit Klebstoff an den Lamellen und dem Grundteller befestigt wird. In einem solchen Fall können als synthetische Polymere die gleichen Gießharze oder anstelle von Gießharzen auch synthetische Elastomere und synthetische Kautschuke als Bindemittel für die Schleifkörner verwendet werden. Der vorgebildete Ring kann mit üblichen Verfahren zur Herstellung von Schleifkörpern hergestellt werden.
Als geeignete Materialien für den Grundteller können verstärkte Kunststoffe als auch Metalle, wie Aluminium oder Stahl, verwendet werden.
Die Schleiflamellen werden aus den üblichen bekannten Materialien, wie Schleifleinen mit unterschiedlichen Körnungen hergestellt.
Geeignete Klebstoffe zur Befestigung der Schleiflamellen und/oder eines vorgefertigten schleifmittelhaltigen Ringes zur Vergrößerung des Durchmessers des Grundtellers sind als Einkomponenten- oder Mehrkomponentenklebstoffe im Handel erhältlich. Bei der Auswahl der Klebstoffe ist darauf zu achten, daß diese mit dem als Bindemittel für die schleifkörperhaltige Polymerschicht verwendeten synthetischen Harzen oder synthetischen Elastomeren oder synthetischen Kautschuken verträglich sind und mit diesen feste Bindungen ergeben.
Um die Haftung zu verbessern, kann in die Klebfuge zwischen dem Grundteller und den Schleiflamellen ein offenes Gewebe eingelegt werden, das über den Rand des Grundtellers hinaus bis in die ringförmige Schicht des synthetischen Polymeren reicht. Die Gewebe können aus Textilfasern, aus synthetischen Fasern oder Mischgewebe sein. Wird die Polymerschicht aus Gießharz ausgebildet, durchdringt das Gießharz das Gewebe und der Verbund mit den Schleiflamellen ist verbessert. Wird die Polymerschicht aus einem vorgefertigten Ring ausgebildet, verstärkt die Gewebeeinlage die Klebfuge zwischen dem Schleifmittelring und den Schleiflamellen.
Der Grundteller kann ein flacher Teller sein, bevorzugt ist es jedoch, im Zentrum des Tellers einen Bereich zu kröpfen und/oder Sicken einzudrücken, um den Grundteller zu versteifen und das Einspannen zu erleichtern.
Besonders bevorzugt ist es, den Tellerrand gegenüber dem gekröpften Bereich im Zentrum des Tellers so abzubiegen, daß der Rand sich unter einem etwas von 90° abweichenden Winkel zur Einspannachse der Fächerstirnschleifscheibe erstreckt.
Bei Verwendung von verstärkten Kunststofftellern ist es bevorzugt, den Teller im Bereich der Befestigungsbohrung mit einer Metallverstärkung zu versehen. Die Erfindung wird nun anhand der Figuren noch näher erläutert.
Fig. 1 zeigt die dachziegelartig übergreifende Anordnung der Schleiflamellen 2 auf dem Grundteller 1. In einem Teilabschnitt des Grundtellers 1 sind keine Schleiflamellen 2 wiedergegeben, um zu zeigen, wie die Schleiflamellen 2 über den Rand des Grundtellers 1 hinausragen. Im Zentrum von Fig. 1 ist der gekröpfte Bereich des Grundtellers schematisch wiedergegeben.
Fig. 2 zeigt einen Querschnitt durch die erfindungsgemäße Ausbildung der Fächerstirnschleifscheibe mit dem Grundteller 1, den auf der einen Seite am Außenbereich befestigten Schleiflamellen 2 und der ringförmigen Schicht 3 aus schleifmittelhaltigen synthetischen Polymeren zur Abstützung und Verankerung der Schleiflamellen am Grundteller 1. Der Grundteller ist im Zentrum um die Einspannöffnung gekröpft.
Fig. 3 zeigt eine Ausführungsform der Fächerstirnschleifscheibe von Fig. 2 im Querschnitt, bei dem der Teller zusätzlich zur Kröpfung noch in dem Außenbereich so abgebogen ist, daß der mit Schleiflamellen 2 am Außenumfang bestückte Grundteller 1 sich nicht rechtwinklig zur Einspannachse erstreckt, sondern unter einem Winkel α abweichend von 90° zur Einspannachse.
Fig. 4 zeigt ausschnittsweise die Ausbildung der synthetischen Kunststoffschicht 3 zur Verbindung und Unterstützung der Schleiflamellen 2 am Grundteller 1, wobei die Schicht 3 den Außenrand des Grundtellers 1 umgreift und sich bis auf die Rückseite des Grundtellers 1 erstreckt.
Die erfindungsgemäße Ausbildung der Fächerstirnschleifscheibe oder -trennscheibe weist eine ausreichende Festigkeit und Verbindung der Schleiflamellen mit dem Grundteller auf, so daß sie auch bei hohen Umdrehungsgeschwindigkeiten betrieben werden kann und den Sicherheitsanforderungen entspricht. Der besondere Vorteil besteht darin, daß bei gleichem Außendurchmesser der Fächerstirnschleifscheibe der Grundteller gegenüber herkömmlichen Schleifscheiben einen geringeren Durchmesser aufweist und die im Bereich der Lamellen den Grundteller teilweise ersetzende schleifmittelhaltige Kunststoffschicht es zuläßt, daß im Vergleich zu üblichen Schleifscheiben größere Flächen der Schleiflamellen verbraucht werden können, ohne daß es zu Schmieren oder Kontakten mit dem Grundteller kommt. Dies beruht darauf, daß die schleifkörnerhaltige Kunststoffschicht als Schleifkörper wirkt, wenn in diesem Bereich die Lamellen verbraucht sind und daß zum Verbrauch der Kunststoffschicht eine weitere Abnutzung der Schleiflamellen bis in den Bereich, in dem die Lamellen mit dem Grundteller verklebt sind, möglich ist.

Claims

Fächerstirnschleifscheibe oder -trennscheibe mit einem kreisförmigen Grundteller (1), auf dessen Stirnseite in einer Umfangszone Schleiflamellen (2) einander dachziegelartig übergreifend so angeordnet sind, daß sie über den Rand des Grundtellers hinausragen (1) und die Schleiflamellen (2) am Grundteller (1) mittels Klebstoff befestigt sind,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Schleiflamellen (2) so weit über den Rand des Grundtellers (1) hinausragen, daß in radialer Richtung nur ein Drittel bis zur Hälfte der Ausdehnung der Schleiflamellen (2) in der Umfangszone des Grundtellers (1) an diesem durch Klebstoff befestigt ist und am Außenrand des Grundtellers (1) eine mit dem Grundteller (1) und den Schleiflamellen (2) fest verbundene ringförmige Schicht (3) aus gehärteten synthetischen Polymeren, in die Schleifkörner eingebettet sind, vorhanden ist.
Fächerstirnschleifscheibe oder -trennscheibe nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet,
daß sich die Schicht (3) bis über die gesamten Teilstücke der Lamellen (2) erstreckt, die über den Rand des Grundtellers (1) hinausragen.
Fächerstirnschleifscheibe oder -trennscheibe nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Schicht (3) aus gehärteten synthetischen Polymeren auch den Außenrand des Grundtellers (1) umgreift.
Fächerstirnschleifscheibe oder -trennscheibe nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet,
daß die in die Polymerschicht eingebetteten Schleifkörner eine Größe aufweisen, die mit der Körnung der Schleifkörner in den Schleiflamellen etwa übereinstimmt oder eine gröbere Körnung aufweisen.
Fächerstirnschleifscheibe oder -trennscheibe nach Anspruch 1 oder 4,
dadurch gekennzeichnet,
daß das Gewichtsverhältnis von synthetischen Polymeren: Schleifkörnern in der ringförmigen Schicht von 90:10 bis 20:80 beträgt.
Fächerstirnschleifscheibe oder -trennscheibe nach jedem der Ansprüche 1 bis 5,
dadurch gekennzeichnet,
daß die schleifkörnerhaltige Schicht (3) aus Epoxidharz(en) oder Phenolharz(en) ausgebildet ist.
Fächerstirnschleifscheibe oder -trennscheibe nach jedem der Ansprüche 1 bis 6,
dadurch gekennzeichnet,
daß die schleifkörnerhaltige Schicht (3) aus einem vorgefertigten Ring besteht, der mit den Schleiflamellen (2) und dem Grundteller (1) mittels Klebstoff verbunden ist.
Fächerstirnschleifscheibe oder -trennscheibe nach jedem der Ansprüche 1 bis 7,
dadurch gekennzeichnet,
daß in der Klebfuge zwischen dem Grundteller (1) und den Schleiflamellen (2) ein offenes Gewebe vorhanden ist, das über den Rand des Grundtellers (1) hinaus bis in die ringförmige Schicht des synthetischen Polymeren reicht.
Fächerstirnschleifscheibe oder -trennscheibe nach jedem der Ansprüche 1 bis 8,
dadurch gekennzeichnet,
daß der Grundteller (1) aus Metall oder verstärkendem Kunststoff besteht.