EP2327511A2 - Werkzeug zum Abrichten und Crushieren einer Schleifscheibe - Google Patents

Werkzeug zum Abrichten und Crushieren einer Schleifscheibe Download PDF

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EP2327511A2
EP2327511A2 EP10191158A EP10191158A EP2327511A2 EP 2327511 A2 EP2327511 A2 EP 2327511A2 EP 10191158 A EP10191158 A EP 10191158A EP 10191158 A EP10191158 A EP 10191158A EP 2327511 A2 EP2327511 A2 EP 2327511A2
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EP
European Patent Office
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dressing
grinding wheel
profile
tool according
circumference
Prior art date
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Withdrawn
Application number
EP10191158A
Other languages
English (en)
French (fr)
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EP2327511A3 (de
Inventor
Taghi Prof. Dr. Tawakoli
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Hochschule Furtwangen
Original Assignee
Hochschule Furtwangen
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Filing date
Publication date
Application filed by Hochschule Furtwangen filed Critical Hochschule Furtwangen
Publication of EP2327511A2 publication Critical patent/EP2327511A2/de
Publication of EP2327511A3 publication Critical patent/EP2327511A3/de
Withdrawn legal-status Critical Current

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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B24—GRINDING; POLISHING
    • B24B—MACHINES, DEVICES, OR PROCESSES FOR GRINDING OR POLISHING; DRESSING OR CONDITIONING OF ABRADING SURFACES; FEEDING OF GRINDING, POLISHING, OR LAPPING AGENTS
    • B24B53/00—Devices or means for dressing or conditioning abrasive surfaces
    • B24B53/06—Devices or means for dressing or conditioning abrasive surfaces of profiled abrasive wheels
    • B24B53/07—Devices or means for dressing or conditioning abrasive surfaces of profiled abrasive wheels by means of forming tools having a shape complementary to that to be produced, e.g. blocks, profile rolls
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B24—GRINDING; POLISHING
    • B24B—MACHINES, DEVICES, OR PROCESSES FOR GRINDING OR POLISHING; DRESSING OR CONDITIONING OF ABRADING SURFACES; FEEDING OF GRINDING, POLISHING, OR LAPPING AGENTS
    • B24B53/00—Devices or means for dressing or conditioning abrasive surfaces
    • B24B53/12—Dressing tools; Holders therefor
    • B24B53/14—Dressing tools equipped with rotary rollers or cutters; Holders therefor

Definitions

  • the invention relates to a tool for dressing and crushing a grinding wheel with a rotating about a rotation axis profile roller with a arranged on the outer circumference of the profile roller dressing profile, the negative image formed on an outer periphery of a grinding wheel grinding profile and at least one arranged on the circumference and with respect to a base body the profile roller uplifting dressing area, wherein the at least one dressing area is limited to a narrow circumferential segment and is pivoted along its axial extent over the base body relative to the axis of rotation of the profile roller.
  • a dressing tool for dressing a grinding wheel in which on a profile roller on the effective surface scattered grains of hard material are arranged, which forms a plurality of simultaneously occurring contact points to the grinding wheel at a rotating in the opposite direction to the grinding wheel profile roller, whereby this through the Force entry can be partially deformed and therefore uneven dressing results are achieved.
  • profile roller and grinding wheel are heated by the simultaneous contact of many grains during the dressing process in an undesirable manner and high contact pressure of the profile roller to the grinding wheel must be countered by the profile roll receiving spindle.
  • segments of hard material are used, so that the profile roller is expensive to manufacture.
  • a dressing tool for dressing a grinding wheel with elaborate grinding profile in which a main body of a profile roller with obliquely arranged to the axis of rotation plates of hard or super hard material is fitted, so that by the envelope shown on the circumference of the obliquely arranged to the rotation axis platelets the dressing profile is pictured.
  • the difficult-to-machine surface profiles of platelets made of polycrystalline diamond for example, they can not be adapted exactly to the surface profile of the grinding wheel but slide tangentially over them, forming a dressing surface, so that due to the comparatively large contact areas an inhomogeneous force development remains on the grinding wheel and in the machined surface area a high energy is entered.
  • the DE 566 345 A discloses a device for dressing in the form of screw threads profiled grinding wheels with a rolling body, which can be reset axially by recess of a recess after each revolution.
  • a device for dressing profiled grinding wheels with a dressing tool in which distributed over the circumference radially and along the axis of rotation radially expanded fins are provided with the dressing profile. The edge of each lamella is simultaneously applied to the grinding wheel.
  • the DE 645 408 A discloses an apparatus for sharpening and dressing sharpening stones with sharpening rollers having steel pins arranged in the axial direction and having a different pin pitch over the circumference so that a plurality of steel pins act on the sharpening stone at a time.
  • the DE 2 238 387 A discloses a rotating or reciprocating cutting tool in which the highest possible density of cutting is sought for uniform loading and a uniform grinding of the cutting edges formed from crystalline diamond material and / or cubic-crystalline boron nitride. Here are as many cutting contacts simultaneously and covers of individual cutting proposed.
  • the object of the invention is the advantageous development of a dressing tool, in particular against the background of low and uniform dressing forces and a low heat input in profile roller and grinding wheel during a dressing and / or Crushierreaes.
  • the object is achieved by a tool (T-dress) for dressing and crushing a grinding wheel with a profile roller rotating around a rotation axis with an outer circumference the profile roller arranged dressing profile, which negatively depicts a grinding profile applied to an outer circumference of a grinding wheel and at least one arranged on the circumference and up against a main body of the profile role collecting dressing area solved, the at least one dressing area is limited to a narrow circumferential segment, along its axial extent is pivoted over the base body relative to the axis of rotation of the profile roller and the at least one dressing region has a single simultaneous with the grinding wheel in contact, formed of superhard material point contact.
  • the driving forces of the profile roll keep low.
  • the grinding wheel and the profile roller are not thermally stressed by the individually successive contacts by superhard material or can be cooled with less effort.
  • a single point of contact generates selectively a force entry, with which, for example, bonds such as bond bridges between grains of the grain of the grinding wheel are broken.
  • abrasive grains only break off or break from the uppermost layer of the grinding wheel without damaging the surface of the grinding wheel, so that advantageously the grain of the grinding wheel is processed in a particularly advantageous manner, for example by not single removal but breaking of individual grains, so that micro fractures individual abrasive grains are formed, which form a particularly sharp grinding contour on the surface of the grinding wheel, whereby, for example, the grinding forces can be reduced.
  • Suitable superhard materials for forming the point contacts are, for example, nitrides such as boron nitride, natural or artificially produced diamond, for example polycrystalline diamond (PCD), vacuum vapor deposited diamond (CVD) or fractions of diamond grains or diamond flakes.
  • PCD polycrystalline diamond
  • CVD vacuum vapor deposited diamond
  • the arrangement of the individual point contacts takes place, for example, as a dot matrix over the peripheral surface of the main body, so that the dressing profile is imaged at least once on the grinding wheel over one revolution of the profile roller.
  • the grinding wheel has been processed at least once by a point contact via its grinding profile. Due to the low dressing force, the Speed of the profile roller can be increased so that a dressing process can be dressed in a short time despite the limited number of point contacts with respect to a fully loaded with grain profile roller.
  • a substantially single point contact is to be understood that, for example, a plurality of point contacts at the axis of rotation axially spaced locations can form simultaneously and / or at adjacent locations, the formation of a point contact may overlap, that is, with still formed point contact already in the circumferential direction and axially adjacent point contact can be formed.
  • the at least one dressing region may be formed from at least one carrier member forming the dressing profile and applied to the body forming a contact with the grinding wheel forming grains of an abrasive material such as hard or superhard material causing the dressing process.
  • an abrasive material such as hard or superhard material causing the dressing process.
  • the occupancy in the form of the superhard material on the base body or the support or the parts can for example be done galvanically, by means of metallic binding materials, for example by soldering, by means of ceramic materials or the like.
  • the connection of the base body with the carrier or the parts can be positively, for example by snapping, latching or the like, and / or cohesively, for example by welding or soldering done.
  • the assignment of carrier parts can be done before or after application to the body.
  • the applied to the body support members are pre-worked before their occupancy, for example, ground dimensionally, chemically or surface-activated by means of a plasma or the like.
  • a plurality of carrier parts in the form of pins can be combined to form a complete or partial dressing profile dressing area.
  • a multiplicity of pin-shaped carrier parts can each contain one or more grains, which each form a point contact.
  • the pins can form a so-called crushing roller, wherein these roll at a uniform surface speed of profile roller and grinding wheel on a punctiform contact surface with the introduction of a force and thereby crush the grinding wheel, which means that only abrasive grains loosen the surface of the grinding wheel and partially remove, breaking their bonds to the other abrasive grains without affecting the underlying matrix of the abrasive wheel.
  • substantially a single grain By forming the superhard grains with a single, for example, monocrystalline tip, substantially a single grain, viewed circumferentially, can make point contact with the grinding wheel. Due to the hard contact of this tip with the grinding wheel, a larger surface area on the grinding wheel can be dressed on the grinding wheel, for example by shattering a grain which is substantially larger than the point contact. In order to be able to dress the entire grinding profile with the predetermined cross-sectional area, therefore, a comparatively small proportion of dressing surface formed by the individual point contacts can be sufficient.
  • the ceremonikotakte over the settlement of the dressing surface sinusoidal or otherwise arcuately arranged, with only a circumferentially traversing line or a plurality of circumferentially spaced lines may be provided so that the point contacts overlapping lines at different axial Positions of the grinding wheels at the same circumferential position can form a point contact.
  • a plurality of distributed over the circumference of the body Abricht Schemee be arranged on the base body, wherein the axially opposite ends are arranged on the same circumference or overlap in the circumferential direction.
  • a plurality of dressing areas are provided in the axial direction with interruptions, wherein a first dressing area with first interruptions follows a second dressing area with second interruptions in the circumferential direction and the first and second interruptions are axially opposite one another are offset. Due to the axial superimposition of the interruptions by subsequent dressing areas in the circumferential direction, which in turn cover the interruptions, the dressing profile can be designed without gaps.
  • the entire dressing region can be formed from a superhard material by means of a single body that simulates the dressing profile by means of point contacts.
  • the body of very thin material, such as CVD is formed so that at the contacts individual point contacts forming peaks are formed, the succession and axially offset at an inclination of the body relative to the axis of rotation of the profile roller in the circumferential direction simultaneously over the rotation angle of the profile roll a form single point contact on the grinding wheel.
  • an arrangement of the point contacts forming grains in a uniform shape for example, the same density, the same extent in the circumferential direction and the same angle of inclination relative to the axis of rotation of the profile role has proven to be advantageous.
  • the density of the grains compared to the other dressing areas can be increased to achieve a uniform wear of the profile role.
  • the area occupation of the dressing area concerned can be increased with grains, the inclination angle can be increased and / or the thickness of the affected dressing area can be increased.
  • inventive concept further encompasses the entire tool, wherein a dressing spindle receives the profile roller described in the application documents and a further spindle is provided for receiving a grinding wheel and these are driven by a drive unit and controlled by a control unit.
  • FIG. 1 shows a view of the profile roller 1 with a central opening 2 for receiving them on a drive spindle of the tool, not shown about its axis of rotation 3.
  • the support members 6 are arranged, which map the dressing profile 7, which represents the negative profile of the grinding wheel to be dressed.
  • the support parts 6 are arranged obliquely as compared to the rotation axis 3 and have at their outer peripheries on the dressing areas 8, which are in this embodiment by only schematically illustrated point contacts with the grinding wheel forming grains 9 made of diamond.
  • the spatial arrangement of the granules 10 forming grains 9 takes place in such a way that upon rotation of the profile roller 1 substantially a single point contact is formed simultaneously with the grinding wheel. In specific embodiments, a few axially spaced point contacts may be formed simultaneously.
  • the contacting of the grains 9 is carried out below on the rotation angle of the profile roller from one end of the profile roller 1 to the opposite end face.
  • the support members 6 may overlap in the circumferential direction.
  • the grains 9 are less likely to come into point contact with the same point of contact of the grinding wheel, so that both the grinding wheel and the grains 9 are not thermally overloaded.
  • the contact surface of the point contacts of the grains 9 on the grinding wheel are so small that individual bonds between the abrasive grains of the grit of the grinding wheel are broken by so-called crushing, so that a microscopically fine, sharp and therefore abrasive surface is formed on the grinding wheel, passing through lower grinding forces distinguishes.
  • FIG. 2 shows a relation to the profile roller 1 of FIG. 1 slightly changed profile roller 1a with two diametrically spaced dressing areas 8a, which are formed from opposite the axis of rotation 3 obliquely arranged support members 6a, which are formed as pins 11 of different length.
  • the main body 5a is formed of a cylinder
  • the dressing profile 7a is formed by the different length of the pins 11.
  • the pins 11 are connected at one end to the main body 5a and have at their free end on the grains 9a, which form the point contact with the grinding wheel.
  • each pin 11 may have a single or a plurality of spaced-apart grains, which are arranged so that they do not form a simultaneous point contact with another grain of the same or another pin 11.
  • the pins 11 may be arranged in addition to their oblique position relative to the axis of rotation 3 in the circumferential direction next to the right angle shown with a sharp or obtuse angle of inclination on the outer circumference of the body.
  • the pins 11 may be formed without grains and therefore form a profile roller for crushing, wherein the profile roller 1 is operated at the same surface speed as the grinding wheel.
  • the drive of the grinding wheel can be done via friction by the profile roller or by a separate, synchronized with the profile roller to achieve the same surface speed drive.
  • the grains 9 of the FIG. 1 and the grains 9a of the FIG. 2 and in particular their tips can be arranged against each other to form a receiving angle to the support parts.
  • a receiving angle to the support parts for example by means of the inclusion of a plurality of grains on a single receiving area of a carrier part or the main body several point contacts can be formed, which do not simultaneously come into contact with the grinding wheel.
  • FIG. 3 shows an alternative embodiment of a profile roller 1b with, for example, three distributed over the circumference preferably flat trained bodies 12, for example, as CVD are integrally formed and are mounted obliquely to the rotation axis 3 on the base body 5b.
  • the bodies 12 have a single point contacts to the grinding wheel adjusting and the dressing area 8b forming edge 13, which also adjusts the dressing profile 7b. Due to the representable in close tolerances body 12 with appropriately shaped edges 13 point contacts can be formed in connection with the inclination of the body 12 to the rotation axis 3, which individually contact the periphery of the body 5b with the grinding wheel in contact.
  • the bodies 12 at the same time form the carrier parts for the edges 13, so that the profile roller 1 b can be produced with a very limited number of parts.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Grinding-Machine Dressing And Accessory Apparatuses (AREA)

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Werkzeug (T-dress) zum Abrichtung oder Crushieren einer Schleifscheibe mit einer um eine Drehachse (3) rotierenden Profilrolle (1) mit einem am Außenumfang der Profilrolle (1) angeordneten Abrichtprofil (7), das ein an einem Außenumfang einer Schleifscheibe aufgebrachtes Schleifprofil negativ abbildet und zumindest einen auf dem Umfang angeordneten und sich gegenüber einem Grundkörper der Profilrolle (1) erhebenden Abrichtbereich (8) enthält, wobei der zumindest eine Abrichtbereich (8) auf ein schmales Umfangssegment begrenzt ist und entlang seiner axialen Erstreckung über den Grundkörper (5) gegenüber der Drehachse (5) der Profilrolle (1) verschwenkt ist. Um einen gleichmäßigen und die Schleifscheibe wenig belastenden Abrichtprozess beziehungsweise Chrushierprozess durchführen zu können, weist der zumindest eine Abrichtbereich (8) im Wesentlichen einen einzigen gleichzeitig mit der Schleifscheibe in Kontakt tretenden, aus superhartem Material gebildeten Punktkontakt auf.

Description

  • Die Erfindung betrifft ein Werkzeug zum Abrichten und Crushieren einer Schleifscheibe mit einer um eine Drehachse rotierenden Profilrolle mit einem am Außenumfang der Profilrolle angeordneten Abrichtprofil, das ein an einem Außenumfang einer Schleifscheibe aufgebrachtes Schleifprofil negativ abbildet und zumindest einen auf dem Umfang angeordneten und sich gegenüber einem Grundkörper der Profilrolle erhebenden Abrichtbereich enthält, wobei der zumindest eine Abrichtbereich auf ein schmales Umfangssegment begrenzt ist und entlang seiner axialen Erstreckung über den Grundkörper gegenüber der Drehachse der Profilrolle verschwenkt ist.
  • Aus der DE 35 03 914 A1 ist ein Abrichtwerkzeug zum Abrichten einer Schleifscheibe bekannt, bei dem auf einer Profilrolle über die wirksame Oberfläche verstreut angeordnete Körner aus hartem Material angeordnet sind, die bei einer im Gegensinn zur Schleifscheibe drehender Profilrolle eine Vielzahl gleichzeitig auftretender Kontaktstellen zu der Schleifscheibe ausbildet, wodurch diese durch den Krafteintrag partiell deformiert werden kann und daher uneinheitliche Abrichtergebnisse erzielt werden. Weiterhin werden Profilrolle und Schleifscheibe durch den gleichzeitigen Kontakt vieler Körner während des Abrichtprozesses in unerwünschter Weise erwärmt und hohe Anpresskräfte der Profilrolle an die Schleifscheibe müssen durch die die Profilrolle aufnehmende Spindel gegengehalten werden. Zur Stabilisierung der Körner gegen Abrieb sind zusätzlich Segmente aus hartem Material eingesetzt, so dass die Profilrolle kostenaufwendig in der Herstellung wird.
  • Aus der DE 34 19 632 A1 ist ein Abrichtwerkzeug zum Abrichten einer Schleifscheibe mit aufwendigem Schleifprofil bekannt, bei der ein Grundkörper einer Profilrolle mit schräg zu deren Drehachse angeordneten Plättchen aus hartem oder superhartem Material bestückt ist, so dass durch die über den Umfang dargestellte Hüllkurve der schräg zur Drehachse angeordneten Plättchen das Abrichtprofil dargestellt wird. Infolge der schwer zu bearbeitenden Oberflächenprofile der beispielsweise aus polykristallinem Diamant hergestellten Plättchen können diese nicht exakt an das Oberflächenprofil der Schleifscheibe angepasst werden sondern gleiten tangential unter Ausbildung einer Abrichtfläche über diese hinweg, so dass infolge der vergleichsweise großflächigen Kontaktstellen eine inhomogene Kraftentfaltung auf die Schleifscheibe verbleibt und in den bearbeiteten Flächenbereich eine hohe Energie eingetragen wird.
  • Die DE 566 345 A offenbart eine Vorrichtung zum Abrichten in Form von Schraubgewinden profilierten Schleifscheiben mit einem Rollkörper, der durch Aussparung einer Ausnehmung nach jeder Umdrehung axial zurückgestellt werden kann.
  • Aus der US 2,088,084 A ist eine Abrichtrolle für eine Schleifscheibe mit über den Umfang verteilt und längs der Drehachse der Abrichtrolle angeordneten Schneidblättern aus hartem Material wie Tantal- oder Wolframcarbid offenbart. Hierbei setzt jeweils eine Kante eines Schneidblatts gleichzeitig auf der Schleifscheibe auf.
  • Aus der DE 442 019 ist eine Vorrichtung zum Abrichten profilierter Schleifscheiben mit einem Abrichtwerkzeug bekannt, bei dem über den Umfang verteilt radial und längs deren Drehachse radial erweiterte Lamellen mit dem Abrichtprofil vorgesehen sind. Die Kante jeweils einer Lamelle setzt dabei gleichzeitig auf der Schleifscheibe auf.
  • Die DE 645 408 A offenbart eine Vorrichtung zum Schärfen und Abrichten von Schleifsteinen mit Schärfrollen, die Stahlstifte aufweisen, die in axiale Richtung angeordnet sind und über den Umfang eine verschiedene Stifteinteilung aufweisen, so dass jeweils mehrere Stahlstifte gleichzeitig auf den Schleifstein einwirken.
  • Die DE 2 238 387 A offenbart ein rotierendes oder hin- und hergehendes Zerspanwerkzeug, bei dem zur gleichmäßigen Belastung und einem gleichmäßigen Schliff der aus kristallinem Diamantmaterial und/oder kubisch-kristallinem Bornitridkörpern gebildeten Schneiden eine möglichst hohe Dichte an Schneiden angestrebt wird. Hierbei werden möglichst viele Schneidkontakte gleichzeitig und Überdeckungen von Einzelschneiden vorgeschlagen.
  • Aufgabe der Erfindung ist die vorteilhafte Weiterbildung eines Abrichtwerkzeugs insbesondere vor dem Hintergrund geringer und gleichmäßiger Abrichtkräfte und einem geringen Wärmeeintrag in Profilrolle und Schleifscheibe während eines Abricht- und/oder Crushierprozesses.
  • Die Aufgabe wird durch ein Werkzeug (T-dress) zum Abrichten und Crushieren einer Schleifscheibe mit einer um eine Drehachse rotierenden Profilrolle mit einem am Außenumfang der Profilrolle angeordneten Abrichtprofil, das ein an einem Außenumfang einer Schleifscheibe aufgebrachtes Schleifprofil negativ abbildet und zumindest einen auf dem Umfang angeordneten und sich gegenüber einem Grundkörper der Profilrolle erhebenden Abrichtbereich enthält, gelöst, wobei der zumindest eine Abrichtbereich auf ein schmales Umfangssegment begrenzt ist, entlang seiner axialen Erstreckung über den Grundkörper gegenüber der Drehachse der Profilrolle verschwenkt ist und der zumindest eine Abrichtbereich einen einzigen gleichzeitig mit der Schleifscheibe in Kontakt tretenden, aus superhartem Material gebildeten Punktkontakt aufweist.
  • Durch die Ausbildung - über den Umfang betrachtet - einzelner Punktkontakte zu der Schleifscheibe halten sich die Antriebskräfte der Profilrolle gering. Die Schleifscheibe und die Profilrolle werden durch die einzeln aufeinander folgenden Kontaktierungen durch superharte Material nicht thermisch belastet beziehungsweise können unter weniger Aufwand gekühlt werden. Ein einzelner Kontaktpunkt erzeugt dabei punktuell einen Krafteintrag, mit dem beispielsweise Bindungen wie Bindungsbrücken zwischen Körnern der Körnung der Schleifscheibe aufgebrochen werden. Dabei lösen sich oder brechen ohne Beschädigung des Untergrunds der Schleifscheibe lediglich Schleifkörner aus der obersten Schicht der Schleifscheibe, so dass in vorteilhafter Weise die Körnung der Schleifscheibe in besonders vorteilhafter Weise bearbeitet wird, indem beispielsweise einzelne Körner nicht ausschließlich abgetragen sondern zerbrochen werden, so dass Mikrobrüche einzelner Schleifkörner gebildet werden, die eine besonders scharfe Schleifkontur an der Oberfläche der Schleifscheibe ausbilden, wodurch beispielsweise die Schleifkräfte verringert werden können.
  • Gegenüber einer vollständig mit einer Körnung belegten Profilrolle ergeben sich niedrigere Produktionskosten und niedrigere Abrichtkräfte. Als superharte Materialien zur Bildung der Punktkontakte eignen sich beispielsweise Nitride wie Bornitrid, natürlicher oder künstlich hergestellter Diamant, beispielsweise polykristalliner Diamant (PKD), mittels Vakuumbedampfung hergestellter Diamant (CVD) oder Bruchteile von Diamantkörnern oder Diamantplättchen.
  • Die Anordnung der einzelnen Punktkontakte erfolgt beispielsweise als Punktmatrix über die Umfangsfläche des Grundkörpers, so dass das Abrichtprofil über eine Umdrehung der Profilrolle zumindest einmal auf der Schleifscheibe abgebildet ist. Dies bedeutet, dass im Rahmen der axialen Auflösung der Punktmatrix die Schleifscheibe über ihr Schleifprofil zumindest einmal von einem Punktkontakt bearbeitet wurde. Durch die geringe Abrichtkraft kann die Drehzahl der Profilrolle so erhöht werden, dass ein Abrichtvorgang trotz der gegenüber einer voll mit Körnung belegten Profilrolle beschränkten Anzahl an Punktkontakten in kurzer Zeit abgerichtet werden kann.
  • Unter einem im Wesentlichen einzigen Punktkontakt ist zu verstehen, dass sich beispielsweise mehrere Punktkontakte an bezüglich der Drehachse axial beabstandeten Stellen gleichzeitig ausbilden können und/oder an benachbarten Stellen sich die Ausbildung eines Punktkontakts überlappen kann, das heißt, bei noch ausgebildetem Punktkontakt bereits ein in Umfangsrichtung und axial benachbarter Punktkontakt ausgebildet werden kann.
  • Gemäß einem vorteilhaften Ausführungsbeispiel kann der zumindest eine Abrichtbereich aus zumindest einem das Abrichtprofil bildenden, auf dem Grundkörper aufgebrachten Trägerteil gebildet sein, das mit einen Kontakt mit der Schleifscheibe bildenden Körnern eines den Abrichtprozess bewirkenden abrasiven Stoffs wie hartem oder superhartem Material belegt ist. Durch die Belegung des Trägerteils mit dem die Punktkontakte bildenden Material kann einerseits der Grundkörper in einfacher Weise ausgebildet und bezüglich seiner Funktion als auf einer Spindel aufgenommener Rotationskörper ausgebildet werden. Andererseits können das oder die Trägerteile auf die Aufnahme der Belegung mit dem harten oder superharten Material angepasst werden.
  • Die Belegung in Form des superharten Materials auf den Grundkörper beziehungsweise das oder die Trägerteile kann beispielsweise galvanisch, mittels metallischer Bindewerkstoffe beispielsweise durch Löten, mittels keramischer Werkstoffe oder dergleichen erfolgen. Die Verbindung des Grundkörpers mit dem oder den Trägerteilen kann formschlüssig, beispielsweise durch Verschnappen, Verrasten oder dergleichen, und/oder stoffschlüssig, beispielsweise durch Schweißen oder Löten erfolgen. Die Belegung von Trägerteilen kann vor oder nach dem Aufbringen auf dem Grundkörper erfolgen. Gegebenenfalls werden die auf den Grundkörper aufgebrachten Trägerteile vor deren Belegung zwischenbearbeitet, beispielsweise maßhaltig geschliffen, chemisch oder mittels eines Plasmas oder dergleichen oberflächenaktiviert.
  • Gemäß einem vorteilhaften Ausführungsbeispiel können mehrere Trägerteile in Form von Stiften zu einem das komplette oder teilweise Abrichtprofil abbildenden Abrichtbereich zusammengefasst werden. Hierbei können eine Vielzahl stiftförmiger Trägerteile jeweils ein oder mehrere Körner, die jeweils einen Punktkontakt bilden, enthalten. Durch die gegenüber der Drehachse der Profilrolle verschwenkte wie schräg gestellte, beispielsweise lineare Anordnung von Trägerteilen können diese axial enger zueinander angeordnet werden, da sie in Umfangsrichtung zueinander versetzt sind.
  • Alternativ können die Stifte eine sogenannten Crushierrolle bilden, wobei diese bei betragsmäßig gleicher Oberflächengeschwindigkeit von Profilrolle und Schleifscheibe auf einer punktförmigen Kontaktfläche unter Einbringung einer Kraft abwälzen und dadurch die Schleifscheibe crushieren, was bedeutet, dass lediglich Schleifkörner der Oberfläche der Schleifscheibe gelockert und teilweise abtragen werden, indem deren Bindungen zu den anderen Schleifkörnern aufgebrochen werden, ohne die darunter liegende Matrix der Schleifscheibe zu beeinträchtigen.
  • Durch die Ausbildung der superharten Körner mit einer einzigen, beispielsweise einkristallinen Spitze kann über den Umfang betrachtet im Wesentlichen ein einziges Korn einen Punktkontakt mit der Schleifscheibe bilden. Durch den harten Kontakt dieser Spitze mit der Schleifscheibe kann an der Schleifscheibe beispielsweise durch das Zertrümmern eines gegenüber dem Punktkontakt wesentlich größeren Korns ein größerer Flächenbereich auf der Schleifscheibe abgerichtet werden. Um das gesamte Schleifprofil mit der vorgegebenen Querschnittsfläche abrichten zu können, kann daher ein vergleichsweise geringer Anteil an durch die einzelnen Punktkontakte gebildeter Abrichtfläche ausreichend sein. Es hat sich bei einer Schleifscheibe mit uneinheitlichem Korndurchmesser der Schleifkörnung als vorteilhaft erwiesen, wenn eine von einem Korn an der Schleifscheibe gebildete Kontaktfläche in Form eines Punktkontakts bezüglich ihres wirksamen Durchmessers kleiner als ein mittlerer Durchmesser von Schleifpartikeln der Schleifscheibe ist.
  • Gemäß einem vorteilhaften Ausführungsbeispiel sind die Punktkotakte über die Abwicklung der Abrichtfläche sinusförmig oder in anderer Weise bogenförmig angeordnet, wobei lediglich eine sich über den Umfang durchziehende Linie oder mehrere in Umfangsrichtung voneinander beabstandete Linien vorgesehen sein können, so dass die Punktkontakte sich überlagernder Linien an unterschiedlichen axialen Positionen der Schleifscheiben an derselben Umfangsposition einen Punktkontakt ausbilden können. Auf diese Weise können an dem Grundkörper mehrere über den Umfang des Grundkörpers verteilte Abrichtbereiche angeordnet sein, wobei deren axial gegenüberliegende Enden auf demselben Umfang angeordnet sind oder sich in Umfangsrichtung überlagern.
  • Um mehrere Abrichtbereiche mit Punktkontakten inselförmig anordnen zu können, sind mehrere über den Umfang des Grundkörpers angeordnete Abrichtbereiche in axiale Richtung mit Unterbrechungen versehen, wobei in Umfangsrichtung einem ersten Abrichtbereich mit ersten Unterbrechungen ein zweiter Abrichtbereich mit zweiten Unterbrechungen folgt und die ersten und zweiten Unterbrechungen axial gegeneinander versetzt sind. Durch die axiale Überlagerung der Unterbrechungen durch in Umfangsrichtung nachfolgende Abrichtbereiche, die wiederum die Unterbrechungen abdecken, kann das Abrichtprofil lückenlos ausgestaltet werden.
  • Gemäß einem vorteilhaften Ausführungsbeispiel kann der gesamte Abrichtbereich mittels eines einzigen das Abrichtprofil mittels Punktkontakten nachbildenden Körpers aus superhartem Material gebildet werden. Hierbei wird der Körper aus sehr dünnem Material, beispielsweise CVD gebildet, so dass an dessen Kontakte einzelne die Punktkontakte bildende Spitzen ausgebildet werden, die bei einer Schrägstellung des Körpers gegenüber der Drehachse der Profilrolle in Umfangsrichtung nacheinander und axial versetzt gleichzeitig über den Drehwinkel der Profilrolle einen einzigen Punktkontakt an der Schleifscheibe ausbilden.
  • In vielen Anwendungsbereichen hat sich eine Anordnung der die Punktkontakte bildenden Körner in gleichmäßiger Form, beispielsweise gleicher Dichte, gleicher Erstreckung in Umfangsrichtung und gleichem Neigungswinkel gegenüber der Drehachse der Profilrolle als vorteilhaft erwiesen. In besonderen Fällen kann es jedoch besonders vorteilhaft sein, wenn die Dichte, der Anordnung der die Punktkontakte bildenden Körner und/oder der Neigungswinkel zu variieren. Beispielsweise kann an besonders beanspruchte Bereichen des Abrichtprofils wie beispielsweise an Kanten der Schleifscheibe zum Schleifen von Zähnen oder sonstigen kantigen Profilen die Dichte der Körner gegenüber den übrigen Abrichtbereichen erhöht werden, um einen gleichmäßigen Verschleiß der Profilrolle zu erzielen. Hierzu kann die Flächenbelegung des betroffenen Abrichtbereichs mit Körnern erhöht, der Neigungswinkel vergrößert und/oder die Dicke des betroffenen Abrichtbereichs erhöht werden.
  • Von dem erfinderischen Gedanken ist im Weiteren das gesamte Werkzeug erfasst, wobei eine Abrichtspindel die in den Anmeldungsunterlagen beschriebene Profilrolle aufnimmt und zur Aufnahme einer Schleifscheibe eine weitere Spindel vorgesehen ist und diese mittels einer Antriebseinheit angetrieben und von einer Steuereinheit gesteuert werden.
  • Die Erfindung wird anhand der in den Figuren 1 bis 3 dargestellten Ausführungsbeispiele näher erläutert. Dabei zeigen:
    • Figur 1
    eine Ansicht einer Profilrolle mit spiralförmig angeordneten Trägerteilen mit Punktkontakte bildendem Material,
    Figur 2 und
    eine Ansicht einer Profilrolle mit bürstenförmig angeordneten Trägerteilen
    Figur 3
    eine Ansicht einer Profilrolle mit aus einem einzigen, die Punktkontakte bildenden Körper aus superhartem Material.
  • Die Figur 1 zeigt eine Ansicht der Profilrolle 1 mit einer zentralen Öffnung 2 zu deren Aufnahme auf einer Antriebsspindel des nicht dargestellten Werkzeugs um deren Drehachse 3. An dem Außenumfang 4 des Grundkörpers 5 sind über den Umfang verteilt die Trägerteile 6 angeordnet, die das Abrichtprofil 7 abbilden, welche das Negativprofil der abzurichtenden Schleifscheibe darstellt.
  • Die Trägerteile 6 sind gegenüber der Drehachse 3 schräg wie verschwenkt angeordnet und weisen an ihren Außenumfängen die Abrichtbereiche 8 auf, die in diesem Ausführungsbeispiel durch lediglich schematisch dargestellte Punktkontakte mit der Schleifscheibe bildende Körner 9 aus Diamant sind. Die räumliche Anordnung der die Körnung 10 bildenden Körner 9 erfolgt in der Weise, dass bei einer Verdrehung der Profilrolle 1 im Wesentlichen ein einziger Punktkontakt gleichzeitig mit der Schleifscheibe ausgebildet wird. In speziellen Ausführungsbeispielen können wenige axial voneinander beabstandete Punktkontakte gleichzeitig ausgebildet werden. Infolge der zur Drehachse 3 schrägen Anordnung der Trägerteile 6 erfolgt die Kontaktierung der Körner 9 nachfolgend über den Drehwinkel der Profilrolle von einer Stirnseite der Profilrolle 1 zur gegenüber liegenden Stirnseite. Bei paralleler Ausrichtung der Trägerteile 6 über den Umfang ist bei entsprechender Auslegung des Anstellwinkels α gegenüber der Drehachse ein nahtloser Übergang der Punktkontakte der auf einem Trägerteil 6 angeordneten Körner 9 auf die auf dem in Drehrichtung nachfolgenden Trägerteil 6 angeordneten Körner 9 einstellbar. In speziellen Ausführungsbeispielen können sich die Trägerteile 6 in Umfangsrichtung überlappen.
  • Durch die Beabstandung der Trägerteile in Umfangsrichtung und die Gangunterschiede der gegenläufig drehenden Profilrolle 1 und der Schleifscheibe treten die Körner 9 mit geringer Wahrscheinlichkeit mit derselben Kontaktstelle der Schleifscheibe in Punktkontakt, so dass sowohl die Schleifscheibe als auch die Körner 9 thermisch nicht überbelastet werden.
  • Die Kontaktfläche der Punktkontakte der Körner 9 auf der Schleifscheibe sind so gering, dass einzelne Bindungen zwischen den Schleifkörnern der Körnung der Schleifscheibe durch sogenanntes Crushieren aufgebrochen werden, so dass eine mikroskopisch feine, scharfe und daher abrasive Oberfläche auf der Schleifscheibe gebildet wird, die sich durch geringere Schleifkräfte auszeichnet.
  • Die Figur 2 zeigt eine gegenüber der Profilrolle 1 der Figur 1 leicht veränderte Profilrolle 1a mit zwei diametral auseinander liegenden Abrichtbereichen 8a, die aus gegenüber der Drehachse 3 schräg angeordneten Trägerteilen 6a gebildet werden, die als Stifte 11 unterschiedlicher Länge ausgebildet sind. Dabei ist der Grundkörper 5a aus einem Zylinder gebildet, das Abrichtprofil 7a wird durch die unterschiedliche Länge der Stifte 11 ausgebildet. Die Stifte 11 sind an einem Ende mit dem Grundkörper 5a verbunden und weisen an ihrem freien Ende die Körner 9a auf, die den Punktkontakt zur Schleifscheibe bilden. Dabei kann jeder Stift 11 einen einzigen oder mehrere voneinander beabstandete Körner aufweisen, die so angeordnet sind, dass sie keinen gleichzeitigen Punktkontakt mit einem anderen Korn desselben oder eines anderen Stifts 11 ausbilden. Die Stifte 11 können neben ihrer schrägen Anstellung gegenüber der Drehachse 3 in Umfangsrichtung neben dem gezeigten rechten Winkel mit einem spitzen oder stumpfen Neigungswinkel auf dem Außenumfang des Grundkörpers angeordnet sein.
  • Alternativ können die Stifte 11 ohne Körner ausgebildet sein und daher eine Profilrolle zum Crushieren bilden, wobei die Profilrolle 1 bei betragsmäßig gleicher Oberflächengeschwindigkeit wie die Schleifscheibe betrieben wird. Der Antrieb der Schleifscheibe kann dabei über Reibung durch die Profilrolle oder durch einen eigenen, mit der Profilrolle zur Erzielung derselben Oberflächengeschwindigkeit synchronisierten Antrieb erfolgen.
  • Die Körner 9 der Figur 1 und die Körner 9a der Figur 2 und insbesondere deren Spitzen können gegeneinander unter Ausbildung eines Aufnahmewinkels an den Trägerteilen angeordnet sein. Auf diese Weise können beispielsweise mittels der Aufnahme mehrerer Körner an einem einzigen Aufnahmebereich eines Trägerteils oder dem Grundkörper mehrere Punktkontakte ausgebildet werden, die nicht gleichzeitig mit der Schleifscheibe in Kontakt treten.
  • Die Figur 3 zeigt eine alternative Ausführung einer Profilrolle 1 b mit beispielsweise drei über den Umfang verteilten vorzugsweise flach ausgebildeten Körpern 12, die beispielsweise als CVD einteilig ausgebildet sind und schräg zur Drehachse 3 auf dem Grundkörper 5b angebracht sind. Die Körper 12 weisen eine einzelne Punktkontakte zu der Schleifscheibe einstellende und den Abrichtbereich 8b bildende Kante 13 auf, die zugleich das Abrichtprofil 7b einstellt. Durch die in engen Toleranzen darstellbaren Körper 12 mit entsprechend ausgebildeten Kanten 13 können in Verbindung mit der Schrägstellung der Körper 12 zu der Drehachse 3 Punktkontakte ausgebildet werden, die einzeln über den Umfang des Grundkörpers 5b mit der Schleifscheibe in Kontakt treten. Dabei bilden die Körper 12 zugleich die Trägerteile für die Kanten 13, so dass die Profilrolle 1 b mit einer sehr begrenzten Anzahl an Teilen hergestellt werden kann.
  • Es versteht sich, dass die Profilrollen 1, 1a, 1 b der Figuren 1 bis 3 nicht maßstabsgetreu dargestellt sind.
    • Bezugszeichenliste
    • 1
    Profilrolle
    1a
    Profilrolle
    1 b
    Profilrolle
    2
    Öffnung
    3
    Drehachse
    4
    Außenumfang
    5
    Grundkörper
    5a
    Grundkörper
    5b
    Grundkörper
    6
    Trägerteil
    6a
    Trägerteil
    7
    Abrichtprofil
    7a
    Abrichtprofil
    7b
    Abrichtprofil
    8
    Abrichtbereich
    8a
    Abrichtbereich
    8b
    Abrichtbereich
    9
    Korn
    9a
    Korn
    10
    Körnung
    11
    Stift
    12
    Körper
    13
    Kante
    α
    nstellwinkel

Claims (11)

  1. Werkzeug zum Abrichten und/oder Crushieren einer Schleifscheibe mit einer um eine Drehachse (3) rotierenden Profilrolle (1, 1a, 1 b) mit einem am Außenumfang (4) der Profilrolle (1, 1a, 1 b) angeordneten Abrichtprofil (7, 7a, 7b) , das ein an einem Außenumfang einer Schleifscheibe aufgebrachtes Schleifprofil negativ abbildet und zumindest einen auf dem Umfang angeordneten und sich gegenüber einem Grundkörper (5, 5a, 5b) der Profilrolle (1, 1a, 1 b) erhebenden Abrichtbereich (8, 8a, 8b) enthält, wobei der zumindest eine Abrichtbereich (8, 8a, 8b) auf ein schmales Umfangssegment begrenzt ist und entlang seiner axialen Erstreckung über den Grundkörper (5, 5a, 5b) gegenüber der Drehachse (3) der Profilrolle (1, 1a, 1 b) verschwenkt ist, dadurch gekennzeichnet, dass der zumindest eine Abrichtbereich (8, 8a) im Wesentlichen einen einzigen gleichzeitig mit der Schleifscheibe in Kontakt tretenden, aus superhartem Material gebildeten Punktkontakt aufweist.
  2. Werkzeug nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der zumindest eine Abrichtbereich (8, 8a) aus zumindest einem das Abrichtprofil (7, 7a) bildenden, auf dem Grundkörper (5, 5a) aufgebrachten Trägerteil (6, 6a) gebildet ist und das zumindest eine Trägerteil (6, 6a) mit einen Kontakt mit der Schleifscheibe bildenden Körnern (9, 9a) aus dem superharten Material belegt ist.
  3. Werkzeug nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass der zumindest eine Abrichtbereich (8a) aus einer Vielzahl zu dem Abrichtbereich (8a) kombinierten Stiften (11) gebildet ist, die Trägerteile (6a) für jeweils ein oder mehrere Körner (9a) bilden.
  4. Werkzeug nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass über den Umfang betrachtet im Wesentlichen ein einziges Korn (9, 9a) einen Punktkontakt mit der Schleifscheibe bildet.
  5. Werkzeug nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass auf dem Grundkörper (5) mehrere über den Umfang des Grundkörpers (5) verteilte Abrichtbereiche (8) angeordnet sind, wobei deren axial gegenüberliegende Enden auf demselben Umfang angeordnet sind oder sich in Umfangsrichtung überlagern.
  6. Werkzeug nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass mehrere über den Umfang des Grundkörpers angeordnete Abrichtbereiche in axiale Richtung Unterbrechungen aufweisen, wobei in Umfangsrichtung einem ersten Abrichtbereich mit ersten Unterbrechungen ein zweiter Abrichtbereich mit zweiten Unterbrechungen folgt und die ersten und zweiten Unterbrechungen axial gegeneinander versetzt sind.
  7. Werkzeug nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass eine von einem Korn (9, 9a) an der Schleifscheibe gebildete Kontaktfläche bezüglich ihres wirksamen Durchmessers kleiner als ein mittlerer Durchmesser von Schleifpartikeln der Schleifscheibe ist.
  8. Werkzeug nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass der Abrichtbereich (8b) aus einem einzigen das Abrichtprofil (7b) mittels Punktkontakten nachbildenden Körper (12) aus superhartem Material gebildet ist.
  9. Werkzeug nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass in zumindest einem Abrichtbereich in einem besonders beanspruchten Teilbereich Punktkontakte in einem gegenüber dem übrigen Abrichtbereich größerem Neigungswinkel, höherer Dichte und/oder in Umfangsrichtung dickerer Breite angeordnet sind.
  10. Werkzeug mit einer Abrichtspindel zur Aufnahme einer Profilrolle (1, 1 a, 1 b) und einer Spindel zur Aufnahme einer Schleifscheibe, wobei diese mittels einer Antriebseinheit angetrieben und von einer Steuereinheit gesteuert werden, dadurch gekennzeichnet, dass auf der Abrichtspindel eine Profilrolle nach einem der Ansprüche 1 bis 9 aufgenommen ist.
  11. Werkzeug nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Profile als Crushierrolle mit zumindest einen Abrichtbereich bildenden Stiften vorgesehen ist, wobei die Schleifscheibe mit betragsmäßig gleicher Oberflächengeschwindigkeit wie die Profilrolle betrieben wird.
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