EP1812206B1 - Trennschleifring mit doppelter kernspannvorrichtung - Google Patents
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- EP1812206B1 EP1812206B1 EP05794457.1A EP05794457A EP1812206B1 EP 1812206 B1 EP1812206 B1 EP 1812206B1 EP 05794457 A EP05794457 A EP 05794457A EP 1812206 B1 EP1812206 B1 EP 1812206B1
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- B24D5/12—Cut-off wheels
Definitions
- the present invention relates to a system of a sanding Trennschleifringes according to the preamble of claim 1.
- Resin-bonded cut-off wheels with a diameter ⁇ 400 mm are used on stationary separation plants in the metal-producing and metalworking industry for cutting steel, cast iron, special alloys, Inconell, titanium, etc.
- a major disadvantage is the generally low exploitation of conventional cutting discs. Depending on existing machines and large material dimensions, these homogeneous cutting discs can ideally be used up to a minimum of 45% of the new diameter, but on average only up to 60% of the original diameter.
- a Trennschleifring is disclosed which is formed to a central bore out with a full-scale taper.
- the rejuvenation steel plates are glued in place for reinforcement, so that the glued steel plates cover the tapered area.
- the object of the present invention is therefore to provide a composite system which excludes the aforementioned disadvantages and allows the user to use up the outer Trennschleifringes of up to 95% of the entire abrasive separating ring surface and ensures additional benefits such as reduced blade width with even higher stability.
- An essential part of the invention are the two clamping plates, which are to be understood as connecting elements between the actual machine-side clamping flanges and the abrasive separating ring. Since especially the transition from the clamping flange to the cutting disc in conventional products is a weak point, this disadvantage is significantly improved according to the invention by the alternatively possible material of the clamping panels here.
- the abrasive cut-off ring 1 shown in the figures is a resin-bonded cut-off wheel without, but preferably with additional fabric reinforcement 5.
- additional fabric reinforcement 5 Through a targeted selection of phenolic resins in combination with coordinated abrasive grains and fillers, the different degrees of hardness are adapted to the particular application requirements and customer requirements.
- the abrasives used are preferably corundum, but in particular special, zirconium and sintered corundum as well as silicon carbide.
- the fillers are composed of raw materials such as pyrite, zinc sulfide, graphite, potassium chlorananganate, etc., which are currently used in cutting discs for industrial applications.
- the outer diameter D of the Trennschleifringes 1 is usually between 400 mm and 2000 mm, but preferably greater than 800 mm.
- the bore diameter d of the separating slip ring 1 can ideally be adjusted to the application-specific minimum diameter. For manufacturing reasons, however, a fixed bore, based on the respective standard size of the separating ring should be selected. As a guideline for the bore diameter d, the range 40 to 80% of the outer diameter D is given.
- the ratio of the diameter D to the width T is currently usually in the range 80 to 100.
- An increase according to the invention to up to 130 is feasible due to the much stiffer core zone.
- the abrasive separating ring can be both plane-parallel and conical, that is tapered to the bore executed.
- the separating slip ring 1 has on the plan side in the bore area on both sides of several geometric depressions 3, in which the two clamping plates 2 are inserted accurately when clamping.
- the shape of these recesses 3 may be round, rectangular, but preferably dovetailed.
- the depth of these recesses must be between 0.1 mm and 1 mm, preferably 0.2 mm to 0.6 mm less than half the separating ring width T in the bore.
- the radial extent e of these recesses 3 is dependent on the outer diameter D and is between 10 mm and 200 mm, preferably between 30 mm and 60 mm.
- An essential component of this system are the two clamping plates 2, which fit with their defined edge shape exactly in the two-sided depressions 3 of the Trennschleifringes 1.
- the two clamping plates When clamping with the conventional clamping bottles 4a and 4b, the two clamping plates are pressed together and it is thereby produced the necessary lateral clamping force.
- the necessary forces for a Zerliqueslui be forwarded from the drive shaft via the clamping flanges 4a, 4b on the two clamping plates 2 and transmitted from these ultimately non-positively on the abrasive abrasive ring separating ring on the special edge shape.
- the clamping panels 2 can be designed in straight, cranked, perforated or in corrugated form. As a way of saving weight, the clamping panels 2 can be provided with additional recesses.
- edge shape of these two clamping plates 2 is characterized by a plurality of symmetrical round, angular, dovetailed or similarly shaped protruding clamping surfaces, which must fit exactly in the co-impressed depressions 3 of the abrasive separating ring and so can transmit the forces occurring during the cut-off.
- the total thickness of the two clamping plates 2 must be slightly, that is about 5 to 10% thinner than the thickness of the disc in the bore region of the separating slip ring. 1 This ensures that the necessary free cutting depth is achieved as with conventional cutting discs.
- these clamping panels 2 are high-strength reinforced plastics, carbon fiber, non-ferrous metals, special alloys, titanium, but preferably currently simple steel sheets for use. In addition to the required basic strength, this material must have a certain degree of flexibility and high residual stress as an important criterion in order to be able to withstand the lateral force effects occurring in such applications without permanent damage.
- slits 2a are provided in the clamping panels, in which special tension springs are inserted as Aufspann Vietnamese.
- additional screw connections 2b in the outer diameter region of the tension plates 2 can be provided for very large tension plates (> 60% of the separating ring outer diameter). In this case, no screwing over the flat surfaces of the clamping panels 2 may protrude.
- a position and shape-accurate press-fitting of the recesses 3 in the bore region of the separating slip ring 1 is necessary. This is achieved by compressing a precisely fitting template. Alternatively, these recesses can also be subsequently ground on a suitable processing plant.
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Description
- Die vorliegende Erfindung betrifft ein System eines schleifaktiven Trennschleifringes gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1.
- Kunstharzgebundene Trennschleifscheiben ab einem Durchmesser ≥ 400 mm werden auf stationären Trennanlagen in der metallerzeugenden sowie metallverarbeitenden Industrie zum Ablängen von Stahl, Guß, Sonderlegierungen, Inconell, Titan usw. eingesetzt.
- Als großer Nachteil erweist sich dabei die generell geringe Ausnutzbarkeit der herkömmlichen Trennscheiben. In Abhängigkeit vorhandener Maschinen sowie großer Materialabmessungen können diese homogenen Trennscheiben im Idealfall bis minimal 45 % des Neudurchmessers, im Mittelwert jedoch nur bis auf 60 % des Ausgangsdurchmessers aufgebraucht werden.
- Diese verbleibenden Restscheiben müssen sodann nach den jeweiligen nationalen Entsorgungsrichtlinien kostspielig entsorgt werden. Als weiterer Nachteil ist der zusätzliche Rohstoffeinsatz für diese ungebrauchte Kernzone anzuführen, welcher trotz alternativer Schleifkornmaterialien hinsichtlich Armierung und Harzanteil zusätzliche Kosten am Rohstoffsektor ergibt.
- In der
EP 0 832 720 A2 wird auf einem metallischen Grundkörper ein kunstharzgebundener gewebeverstärkter Trennschleifring mittels einer kraftschlüssigen Verklebung beschrieben. Dieses System konnte sich jedoch nicht durchsetzen, da auf dem verbleibenden Grundkörper immer noch ein kleiner Restbelag der schleifaktiven Randzone verbleibt, wodurch die Entsorgungsnotwendigkeit eines Metallkernes mit einem kunstharzgebundenen Restbelag immer noch gegeben ist. - Ein weiterer Lösungsweg wird in der
EP 0 769 352 A1 beschrieben, wo auf einem metallischen Grundkörper direkt bei der Herstellung die schleifaktive Randzone kraftschlüssig verpresst wird. Als Nachteil hat sich hier die kostspielige Anschaffung einer großen Anzahl dieser Grundkörper herausgestellt. Zusätzlich kommt hier noch ein logistisches Problem bezüglich Retournierung der aufgebrauchten Verbundtrennscheibe hinzu, welche zur Neubelegung ins Herstellerwerk zurückgeschickt werden muss. Aus Kostengründen ist dieses System nur in begrenzter Entfernung zum Hersteller einsetzbar. Zusätzlich ist die Reinigung und Neubelegung mit einem größeren technischen Aufwand und letztendlich wiederum Zeit sowie einem Kostenfaktor verbunden. - In der
EP 1 332 834 A1 ist ein Trennschleifring offenbart, der zu einer zentralen Bohrung hin mit einer vollumfänglich verlaufenden Verjüngung ausgebildet ist. Im Bereich der Verjüngung werden Stahlplatten zur Verstärkung eingeklebt, sodass die eingeklebten Stahlplatten den verjüngten Bereich überdecken. - Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es daher, ein Verbundsystem zu schaffen, das vorgenannte Nachteile ausschließt und dem Anwender ein Aufbrauchen des äußeren Trennschleifringes von bis zu 95 % der gesamten schleifaktiven Trennringfläche ermöglicht und zusätzliche Vorteile wie reduzierte Trennscheibenbreite bei sogar höherer Stabilität gewährleistet.
- Dies wird erfindungsgemäß nach Anspruch 1 dadurch erreicht, dass der Bohrungsdurchmesser des Trennschleifringes auf den minimalen Aufbrauchdurchmesser abgestimmt wird und zusätzlich hier beidseitig versetzte Vertiefungen für die Randform der beiden Spanntafeln eingepresst sind. Dadurch ist ein fast vollständiges Aufbrauchen der schleifaktiven Randzone möglich und es muss nur mehr ein kleiner abrasiver Restring entsorgt werden.
- Ein wesentlicher Bestandteil der Erfindung sind die beiden Spanntafeln, welche als Verbindungselemente zwischen den eigentlichen maschinenseitigen Spannflanschen und dem schleifaktiven Trennring zu verstehen sind. Da speziell der Übergang vom Spannflansch zur Trennscheibe bei herkömmlichen Produkten eine Schwachstelle darstellt, wird hier erfindungsgemäß dieser Nachteil durch den alternativ möglichen Werkstoff der Spanntafeln wesentlich verbessert.
- Da die beiden Spanntafeln beim Anwender verbleiben, muss nur noch der wesentlich leichtere Trennring zum Kunden versandt werden; dabei ist eine Gewichtseinsparung von bis zu 40 % möglich.
- Weitere Merkmale und Details der vorliegenden Erfindung sind aus der nachfolgenden Figurenbeschreibung zu entnehmen. Dabei zeigen:
- Fig. 1
- eine Explosionsdarstellung eines erfindungsgemäßen Trennschleifringes mit doppelten Spanntafeln;
- Fig. 2
- einen Schnitt durch dieses Verbundsystem entlang der Linie A-A in
Fig. 3 und - Fig. 3
- eine Seitenansicht dieses Trennring-Verbundsystems.
- Bei den in den Figuren dargestellten Trennschleifring 1 handelt es sich um eine kunstharzgebundene Trennschleifscheibe ohne, vorzugsweise aber mit zusätzlicher Gewebeverstärkung 5. Durch eine gezielte Auswahl von Phenolharzen in Kombination mit abgestimmten Schleifkörnungen und Füllstoffen werden die verschiedenen Härtegrade den jeweiligen Anwendungserfordernissen und Kundenwünschen angepasst.
- Als Schleifmittel werden bevorzugt Korunde, im Speziellen jedoch Spezial-, Zirkon- und Sinterkorunde sowie auch Siliciumkarbid verwendet. Die Füllstoffe setzen sich aus Rohstoffen wie Pyrit, Zinksulfid, Grafit, Kaliumchlormanganat usw. zusammen, welche auch derzeit in Trennscheiben für Industrieanwendungen eingesetzt werden.
- Als Gewebeverstärkung 5 kommen derzeit Glasgewebeeinlagen zur Anwendung, in Zukunft sind hier jedoch auch Alternativen wie Kevlar oder Kohlefaser denkbar. Eine Ausführung ohne durchgehende Armierung ist möglich, im Bereich von Vertiefungen 3 sollten jedoch Verstärkungen vorgesehen werden.
- Der Außendurchmesser D des Trennschleifringes 1 liegt üblicherweise zwischen 400 mm und 2000 mm, bevorzugt jedoch größer 800 mm. Der Bohrungsdurchmesser d vom Trennschleifring 1 kann idealerweise auf den anwendungsbezogenen Minimaldurchmesser abgestimmt werden. Aus fertigungstechnischen Gründen sollte jedoch eine Fixbohrung, bezogen auf die jeweilige Standardabmessung des Trennringes, gewählt werden. Als Richtwert für den Bohrungsdurchmesser d ist der Bereich 40 bis 80 % vom Außendurchmesser D anzugeben.
- Die Verhältniszahl vom Durchmesser D zur Breite T liegt derzeit üblicherweise im Bereich 80 bis 100. Eine erfindungsgemäße Steigerung auf bis zu 130 ist auf Grund der wesentlich steiferen Kernzone realisierbar. Der schleifaktive Trennring kann sowohl planparallel als auch konisch, das heißt zur Bohrung verjüngt, ausgeführt sein.
- Aus Gründen der Übersichtlichkeit ist die Breite T in den
Fig. 1 und2 im Verhältnis zum Durchmesser D um ein Vielfaches zu groß gezeichnet. - Der Trennschleifring 1 weist planseitig im Bohrungsbereich beidseitig mehrere geometrische Vertiefungen 3 auf, in welche beim Aufspannen die beiden Spanntafeln 2 passgenau eingelegt werden. Die Form dieser Vertiefungen 3 kann rund, rechteckig, vorzugsweise jedoch schwalbenschwanzförmig ausgeführt sein. Um eine gute Vorspannung der Spanntafeln 2 zu ermöglichen, muss die Tiefe dieser Ausnehmungen zwischen 0,1 mm und 1 mm vorzugsweise 0,2 mm bis 0,6 mm geringer sein, als die halbe Trennringbreite T in der Bohrung. Die radiale Erstreckung e dieser Ausnehmungen 3 ist abhängig vom Außendurchmesser D und liegt zwischen 10 mm und 200 mm, vorzugsweise zwischen 30 mm und 60 mm.
- Ein wesentlicher Bestandteil dieses Systems sind die beiden Spanntafeln 2, welche mit ihrer definierten Randform genau in die beidseitigen Vertiefungen 3 des Trennschleifringes 1 passen. Beim Aufspannen mit den herkömmlichen Spannflaschen 4a und 4b werden die beiden Spannbleche zusammengepresst und es wird dadurch die notwendige seitliche Spannkraft erzeugt. Die für einen Zerspannungsprozess notwendigen Kräfte werden dabei von der Antriebswelle über die Spannflansche 4a, 4b auf die beiden Spanntafeln 2 weitergeleitet und von diesen letztendlich über die spezielle Randform auf den schleifaktiven abrasiven Trennring kraftschlüssig übertragen.
- Die Spanntafeln 2 können in gerader, gekröpfter, perforierter bzw. auch in gewellter Form ausgeführt sein. Als Möglichkeit der Gewichtseinsparung können die Spanntafeln 2 mit zusätzlichen Ausnehmungen versehen werden.
- Die Randform dieser beiden Spanntafeln 2 zeichnet sich durch mehrere symmetrische runde, eckige, schwalbenschwanzförmige oder ähnlich geformte vorstehenden Spannflächen aus, welche genau in die beidseitig mitgepressten Vertiefungen 3 des schleifaktiven Trennringes passen müssen und so die auftretenden Kräfte während des Trennschleifens übertragen können.
- Die Gesamtstärke der beiden Spanntafeln 2 muss geringfügig, das heißt ungefähr 5 bis 10 % dünner sein als die Scheibenstärke im Bohrungsbereich des Trennschleifringes 1. Dadurch ist es gewährleistet, dass die notwendige freie Schnitttiefe wie mit herkömmlichen Trennscheiben erreicht wird.
- Als Werkstoff für diese Spanntafeln 2 kommen hochfeste armierte Kunststoffe, Kohlenstoffaser, Nichteisenmetalle, Sonderlegierungen, Titan, vorzugsweise jedoch derzeit einfache Stahlbleche zur Anwendung. Zusätzlich zur erforderlichen Grundfestigkeit, muss dieser Werkstoff als wichtiges Kriterium eine gewisse Flexibilität und hohe Eigenspannung aufweisen, um die bei solchen Anwendungen auftretenden seitlichen Krafteinwirkungen ohne dauernden Schaden überstehen zu können.
- Um das Handling beim Aufspannen dieses Verbundsystems zu erleichtern, werden in den Spanntafeln Schlitze 2a vorgesehen, in welche spezielle Spannfedern als Aufspannhilfe eingeschoben werden. Als zusätzliche Fixierung bzw. Spannkrafterhöhung können bei sehr großen Spanntafeln (> 60 % vom Trennring-Außendurchmesser) zusätzliche Verschraubungen 2b im äußeren Durchmesserbereich der Spanntafeln 2 vorgesehen werden. Dabei dürfen keine Verschraubungselemente über die Planflächen der Spanntafeln 2 vorstehen.
- Als wichtige Fertigungsmaßnahme ist ein positions- und formgenaues Einpressen der Vertiefungen 3 im Bohrungsbereich des Trennschleifringes 1 notwendig. Dies wird durch das Mitpressen einer passgenauen Schablone erreicht. Alternativ können diese Ausnehmungen auch nachträglich auf einer geeigneten Bearbeitungsanlage ausgeschliffen werden.
Claims (21)
- System eines schleifaktiven Trennschleifringes (1) mit einem Durchmesser (D) von 400 mm oder mehr aus einer Mischung aus Schleifkorn, Bindemittel und gegebenenfalls Füllstoffen mit zwei Spanntafeln (2), welche als Verbindungselemente zwischen den eigentlichen maschinenseitigen Spannflanschen und des schleifaktiven Trennringes zu verstehen sind, durch welche der Trennschleifring (1) einspannbar ist, dadurch gekennzeichnet, daß eine Öffnung (d) des Trennschleifringes (1) bis zum äußeren Rand der beiden Spanntafeln (2) reicht und eine Verbindung der Spanntafeln (2) mit dem Trennschleifring (1) nur mittels Spannkraft und Passung der beiden Spanntafeln (2) erfolgt.
- System nach Anspruch 1, wobei der Trennschleifring (1) auf beiden Seitenflächen im Bereich seiner Öffnung (d) Vertiefungen (3) aufweist und die Spanntafeln (2) eine in die Öffnung (d) und Vertiefungen (3) einpassbare Randform aufweisen.
- System nach Anspruch 2, wobei die Vertiefungen (3) auf einer Seitenfläche gegenüber den Vertiefungen (3) auf der anderen Seitenfläche versetzt sind.
- System nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Vertiefungen (3) beim Pressen des Trennschleifringes (1) mitgepresst oder nachträglich in diesen eingeschliffen werden.
- System nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Trennschleifring (1) mit planparallelen Seitenflächen ausgebildet ist.
- System nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Trennschleifring (1) zur Öffnung (d) hin konisch verjüngt ausgebildet ist.
- System nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass der Trennschleifring (1) zur Öffnung (d) hin bis zu 3 mm konisch verjüngt ausgebildet ist.
- System nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass das Verhältnis des Durchmessers (D) des Trennschleifringes (1) zur Breite (T) mehr als 70, vorzugsweise mehr als 90, beträgt.
- System nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Öffnung (d) größer als 40 % des Durchmessers (D) ist.
- System nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Trennschleifring (1) in kunstharzgebundener Ausführung vorliegt.
- System nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass der Trennschleifring (1) im Bereich der Vertiefungen (3) mit Verstärkungen ausgebildet ist.
- System nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass die Verstärkungen aus Kohlefaser oder Kevlar bestehen.
- System nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass der Trennschleifring (1) mindestens eine, vorzugsweise zwei oder mehrere, Gewebeeinlagen (5) aufweist.
- System nach einem der Ansprüche 1 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass die Spanntafeln (2) in gerader oder gekröpfter Form ausgeführt sind.
- System nach einem der Ansprüche 1 bis 14, dadurch gekennzeichnet, dass die Spanntafeln (2) in gewellter oder perforierter Form ausgeführt sind.
- System nach einem der Ansprüche 1 bis 15, dadurch gekennzeichnet, dass die Spanntafeln (2) aus Werkstoffen wie Kohlenstofffasern, hochfesten armierten Kunststoffen, Nichteisenmetallen, Sonderlegierungen, Titan, vorzugsweise jedoch aus einem Metallblech, ausgeführt sind.
- System nach einem der Ansprüche 1 bis 16, dadurch gekennzeichnet, dass eine Gesamtbreite (b) der beiden Spanntafeln (2) 1% bis 20 %, vorzugsweise 5 % bis 10 %, dünner ist als die Breite des Trennschleifringes (1) im Bereich der Öffnung (d).
- System nach einem der Ansprüche 1 bis 17, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen den Spanntafeln (2) eine Dämpfungsfolie eingelegt oder aufgeklebt ist.
- System nach einem der Ansprüche 1 bis 18, dadurch gekennzeichnet, dass in den Spanntafeln (2) Schlitze (2a) und/oder zusätzliche Bohrungen (2b) vorgesehen sind.
- Verfahren zur Herstellung eines Systems eines Trennschleifringes (1) mit zwei Spanntafeln (2) als Verbindungselemente nach einem der Ansprüche 1 bis 19, wobei der Trennschleifring (1) im Bereich seiner Öffnung (d) auf beiden Seitenflächen mit Vertiefungen (3) ausgebildet wird, welche mittels Schablonen beim Pressen des Trennschleifringes (1) bereits mitgepresst oder alternativ nachträglich eingeschliffen werden, und wobei die Verbindungselemente bzw. Spanntafeln (2) mit einer in die Öffnung (d) und Vertiefungen (3) einpassbaren Randform ausgebildet werden.
- Verfahren nach Anspruch 20, wobei die Vertiefungen (3) auf einer Seitenfläche gegenüber den Vertiefungen (3) auf der anderen Seitenfläche versetzt werden.
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