EP2712704A2

EP2712704A2 - Topfschleifscheibe

Info

Publication number: EP2712704A2
Application number: EP20130004692
Authority: EP
Inventors: Bernaert Ruben
Original assignee: ITW Heller GmbH
Current assignee: Illinois Tool Works Inc
Priority date: 2012-09-27
Filing date: 2013-09-27
Publication date: 2014-04-02
Anticipated expiration: 2033-09-27
Also published as: EP2712704A3; EP2712704B1

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Topfschleifscheibe (1) mit einer wesentlich kreisförmigen Grundscheibe (2) und einer Mehrzahl von Schleifsegmenten (3), welche dadurch gekennzeichnet ist, dass die Schleifsegmente (3) jeweils eine in radialer Richtung nach außen geöffnete V-Form aufweisen, welche durch jeweils zwei Schenkel (4, 5) der Schleifsegmente (3) gebildet wird. Die Erfindung betrifft auch ein Schleifsegment (3) für eine Topfschleifscheibe (1), wobei das Schleifsegment (3) eine V-Form aufweist, welche durch zwei Schenkel (4, 5) des Schleifsegments (3) gebildet wird und welche dadurch gekennzeichnet ist, dass sich die Schenkel (4, 5) an ihren divergierenden Enden verbreitern. Die Erfindung betrifft ferner ein Schleifsegment (3a) für eine Topfschleifscheibe (1), wobei das Schleifsegment (3a) einen Schenkel (4b) aufweist und dadurch gekennzeichnet ist, dass der Schenkel (4b) sich an einem Schenkelende (4c) tropfenartig verbreitert. Daneben betrifft die Erfindung eine Grundscheibe (101) für eine Topfschleifscheibe (102) mit einer Mittelachse (107), auf welcher ein Massenmittelpunkt der Grundscheibe (101) liegt, wobei die Grundscheibe (101) eine Gruppe von Strukturelementen (110) umfasst, wobei jedes Strukturelement (110) der Gruppe von Strukturelementen (110) einen gleichen Abstand zur Mittelachse (107) aufweist und zu benachbarten Strukturelementen (110) der Gruppe von Strukturelementen (110) bezogen auf die Mittelachse (107) um einen vorgegebenen Winkel versetzt angeordnet ist. Die Grundscheibe (101) ist dadurch gekennzeichnet, dass mindestens zwei Strukturelemente (110) der Gruppe von Strukturelementen (110) eine voneinander abweichende jeweilige Querschnittskontur aufweisen.

Description

Gemäß einer ersten Lehre betrifft die Erfindung eine Topfschleifscheibe mit den Merkmalen des Oberbegriffs von Anspruch 1, ein Schleifsegment für eine Topfschleifscheibe mit den Merkmalen des Oberbegriffs von Anspruch 10 und ein Schleifsegment für eine Topfschleifscheibe mit den Merkmalen des Oberbegriffs von Anspruch 14.
Gemäß einer zweiten Lehre, welcher eigenständige Bedeutung beikommt, betrifft die Erfindung eine Grundscheibe für eine Topfschleifscheibe mit den Merkmalen des Oberbegriffs von Anspruch 15.
Topfschleifscheiben werden regelmäßig zum Abschleifen und Polieren von harten Oberflächen wie Beton, Marmor, Granit und anderem Gestein sowie zum Abtragen von Farben, Lacken und sonstigen Überzügen von solchem Grundmaterial verwendet. Dies geschieht, indem eine solche Topfschleifscheibe an einer zentralen Befestigungsöffnung ihrer runden Grundscheibe an einem tragbaren Schleifgerät befestigt wird. Das Schleifgerät lässt die Topfschleifscheibe dann mit der passenden Geschwindigkeit rotieren. Die eigentliche Schleifwirkung rührt dann regelmäßig aus den auf der Oberfläche dieser Grundscheibe angebrachten und aus ihr vorstehenden Schleifsegmenten, welche etwa durch eine Diamantschicht die erforderliche Härte aufweisen.
Eine solche Topfschleifscheibe, wie sie etwa aus der EP 1 304 190 B1 bekannt ist, muss verschiedenen Anforderungen genügen. Erstens soll die Schleifwirkung möglichst stark sein, sodass also ein zügiges und effektives Abschleifen auch ohne starken Anpressdruck erreicht wird. Zweitens ist auch eine möglichst gleichmäßige Schleifwirkung in dem Sinne gewünscht, dass selbst ein ungleichmäßiger Anpressdruck der Topfschleifscheibe auf die zu schleifende Oberfläche nicht zu einem Eindringen der Topfschleifscheibe in die zu schleifende Oberfläche an der betreffenden Stelle führt. Drittens muss ebenso gewährleistet sein, dass abgeschliffenes Material sich nicht an der Topfschleifscheibe ablagert, sondern von dieser wegbewegt wird.
Das Verwirklichen dieser und weiterer vorteilhafter Eigenschaften hängt wesentlich von der Ausgestaltung und Anordnung der Schleifsegmente auf der Topfschleifscheibe ab. Ihre Lage, Querschnittskontur, Ausrichtung, Größe sowie ihre weiteren geometrischen Eigenschaften bestimmen, inwiefern diese und andere Ziele erreicht werden können.
Das der ersten Lehre der Erfindung zugrunde liegende Problem besteht folglich darin, die aus dem Stand der Technik bekannte Topfschleifscheibe sowie ein Schleifsegment für eine solche Topfschleifscheibe so weiterzuentwickeln, dass sowohl eine verbesserte Schleifwirkung erreicht als auch eine übermäßige Verschmutzung der Topfschleifscheibe durch abgeschliffenes Material vermieden wird.
Das obige Problem wird bei einer Topfschleifscheibe gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1 durch die Merkmale des kennzeichnenden Teils des Anspruchs 1, bei einem Schleifsegment gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 10 durch die Merkmale des kennzeichnenden Teils des Anspruchs 10 und bei einem Schleifsegment gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 14 durch die Merkmale des kennzeichnenden Teils des Anspruchs 14 gelöst.
Wesentlich ist, bezogen auf die Topfschleifscheibe, die Erkenntnis, dass dieaus dem Stand der Technik bekannte - Anordnung der Schleifsegmente in Umfangsrichtung auf der Topfschleifscheibe zwar grundsätzlich sinnvoll ist, vorteilhafterweise die Arme oder Schenkel der Schleifsegmente aber nicht in eine tangentiale Richtung weisen, sondern vielmehr wesentlich radial angeordnet sind. Dementsprechend ist bei einer V-förmigen Gestalt der Schleifsegmente ihre jeweilige offene Seite in die radiale Außenrichtung ausgerichtet. Auf den ersten Blick ist diese Ausrichtung kontraintuitiv, da sich dadurch die Schleifsegmente scheinbar zur Drehrichtung der Topfschleifscheibe quer stellen. Tatsächlich ist sie jedoch besser geeignet. Indem beide Schenkel der V-förmigen Schleifsegmente nämlich eine erheblich radiale - bezogen auf die Topfschleifscheibe - Ausdehnung haben, kommt ihnen beiden und den durch sie gebildeten Kanten auf dieser gesamten Länge eine deutlich stärkere Schleifwirkung zu. Der Raum zwischen den Schenkeln erlaubt es dann dem abgeschliffenen Material, sich von der Oberfläche der Schleifsegmente zu lösen und sich zunächst in diesem Raum abzulagern. Da dieser Raum darüber hinaus in radialer Innenrichtung wesentlich verschlossen oder zumindest eingeengt ist - da hier die Schenkel zusammenlaufen - wird das abgeschliffene Material durch die Drehung auch gleichzeitig in Richtung des Randes der Topfschleifscheibe gedrängt, wo es dann von der Topfschleifscheibe entfernt wird.
Bezogen auf das Schleifsegment selbst, wird die soeben beschriebene Wirkung besonders dadurch befördert, dass sich die wirksame Schleiffläche des Segments umso mehr vergrößert, je weiter sich die Schenkel des Schleifsegments voneinander entfernen. Es ist in diesem Zusammenhang erkannt worden, dass es auf die Größe des Raumes zwischen den Schenkeln nicht ankommt, solange eine gewisse Mindestgröße dieses Raumes gewährleistet ist. Deshalb kann die durch die V-Form der Schleifsegmente begründete und deshalb in Öffnungsrichtung zunehmende Fläche zwischen den Schenkeln erfindungsgemäß zum großen Teil und mit guter Wirkung für die Schleiffläche selbst eingesetzt werden.
Ferner ist erkannt worden, dass eine V-förmige Schleifsegmentanordnung mit einer sich in radialer Richtung nach außen vergrößernden Schleiffläche auch dadurch hergestellt werden kann, dass zwei oder mehr sich verbreiternde Schleifsegmente entsprechend ausgerichtet und winkelig zueinander angeordnet werden können.
Die bevorzugte Ausgestaltung nach der ersten Lehre der erfindungsgemäßen Topfschleifscheibe, insbesondere nach dem Anspruch 2, und des erfindungsgemäßen Schleifsegments nach den Ansprüchen 11 und 12 betreffen Ausgestaltungen, bei denen der Raum zwischen den Schenkeln des Schleifsegments besonders vorteilhaft gebildet ist, insbesondere dadurch, dass er einen sehr guten Abfluss des abgeschliffenen Materials aus diesem Raum von der Topfschleifscheibe weg gewährleistet und insbesondere eine ungewünschte Bewegung des abgeschliffenen Materials in Richtung der Mitte der Topfschleifscheibe verhindert.
Die auf die Topfschleifscheibe nach der ersten Lehre bezogenen Ansprüche 3 bis 5 wiederum betreffen vorteilhafte Ausgestaltungen des Endbereichs der durch die Schleifsegmente gebildeten V-Form. Durch eine tropfenartige Verbreiterung der Schenkel der Schleifsegmente zum Rand hin kann sowohl die Schleifwirkung verbessert werden als auch eine zwischen den Schenkel befindliche Fläche der Grundscheibe zumindest seitlich umschlossen werden, wodurch sich insbesondere vorteilhafte Luftströmungsverhältnisse entlang des Umfangs der Topfschleifscheibe einstellen.
Die ebenfalls auf die Topfschleifscheibe nach der ersten Lehre bezogenen Ansprüche 5 und 6 sowie 8 und 9 sehen zusätzlich Öffnungen in der Grundscheibe vor, und zwar sowohl als Ausschnitte am Rand als auch als vom Rand beabstandete Öffnungen. Diese verbessern nicht nur den Abfluss von abgeschliffenem Material zusätzlich, sondern steigern auch die wirksame Kühlung der Topfschleifscheibe im Betrieb.
Weiter betrifft der auf die Topfschleifscheibe nach der ersten Lehre bezogene Anspruch 7 Durchlässe auf der Grundscheibe, welche zwischen den Schleifsegmenten ausgebildet sind und durch ihre trichterartige Beschaffenheit dazu beitragen, abgeschliffenes Material aus inneren Bereichen der Topfschleifscheibe wirksam zum Rand der Topfschleifscheibe und von dort von der Topfschleifscheibe weg zu befördern.
Schließlich beschreibt die bevorzugte Ausgestaltung des Schleifsegments gemäß der ersten Lehre nach dem Anspruch 13 speziell die seitlichen Ränder der die V-Form bildenden Schenkel der Schleifsegmente.
Der Hintergrund der zweiten Lehre der Erfindung berücksichtigt weiter, dass neben den obigen Schleifsegmenten die Topfschleifscheibe häufig auch Ausschnitte am Rand oder Durchlassöffnungen aufweist, durch welche der Austritt von abgeschliffenem Material aus dem Raum zwischen Topfschleifscheibe und Schleiffläche ermöglicht werden soll und welche daneben für eine gewisse Luftzirkulation und die aus ihr resultierende Kühlung sorgen. Auf diese Weise wird verhindert, dass sich solches Material auf der Oberfläche der Topfschleifscheibe ansammelt.
Als Grundscheibe wird in Bezug auf die zweite Lehre der Erfindung, insbesondere nur in Bezug auf die zweite Lehre der Erfindung, hier und nachfolgend das scheibenförmige Bauteil verstanden, welches entweder selbst eine raue Oberfläche zum Schleifen aufweist - in welchem Fall die Grundscheibe gleichzeitig auch die zugehörige Topfschleifscheibe insgesamt darstellt - oder welches zur Aufnahme von speziellen Vorsprüngen zum Schleifen wie etwa den genannten Schleifsegmenten eingerichtet ist. Sofern diese Vorsprünge bereits auf der Grundscheibe angeordnet sind, bilden diese Vorsprünge wiederum zusammen mit der Grundscheibe eine Topfschleifscheibe, andernfalls handelt es sich um eine Grundscheibe, welche erst durch das Anbringen dieser Strukturen zu einer Topfschleifscheibe wird.
Es sind also gemäß der zweiten Lehre der Erfindung auf einer solchen Grundscheibe einer Topfschleifscheibe regelmäßig Strukturelemente wie die bereits erwähnten Schleifsegmente, Ausschnitte und Durchlassöffnungen vorhanden oder zumindest vorgesehen. Die hohen Drehzahlen der Topfschleifscheibe während des Betriebs bedingen es, dass vorteilhafterweise die Topfschleifscheibe ihren Massenmittelpunkt auf ihrer Mittelachse hat, welche der Rotationsachse bei ihrer Drehbewegung entspricht. Andernfalls würde sich eine entsprechende Unwucht während des Betriebs negativ bemerkbar machen. Die Zentrierung des Massenmittelpunkts auf der Mittelachse wird regelmäßig dadurch erreicht, dass die besagten Strukturelemente rotationssymmetrisch auf der Grundscheibe angeordnet werden.
Allerdings entsteht durch diese Symmetrie häufig das Problem, dass die Topfschleifscheibe für Resonanzschwingungen anfällig wird, welche sich ebenfalls störend bemerkbar machen können.
Das der Erfindung gemäß der zweiten Lehre zugrunde liegende Problem besteht folglich darin, die aus dem Stand der Technik bekannte Grundscheibe für Topfschleifscheiben dahin gehend weiterzuentwickeln, dass sowohl eine durch eine Verschiebung des Massenmittelpunkts bedingte Unwucht als auch das Auftreten von Resonanzschwingungen wirksam verhindert wird.
Das obige Problem wird gemäß der zweiten Lehre der Erfindung bei einer Grundscheibe für eine Topfschleifscheibe mit einer Mittelachse, auf welcher ein Massenmittelpunkt der Grundscheibe liegt, wobei die Grundscheibe eine Gruppe von Strukturelementen umfasst, wobei jedes Strukturelement der Gruppe von Strukturelementen einen gleichen Abstand zur Mittelachse aufweist und zu benachbarten Strukturelementen der Gruppe von Strukturelementen bezogen auf die Mittelachse um einen vorgegebenen Winkel versetzt angeordnet ist, dadurch gelöst, dass mindestens zwei Strukturelemente der Gruppe von Strukturelementen eine voneinander abweichende Querschnittskontur aufweisen. Die nachfolgenden Ausführungen beziehen sich auf die zweite Lehre der Erfindung und insbesondere nur auf die zweite Lehre der Erfindung.
Wesentlich ist die Erkenntnis, dass die Forderung nach einem Massenmittelpunkt auf der Mittelachse der Grundscheibe mit einer Abweichung von einer Rotationssymmetrie kombinierbar ist. Jedes Strukturelement für sich trägt entweder durch ein mehr an Masse - etwa bei einem Schleifsegment - oder durch eine fehlende Masse - bei einer Vertiefung oder einer Durchlassöffnung - gegenüber einer ebenen Grundfläche zu einer Verschiebung des Massenmittelpunkts einer ansonsten kreissymmetrischen Grundscheibe von ihrer Mittelachse bei. Eine rotationssymmetrische Anordnung solcher - insbesondere im Hinblick auf ihre Querschnittskontur - identischer Strukturelemente führt dazu, dass sich die jeweils durch ein einzelnes Strukturelement ergebenden Verschiebungen wieder ausgleichen.
Jedoch lässt sich der Schwerpunkt der Grundscheibe auch bei nicht identischen Querschnittskonturen der Strukturelemente dadurch auf der Mittelachse halten, dass die Querschnittskonturen der Strukturelemente genau zu diesem Zweck ausgelegt werden. Das gilt gleichermaßen für Schleifsegmente wie auch für Ausschnitte und Durchlassöffnungen.
Es wird also davon abgesehen, den winkelversetzt um die Mittelachse angeordneten Strukturelementen - wie im Stand der Technik üblich - die stets gleiche Querschnittskontur zu geben. Vielmehr sind mindestens zwei in ihrer Querschnittskontur voneinander abweichende Strukturelemente vorgesehen, wobei aber der resultierende Massenmittelpunkt der Grundscheibe (und auch der Topfschleifscheibe) auf der Mittelachse verbleibt.
Durch das Beibehalten des Massenmittelpunkts auf der Mittelachse der Grundscheibe wird das Auftreten einer Unwucht verhindert. Gleichzeitig verhindert die Unregelmäßigkeit der Strukturelemente auch das Auftreten von Resonanzschwingungen.
Wie bereits erläutert, kann grundsätzlich eine hier gegenständliche Topfschleifscheibe nur aus der Grundscheibe bestehen. Alternativ kann die Topfschleifscheibe auch weitere Komponenten aufweisen, wozu etwa nachträglich angebrachte Schleifsegmente oder beliebige andere Strukturen zählen können. Die Mittelachse ist selbstverständlich nur eine fiktive Gerade im mathematischen Sinne und verläuft auch außerhalb der Grundscheibe. Der Massenmittelpunkt im Sinne der vorliegenden Erfindung muss nicht zwingend innerhalb der Grundscheibe oder Topfschleifscheibe liegen. So kann die Grundscheibe Verformungen aus der Ebene der Grundscheibe heraus aufweisen, durch welche sich der Massenmittelpunkt in einen Bereich außerhalb der Grundscheibe verschiebt.
Unter einem Strukturelement im Sinne der zweiten Lehre der Erfindung ist jedwede Struktur auf der Grundscheibe zu verstehen, welche zu einem Beitrag der betreffenden Stelle der Grundscheibe zur Berechnung des Massenmittelpunkts führt, welcher von dem einer Grundscheibe mit lediglich ebener Oberfläche abweicht. In erster Linie kommen als solche Strukturelemente einerseits Vorsprünge aus der Grundscheibe wie etwa Schleifsegmente und andererseits Durchgangsöffnungen und Ausschnitte in Betracht. Im weiteren Sinne zählen zu solchen Strukturelementen aber auch jedwede sonstige Arten von Materialschwächungen oder Materialverstärkungen. Ein- oder Auswölbungen der Grundscheibe, welche keine Schwächung oder Verstärkung der Dicke der Grundscheibe zur Folge haben, gelten nicht als Strukturelemente in diesem Sinne.
Benachbarte Strukturelemente in diesem Sinne sind solche, welche in einer Drehrichtung bezogen auf die Mittelachse den geringsten Winkelabstand zueinander haben. Hieraus folgt, dass jedes Strukturelement zwei benachbarte Strukturelemente - nämlich jeweils eines für jede Drehrichtung - mit dem gleichen Abstand zur Mittelachse hat. Dass jedes Strukturelement der Gruppe von Strukturelementen zu benachbarten Strukturelementen der Gruppe von Strukturelementen bezogen auf die Mittelachse um einen vorgegebenen Winkel versetzt angeordnet ist, bedeutet - gemeinsam mit dem bereits festgestellten gleichen Abstand zur Mittelachse - dass die Gruppe von Strukturelementen wesentlich gleichmäßig entlang eines Kreises um die Mittelachse angeordnet ist, wobei der Winkelabstand zwischen zwei benachbarten Strukturelementen dem vorgegebenen Winkel entspricht.
Auch hinsichtlich des Abstandes zur Mittelachse der Strukturelemente aus der Gruppe von Strukturelementen ist lediglich ein wesentlich gleicher Abstand einzuhalten.
Sowohl zur Beurteilung des Winkelversatzes als auch des Abstands zur Mittelachse ist auf den Flächenschwerpunkt der jeweiligen Strukturelemente abzustellen. Gerade durch eine abweichende Querschnittskontur kann es zu Verschiebungen des Flächenschwerpunkts kommen, welche jedoch sowohl für die Beurteilung des Versatzes um den vorgegebenen Winkel als auch für die des Abstands zur Mittelachse unwesentlich sind.
Unter einer Querschnittskontur im Sinne der zweiten Lehre der Erfindung ist der Umriss eines Strukturelements zu verstehen, also etwa eines Vorsprungs in Gestalt einer Schleifscheibe oder einer Vertiefung in Gestalt einer Durchgangsöffnung oder eines Ausschnitts. Dieser Umriss entspricht dem Querschnitt des Strukturelements, wobei dieser Querschnitt durch eine Ebene gebildet wird, welche rechtwinklig zu der Mittelachse der erfindungsgemäßen Grundscheibe gemäß der zweiten Lehre angeordnet ist. Vorteilhafterweise wird zwecks Vergleich der betreffenden Querschnitte dieselbe Ebene für die Bestimmung aller zu vergleichenden Querschnitte verwendet.
Betreffend die im Sinne der zweiten Lehre der Erfindung anzuwendenden Toleranzen ist die Querschnittskontur eines Strukturelements von der Querschnittskontur eines anderen Strukturelements dann als abweichend zu betrachten, wenn die Abweichung für die Berechnung des Massenmittelpunkts bedeutsam ist.
Gegenüber einer ebenen Grundscheibe kann der Beitrag eines Strukturelements zum Massenmittelpunkt wesentlich als Integral des Ortsvektors über die von der Querschnittskontur des Strukturelements umschlossene Fläche angesehen werden. Eine Abweichung zwischen zwei Querschnittskonturen im Sinne der Erfindung liegt dann vor, wenn das für die eine Querschnittskontur berechnete Integral nicht auch für die andere Querschnittskontur verwendet werden kann. Wenn eine Neuberechnung notwendig ist, liegt eine Abweichung vor. Das ist auch dann der Fall, wenn der Beitrag der beiden Querschnittskonturen trotz Abweichung sich nach der Berechnung als identisch erweisen sollte.
Eine bevorzugte Ausgestaltung der zweiten Lehre der Erfindung bezieht sich auf bevorzugte Ausgestaltungen der Arten von Querschnittskonturen, welche die Strukturelemente aufweisen.
Eine weitere bevorzugte Ausgestaltung der zweiten Lehre der Erfindung wiederum sieht eine Weiterentwicklung dadurch vor, dass der Ausgleich der Wirkung auf den Massenmittelpunkt von irregulären Strukturelementen nicht innerhalb einer einzelnen Gruppe von Strukturelementen erfolgt, sondern dass mindestens eine weitere Gruppe von Strukturelementen vorhanden ist und beide Gruppen von Strukturelementen zusammen eine Verschiebung des Massenmittelpunkts ausgleichen. Mit anderen Worten bewirken die Strukturelemente dieser weiteren Gruppe - für sich - eine Verschiebung des Massenmittelpunktes von der Mittelachse. Zusammen mit den übrigen Strukturelementen der Grundscheibe, insbesondere den Strukturelementen der ersten Gruppe, heben sich diese Verschiebungen wechselseitig wieder auf. Mit dieser Möglichkeit, den Kreis der veränderbaren Strukturelemente weiter zu vergrößern, ergeben sich noch mehr Freiheitsgrade bei der Gestaltung der Grundscheibe.
Im Folgenden wird die Erfindung gemäß der erstgenannten Lehre anhand einer jeweils zwei Ausführungsbeispiele einer erfindungsgemäßen Topfschleifscheibe und eines erfindungsgemäßen Schleifsegments darstellenden Zeichnung näher erläutert. Die Erfindung gemäß der zweiten Lehre wird in der Zeichnung anhand nur eines diesbezüglichen Ausführungsbeispiels dargestellt. In der Zeichnung zeigt

Fig. 1: eine erste vorschlagsgemäße Topfschleifscheibe gemäß der ersten Lehre in einer Schrägansicht;
Fig. 2: dieselbe Ansicht wie in der Fig. 1 mit zusätzlicher Kenntlichmachung des Bewegungsverlaufs von abgeschliffenem Material;
Fig. 3: die vorschlagsgemäße Topfschleifscheibe der Fig. 1 gemäß der ersten Lehre in einer Draufsicht.
Fig. 4: die vorschlagsgemäße Topfschleifscheibe der Fig. 1 gemäß der ersten Lehre in einer Seitenansicht;
Fig. 5: eine weitere vorschlagsgemäße Topfschleifscheibe gemäß der ersten Lehre in einer Schrägansicht;
Fig. 6a: ein erstes vorschlagsgemäßes Schleifsegment gemäß der ersten Lehre für eine vorschlagsgemäße Topfschleifscheibe wie in der Fig. 1 in einer Schrägansicht;
Fig. 6b: das vorschlagsgemäße Schleifsegment der Fig. 6a in einer Draufsicht;
Fig. 7: ein weiteres vorschlagsgemäßes Schleifsegment gemäß der ersten Lehre in einer Draufsicht;
Fig. 8: eine vorschlagsgemäße Grundscheibe für eine Topfschleifscheibe gemäß der zweiten Lehre in einer Schrägansicht;
Fig. 9: die vorschlagsgemäße Grundscheibe der Fig. 8 in einer Draufsicht.
Fig. 10: die vorschlagsgemäße Grundscheibe der Fig. 8 in einer Seitenansicht.

Die Fig. 1 bis 4 der Zeichnung stellen eine erste erfindungsgemäße Topfschleifscheibe 1 gemäß der ersten Lehre dar, welche zum Abschleifen von harten, insbesondere steinernen Oberflächen geeignet ist. Die Fig. 5 der Zeichnung stellt eine weitere erfindungsgemäße Topfschleifscheibe 1 gemäß der ersten Lehre dar, welche in ihren nicht ausdrücklich als unterschiedlich beschriebenen Merkmalen identisch zu der ersten erfindungsgemäßen Topfschleifscheibe 1 gemäß der ersten Lehre ist. Sofern nachfolgend nicht zwischen diesen beiden Topfschleifscheiben 1 ausdrücklich unterschieden wird, sind folglich beide Topfschleifscheiben 1 gleichermaßen gemeint.
Die Topfschleifscheibe 1 weist eine wesentlich kreisförmige Grundschreibe 2 auf. Ferner weist die Topfschleifscheibe 1 eine Mehrzahl von Schleifsegmenten 3 auf. Diese weisen jeweils eine in radialer Richtung nach außen geöffnete V-Form auf, welche durch jeweils zwei Schenkel 4, 5 der Schleifsegmente 3 gebildet wird. Anders ausgedrückt laufen die beiden Schenkel 4, 5 der Schleifsegmente 3, welche den beiden Schenkeln der V-Form entsprechen, in radialer Richtung nach innen aufeinander zu. Im Kontext der vorliegenden Erfindung gemäß der ersten Lehre ist mit der radialen Richtung stets die radiale Richtung der Topfschleifscheibe 1 und damit auch der Grundscheibe 2 gemeint.
In den hier dargestellten Ausführungsbeispielen der Topfschleifscheibe 1 gemäß den Fig. 1 bis 5 besteht die V-Form jedes Schleifsegments 3 aus einem einzelnen, einstückigen Schleifsegment 3, sodass das Schleifsegment 3 selbst diese V-Form aufweist. Denkbar wäre aber ebenso, dass einige oder alle der V-Formen aus einer Vielzahl von einzelnen Schleifsegmenten, also Schleifsegmentabschnitten gebildet werden. Folglich würde die V-Form durch mehrere Schleifsegmente gebildet werden, von denen nicht jedes einzelne notwendigerweise selbst V-förmig wäre. Dabei könnten zwischen den einzelnen Schleifsegmentabschnitten auch mehr oder weniger große Lücken vorhanden sein, welche im vorliegenden, dargestellten Fall der einstückigen Schleifsegmente 3 fehlen. Im Kontext der Erfindung gemäß der ersten Lehre und insbesondere nachfolgend ist mit dem Begriff eines Schleifsegments 3, welches eine V-Form aufweist, folglich auch jede in einer V-Form angeordnete Gruppe von Schleifsegmentabschnitten gemeint.
Um die vorteilhaften Eigenschaften der V-Formen für beide möglichen Drehrichtungen der Topfschleifscheibe 1 zu verwirklichen, ist es besonders bevorzugt, dass die Schenkel 4, 5 achsensymmetrisch zu einer in radialer Richtung verlaufenden jeweiligen Symmetrieachse 6 angeordnet sind.
Denkbar ist es, dass die Schenkel 4, 5, welche die V-Form der Schleifsegmente 3 bilden, an dem jeweiligen Scheitelpunkt der V-Form eine Öffnung aufweisen, mithin also ein Abstand zwischen den beiden Schenkeln 4, 5 an dem Scheitelpunkt der V-Form besteht. Bevorzugt ist jedoch, dass sich die jeweiligen Schenkel 4, 5 eines Schleifsegments 3 in radialer Richtung nach innen berühren.
Dabei ist es auch denkbar, dass die Berührung der beiden Schenkel 4, 5 in Gestalt einer Querverbindung erfolgt, wodurch etwa eine in tangentialer Richtung der Grundscheibe 2 gerade verlaufende Kante an den Schleifsegmenten 3 gebildet werden könnte. Alternativ dazu ist es möglich, dass - wie in den Fig. 1 bis 5 der Zeichnung dargestellt - die jeweiligen Schenkel 4, 5 eines Schleifsegments 3 an einem jeweiligen Berührungspunkt in radialer Richtung nach innen eine konvexe Ausbuchtung 7 bilden. Eine solche Ausbuchtung 7 verhindert, dass sich an der radial nach innen gewandten Seite dieses Berührungspunkts der Schenkel 4, 5 abgeschliffenes Material ansammeln kann.
Eine besonders gute Schleifwirkung kann dadurch erreicht werden, dass sich die jeweiligen Schenkel 4, 5 eines Schleifsegments 3 entlang ihrer radialen Erstreckung nach außen in tangentialer Richtung verbreitern. Bevorzugt ist, dass die jeweiligen Schenkel 4, 5 sich tropfenartig verbreitern. Mit einer tropfenartigen Verbreiterung ist hier gemeint, dass der jeweilige Schenkel 4, 5 sich mit einer wesentlich gleichmäßigen Verbreiterungsrate, also nicht sprungartig, verbreitert und dass diese Verbreiterung ohne Kanten oder Knicke am Rande der Schenkel 4, 5 erfolgt. Auf diese Weise werden verbreiterte Schuhe 8, 9 an den jeweiligen divergierenden Enden 4a, 5a der Schenkel 4, 5 gebildet. Die dadurch entstehende verbreiterte Fläche der Schleifsegmente 3 führt zu einer stärkeren Schleifwirkung an den Rändern der Topfschleifscheibe 1.
Um diese gute Schleifwirkung auf der gesamten radialen Ausdehnung der Grundscheibe 2 zu erreichen, ist bevorzugt vorgesehen, dass sich die jeweiligen Schenkel 4, 5 eines Schleifsegments 3 in radialer Richtung bis zu einem Rand der Grundscheibe 2 erstrecken.
Eine vorteilhafte Ausführungsform sieht vor, dass die jeweiligen Schenkel 4, 5 eines Schleifsegments 3 eine an einen Rand der Grundscheibe 2 angrenzende jeweilige Randfläche 10 der Grundscheibe 2 zumindest teilweise - und vorzugsweise vollständig - umschließen. Diese Randfläche 10 hat mehrere technische Funktionen. Zum einen bildet sie einen freien Raum, in welchen das von einemim Sinne der Drehbewegung - ersten Schenkel 4 abgeschliffene Material hineinfallen kann. Es wird damit verhindert, dass dieses Material die Schleifwirkung des jeweiligen - in Abhängigkeit der Drehrichtung - zweiten Schenkels 5 beeinträchtigt. Gleichzeitig wird durch diesen Freiraum eine Innenkante 11a dieses zweiten Schenkels 5 freigelegt. Diese Innenkante 11a steigert die Schleifwirkung des zweiten Schenkels 5 gegenüber dem hypothetischen Fall, in welchem sich eine Schleifsegmentstruktur zwischen den beiden Schenkeln 4, 5 durchgehend in tangentialer Richtung erstreckt. Ebenso wird eine entsprechend gegenüberliegende Innenkante 11b des ersten Schenkels 4 freigelegt.
Besonders gute Schleifeigenschaften ergeben sich dadurch, dass das Schleifsegment 3 einen überstumpfen Winkel β sowohl an einem Berührungspunkt der Innenkante 11a als auch an einem Berührungspunkt der Innenkante 11b mit dem Rand der Grundscheibe 2 bildet. Vorzugweise liegt dieser Winkel β zwischen 100° und 110°. Insbesondere kann er 103° betragen. Dadurch wird ein Verlauf der Innenkante 11b gewährleistet, welcher sicherstellt, dass abgeschliffenes Material an dieser Innenkante 11b auf jeden Fall in radialer Richtung nach außen bewegt wird.
Schließlich führt die somit mindestens teilweise von den Schenkeln 4, 5 umschlossene Randfläche 10 dazu, dass durch die Drehbewegung der Topfschleifscheibe 1 ein verstärkter Luftfluss um den Umfang der Topfschleifscheibe 1 herum ausgebildet wird, welcher dazu geeignet ist, das abgeschliffene Material von der Oberfläche der Topfschleifscheibe 1 zu entfernen. In diesem Zusammenhang ist es besonders bevorzugt, dass die Schenkel 4, 5 die an den Rand der Grundscheibe 2 angrenzende Randfläche 10 vollständig umschließen. Unter einem solchen vollständigen Umschließen ist ein vollständiges Umschließen desjenigen Teils der Randfläche 10 gemeint, welcher nicht schon durch den Rand der Grundscheibe 2 selbst umschlossen ist. Mit anderen Worten wird in diesem Sinne die Randfläche 10 gemeinsam von den Schenkeln 4, 5 und dem Rand der Grundscheibe 2 vollständig umschlossen.
Um ein Wegfließen des abgeschliffenen Materials von der umschlossenen Randfläche 10 und eine Kühlung der Topfschleifscheibe 1 zu erleichtern, ist bevorzugt und wie in den Fig. 1 bis 4 dargestellt vorgesehen, dass die Randfläche 10 einen jeweiligen Ausschnitt 12 der Grundscheibe 2 aufweist. Ein Ausschnitt 12 in diesem Sinne ist eine Ausnehmung oder Öffnung in der Grundscheibe 2, welche gegenüber dem Rand der Grundscheibe 2 geöffnet ist und insbesondere die Grundscheibe 2 vollständig durchdringt. In der Fig. 2 sind mögliche Ausschnittsabflussrichtungen 13 des abgeschliffenen Materials durch den Ausschnitt 12 dargestellt.
Hierauf aufbauend ist vorteilhafterweise vorgesehen, dass der Ausschnitt 12-wie ebenfalls in den Fig. 1 bis 4 dargestellt - in tangentialer Richtung wesentlich mittig bezüglich eines Scheitelpunkts 14 des jeweiligen Schleifsegments 3 angeordnet ist.
Auch kann vorgesehen sein, dass die Randfläche 10 eine jeweilige Randdurchgangsöffnung 12a aufweist, wie in der Ausführungsform der Fig. 5 dargestellt ist. Diese Randdurchgangsöffnung 12a, welche sich von dem Ausschnitt 12 dadurch abgrenzt, dass sie nicht zum Rand der Grundscheibe 2 hin geöffnet ist, kann alternativ - wie vorliegend dargestellt - oder zusätzlich zum Ausschnitt 12 vorhanden sein. Sie kann dann die Abfluss- und die Kühlungswirkung des Ausschnitts 12 ersetzen oder verstärken.
Neben dem verbesserten Schleifverhalten der Schleifsegmente 3 und dem erleichterten Abfluss des abgeschliffenen Materials von der Randfläche 10 der Grundscheibe 2 können die Schleifsegmente 3 aber auch so angeordnet werden, dass ebenso ein verbesserter Abfluss von abgeschliffenem Material aus zentral gelegenen Bereichen der Topfschleifscheibe 1 erreicht wird. Hierzu ist bevorzugt vorgesehen, dass zwischen den Schleifsegmenten 3 durch jeweilige Außenkanten 15, 16 der Schenkel 4, 5 in radialer Richtung trichterartig zulaufende Durchlässe 17 gebildet werden. Die auf diese Weise gebildeten Durchlässe 17 - welche auch als trichterartige Kanäle bezeichnet werden können - zwischen dem Innenbereich der Topfschleifscheibe 1 und ihrem Rand sorgen für einen weitgehend rückstandsfreien Abfluss von abgeschliffenem Material aus den zentralen Bereichen der Topfschleifscheibe 1. Die entsprechende Durchlassabflussrichtung 18 ist in der Fig. 2 der Zeichnung eingetragen.
Ein besonders guter Abfluss in dieser Durchlassabflussrichtung 18 kann insbesondere dadurch erreicht werden, dass die Außenkanten 15, 16 zumindest abschnittsweise gerade verlaufen.
Hierbei ist wiederum besonders bevorzugt vorgesehen, dass die Außenkanten 15, 16 so ausgestaltet sind, dass der gerade verlaufende jeweilige Abschnitt der Außenkanten 15, 16 in einem Winkel α zum Rand der Grundscheibe 2 angeordnet ist, welcher vorzugsweise zwischen 35° und 45° liegt. Insbesondere ist bevorzugt, dass dieser Winkel α 41° beträgt. Es wurde festgestellt, dass mit einem solchen Winkel α die Außenkante 15 des bezogen auf die Drehrichtung jeweils ersten Schenkels 4 für ihre Schleifwirkung eine besonders geeignete Geometrie aufweist.
Eine optimale Abflusswirkung durch die oben beschriebenen Durchlässe 17 entsteht wiederum dadurch, dass die gerade verlaufenden jeweiligen Abschnitte der Außenkanten 15, 16 von benachbarten Schleifsegmenten 3 in einem Winkel δ zueinander angeordnet sind, welcher zwischen 70° und 80° liegt. Insbesondere ist bevorzugt, dass dieser Winkel δ 72° beträgt. Dies entspricht dann dem Öffnungswinkel der Durchlässe 17. Wie aus der Fig. 3 erkennbar, treffen sich die gedachten Verlängerungen der genannten gerade verlaufenden Abschnitte der Außenkanten 15, 16 in eben diesem Winkel, allerdings an einem Punkt, welcher außerhalb der Grundscheibe 2 liegt.
Bevorzugt ist ebenso, dass die gerade verlaufenden jeweiligen Abschnitte der Außenkanten 15, 16 eines einzelnen Schleifsegments 3 zueinander in einem Winkel γ angeordnet sind, der zwischen 140° und 150° liegt. Insbesondere können die gerade verlaufenden jeweiligen Abschnitte der Außenkanten 15, 16 eines einzelnen Schleifsegments 3, wie in der Fig. 3 dargestellt, zueinander einen Winkel γ von 144° bilden. Auf diese Weise wird ein guter Kompromiss erreicht, welcher einerseits einen geeigneten Winkel der Außenkante 15 des jeweiligen ersten Schenkels 4 hinsichtlich seiner Schleifwirkung und gleichzeitig eine angemessene Ausdehnung der Schenkel 4, 5 in radialer Innenrichtung auf der Grundscheibe 2 gewährleistet.
Eine weitere bevorzugte Ausführungsform der Topfschleifscheibe 1 sieht vor, dass die Grundscheibe 2 einen Außenbereich 19, einen, vorzugsweise axial versetzten, Innenbereich 20 und einen Übergangsbereich 21 zwischen dem Außenbereich 19 und dem Innenbereich 20 aufweist, wobei die Schleifsegmente 3 in dem Außenbereich 19 angeordnet sind. Der Innenbereich 20 weist regelmäßig die Befestigungsöffnung 22 auf, mittels der die Topfschleifscheibe 1 an einem Schleifgerät befestigt werden kann. Die axiale Rückversetzung des Innenbereichs 20 schafft den ggf. erforderlichen Raum für eine solche Befestigung. Der schräge Verlauf des Übergangsbereichs 21 verhindert, dass sich abgeschliffenes Material an dem äußeren Rand des Innenbereichs 20 festsetzen kann. Das abgeschliffene Material fließt also aus dem Innenbereich 20 in den Außenbereich 19 und von dort, befördert durch die Schleifsegmentanordnung 3 von der Topfschleifscheibe 1 weg, wie ebenfalls durch die Durchlassabflussrichtung 18 gekennzeichnet wird.
Um den Abfluss des abgeschliffenen Materials noch weiter zu verbessern und die Kühlung der Topfschleifscheibe 1 zusätzlich zu unterstützen, ist bevorzugt weiter vorgesehen, dass die Grundscheibe 2 axiale Durchgangsöffnungen 23 aufweist, wobei sich die Durchgangsöffnungen 23 zumindest teilweise in die Durchlässe 17 erstrecken. Diese Durchgangsöffnungen 23 dienen dem Abfluss von abgeschliffenem Material sowohl aus dem Innenbereich 20, wie durch die Durchgangsabflussrichtung 24 verdeutlicht wird, als auch direkt von den Schleifsegmenten 3, wie als Segmentabflussrichtung 25 in der Fig. 2 dargestellt ist. Vorzugsweise sind dabei die Durchgangsöffnungen 23 in dem Außenbereich 19 angeordnet.
Vorteilhafterweise sind die Durchgangsöffnungen 23 dabei in tangentialer Richtung jeweils mittig in den Durchlässen 17 angeordnet.
Ebenso ist es bevorzugt, dass die Durchgangsöffnungen 23 beabstandet zu den Schleifsegmenten 3 angeordnet sind. Mit anderen Worten grenzen die Durchgangsöffnungen 23 dementsprechend nicht unmittelbar an die Außenkanten 15, 16 der Schenkel 4, 5 an, sondern ein ebener Teil des Außenbereichs 19 der Grundscheibe 2 befindet sich zwischen den Durchgangsöffnungen 23 und den Außenkanten 15, 16.
Die Fig. 6a und 6b der Zeichnung geben ein einzelnes erfindungsgemäßes Schleifsegment 3 gemäß der ersten Lehre für eine Topfschleifscheibe 1 wieder. Erfindungsgemäß weist das Schleifsegment 3 gemäß der ersten Lehre eine V-Form auf, welche durch zwei Schenkel 4, 5 des Schleifsegments 3 gebildet wird, wobei sich die Schenkel 4, 5 an ihren divergierenden Enden 4a, 5a verbreitern. Vorzugsweise geschieht dies tropfenartig in demselben Sinne, wie bereits im Hinblick auf die erfindungsgemäße Topfschleifscheibe 1 gemäß der ersten Lehre beschrieben wurde. Bei den divergierenden Enden 4a, 5a der Schenkel handelt es sich also um diejenigen Enden 4a, 5a der Schenkel 4, 5, welche an dem offenen Ende der durch die Schenkel 4, 5 gebildeten V-Form angeordnet sind.
Vorzugsweise sind die Schenkel 4, 5 achsensymmetrisch angeordnet.
Weiter ist bevorzugt, dass die Schenkel 4, 5 eine konvexe Ausbuchtung 7 an ihrem Berührungspunkt auf einer Außenseite 26 des Schleifsegments 3 bilden. Mit der Außenseite 26 des Schleifsegments 3 ist die auf der Topfschleifscheibe radial nach innen weisende Seite des Schleifsegments 3 gemeint.
Ebenso ist es bevorzugt, wie bereits im Hinblick auf die Topfschleifscheibe 1 beschrieben wurde, dass die Schenkel 4, 5 Außenkanten 15, 16 aufweisen, welche zumindest abschnittsweise gerade verlaufen.
Ein ungewünschtes Ansammeln von abgeschliffenem Material innerhalb der konkaven Seite eines erfindungsgemäßen Schleifsegments 3 kann insbesondere dadurch vermieden werden, dass die Schenkel 4, 5 eine runde Einbuchtung 27 an ihrem Berührungspunkt auf einer Innenseite des Schleifsegments 3 bilden. Entsprechend der obenstehenden Definition der Außenseite 26 weist die Innenseite des Schleifsegments 3 auf der Topfschleifscheibe 1 radial nach außen.
Wie bereits im Zusammenhang mit der erfindungsgemäßen Topfschleifscheibe 1 gemäß der ersten Lehre beschrieben wurde, ist es auch bei einem erfindungsgemäßen Schleifsegment 3 gemäß der ersten Lehre bevorzugt vorgesehen, dass die Schenkel 4, 5 jeweils eine Innenkante 11a, 11b aufweisen, welche zumindest abschnittsweise gerade verläuft.
Hieraus aufbauend ist es besonders bevorzugt, dass diese Innenkanten 11a, 11b winkelig zu der jeweiligen Außenkante 15, 16 des Schenkels 4, 5 angeordnet sind. Dies stellt eine besonders elegante Möglichkeit dar, die bevorzugte tropfenartige Verbreiterung der Schenkel 4, 5 an ihren divergierenden Enden 4a, 5a herzustellen.
Bevorzugt ist es ebenso, dass die Topfschleifscheibe 1 inklusive der Schleifsegmente 3 eine oder mehrere Rotationssymmetrien zu einer Mittelachse 28 aufweist.
Weitere bevorzugte Ausführungsformen des erfindungsgemäßen Schleifsegments 3 gemäß der ersten Lehre ergeben sich aus der Beschreibung der erfindungsgemäßen Topfschleifscheibe 1 gemäß der ersten Lehre.
Umgekehrt sind weitere bevorzugte Ausführungsformen der erfindungsgemäßen Topfschleifscheibe 1 gemäß der ersten Lehre dadurch gekennzeichnet, dass sie
Schleifsegmente 3 mit Merkmalen aufweisen, welche den bevorzugten Ausführungsformen des erfindungsgemäßen Schleifsegments 3 gemäß der ersten Lehre entsprechen.
Schließlich gibt die Fig. 7 ein weiteres erfindungsgemäßes Schleifsegment 3a gemäß der ersten Lehre für eine Topfschleifscheibe 1 wieder. Das Schleifsegment 3a weist einen Schenkel 4b auf, der sich an einem Schenkelende 4c tropfenartig verbreitert. Diese tropfenartige Verbreiterung ist genauso zu verstehen wie die entsprechende tropfenartige Verbreiterung des bereits beschriebenen erfindungsgemäßen Schleifsegments 3 gemäß der ersten Lehre mit den beiden Schenkeln 4, 5.
Bevorzugt ist, dass das Schleifsegment 3a einen einzelnen Schenkel 4b aufweist.
Bevorzugt ist weiter, dass dieser Schenkel 4b an seinem Schenkelende 4c ebenfalls so ausgebildet, dass die längere Kante 15a des Schenkels 4b zu der Fußkante 29 des Schenkels 4b an dem tropfenartig verbreiterten Schenkelende 4c einen Winkel α bildet, welcher dem Winkel α des Schleifsegments 3 mit den beiden Schenkeln 4, 5 entspricht.
Ebenso ist bevorzugt, dass die kürzere Kante 11c des Schenkels 4b zu der Fußkante 29 des Schenkels 4b an dem tropfenartig verbreiterten Schenkelende 4c einen Winkel β bildet, welcher dem Winkel β des Schleifsegments 3 mit den beiden Schenkeln 4, 5 entspricht.
Bevorzugte, auf die Winkel α und β bezogene Ausführungsformen des weiteren erfindungsgemäßen Schleifsegments 3a gemäß der ersten Lehre entsprechen bevorzugten Ausführungsformen des Schleifsegments 3 mit den beiden Schenkeln 4, 5.
Das in der Fig. 7 gezeigte Schleifsegment 3a ist insbesondere dazu eingerichtet, mit einem entsprechenden, gespiegelten Schleifsegment, welches ein Gegenstück bildet, zusammen auf einer Topfschleifscheibe 1 so angeordnet zu werden, dass eine Schleifsegmentanordnung gebildet wird, welche wesentlich der Kontur des in der Fig. 6a abgebildeten Schleifsegments 3 mit den beiden Schenkeln 4, 5 entspricht, wobei im Gegensatz zu der Situation in der Fig. 6b zwischen dem Schleifsegment 3a und seinem genannten Gegenstück eine Lücke verbleiben kann.
Folglich ergeben sich weitere bevorzugte Ausführungsformen des weiteren erfindungsgemäßen Schleifsegments 3a gemäß der ersten Lehre aus bevorzugten Ausführungsformen des bereits beschriebenen erfindungsgemäßen Schleifsegments 3 mit den beiden Schenkeln 4, 5 gemäß der ersten Lehre, wobei die Merkmale des Schleifsegments 3a aus den entsprechenden Merkmalen des Schleifsegments 3 unmittelbar oder sinngemäß folgen.
Die Zeichnung stellt weiter in den Fig. 8, 9 und 10 eine erfindungsgemäße Grundscheibe 101 für eine Topfschleifscheibe 102 gemäß der zweiten Lehre dar. Diese Topfschleifscheibe 102 ist zum Abschleifen von harten, insbesondere steinernen Oberflächen geeignet. Zu erkennen ist, dass sie einen äußeren, in einer ersten Ebene liegenden Außenbereich 103, einen inneren, in einer zurückversetzten Ebene liegenden Innenbereich 104 und einen schräg zu diesen beiden Ebenen verlaufenden Übergangsbereich 105 aufweist. Der Innenbereich 104 weist eine konzentrisch angeordnete, kreisförmige Befestigungsöffnung 106 auf. Eine Mittelachse 107 der Topfschleifscheibe 102 verläuft durch die Mitte des Außenbereichs 103, des Innenbereichs 104, des Übergangsbereichs 105 und der kreisförmigen Befestigungsöffnung 106. Mittels der kreisförmigen Befestigungsöffnung 106 kann die gezeigte Grundscheibe 101 an einem hier nicht gezeigten Schleifgerät befestigt werden, welches wiederum die Topfschleifscheibe 102 für den Schleifvorgang in die entsprechende Drehung versetzen kann. Die Mittelachse 107 der Grundscheibe verläuft konzentrisch zu dem Außenbereich 103, dem Innenbereich 104, dem Übergangsbereich 105 und der Befestigungsöffnung 106.
Insgesamt sind drei Gruppen von Strukturelementen 108, 109, 110 auf der Grundscheibe 101 angeordnet, und zwar jeweils entlang eines Kreises um die Mittelachse 107 in dem Außenbereich 103: Eine erste Gruppe von Strukturelementen 108 wird aus fünf Durchgangsöffnungen 108a gebildet, eine zweite Gruppe von Strukturelementen 109 wird aus fünf Schleifsegmenten 109a gebildet und eine dritte Gruppe von Strukturelementen 110 wird aus fünf Ausschnitten 110a am Rand der Grundscheibe 101 gebildet. Jede einzelne dieser genannten Mengen von Strukturelementen 108, 109, 110 stellt grundsätzlich jeweils eine Gruppe von Strukturelementen 108, 109, 110 dar. Der versetzt angeordnete Innenbereich 104 gilt nicht als Strukturelement in diesem Sinne, da es sich nicht um eine lokale Schwächung oder Verstärkung des Materials der Grundscheibe 101 handelt.
Erfindungsgemäß gemäß der zweiten Lehre umfasst die Grundscheibe 101 eine Gruppe von Strukturelementen 110, wobei gemäß dem in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiel die durch die Ausschnitte 110a in der Form von Kreissegmenten gebildete Gruppe von Strukturelementen 110 maßgeblich ist.
Erfindungsgemäß gemäß der zweiten Lehre weist dabei jedes Strukturelement 110 dieser Gruppe von Strukturelementen 110 einen gleichen Abstand zur Mittelachse 107 auf und ist zu benachbarten Strukturelementen 110 der Gruppe von Strukturelementen 110 bezogen auf die Mittelachse 107 um einen vorgegebenen Winkel versetzt angeordnet.
Wie aus der Fig. 8 zu erkennen ist, ist dabei der Abstand dieser Ausschnitte 110a zur Mittelachse 107 größer als der der Schleifsegmente 109a, welcher wiederum größer ist als der der Durchgangsöffnungen 108a. Gemäß einer Anzahl von fünf Strukturelementen 108, 109, 110 für alle genannten Gruppen beträgt der vorgegebene Winkel, um welchen die Strukturelemente 108, 109, 110 zu ihrem Nachbarn versetzt angeordnet sind, im vorliegenden Fall 72°.
Die erfindungsgemäße Grundscheibe 101 gemäß der zweiten Lehre ist dadurch gekennzeichnet, dass mindestens zwei Strukturelemente 110 der Gruppe von Strukturelementen 110 eine voneinander abweichende Querschnittskontur aufweisen. Speziell weisen bei der in der Zeichnung dargestellten Grundscheibe 101 die Ausschnitte 110b eine Querschnittskontur auf, welche von der Querschnittskontur der Ausschnitte 110c abweicht. Diese Querschnittskontur wiederum weicht von der Querschnittskontur des Ausschnitts 110d ab. Dabei ist die Querschnittskontur der Ausschnitte 110b zueinander identisch, eben wie die Querschnittskontur der Ausschnitte 110c zueinander. Erkennbar ist, dass der Radius des entsprechenden Kreises der Kreissegmente der Ausschnitte 110c größer ist als der Radius entsprechend der Ausschnitte 110b. Dieser ist wiederum größer als der Radius entsprechend dem Ausschnitt 110d.
Für die Gruppe von Ausschnitten 110a, bestehend aus den Ausschnitten 110b, den Ausschnitten 110c und dem Ausschnitt 110d, gilt allerdings, dass trotz der beschriebenen Abweichungen in der jeweiligen Querschnittskontur, diese Ausgestaltung der Ausschnitte 110a keine Verschiebung des Massenmittelpunkts der Grundscheibe 101 bewirkt. Die Strukturelemente 110 - also Ausschnitte 110a - der durch sie gebildeten Gruppe balancieren sich gegenseitig so aus, dass der Massenmittelpunkt der Grundscheibe 101 weiterhin auf der Mittelachse 107 ist. Das ist genau dann der Fall, wenn der - fiktive, aber berechenbare - Massenmittelpunkt der durch die Ausschnitte 110a definierten "negativen", weil fehlenden Masse ebenfalls auf der Mittelachse 107 liegt.
Besonders bevorzugt ist, dass die voneinander abweichende jeweilige Querschnittskontur der mindestens zwei Strukturelemente 110 eine Abweichung der jeweiligen Fläche der Querschnittskontur von mindestens 5 Prozent aufweist. Anders ausgedrückt weisen die beiden fraglichen Querschnittskonturen jedenfalls dadurch voneinander ab, dass die Fläche der einen Querschnittskontur um mindestens 5 Prozent größer ist als die Fläche der jeweiligen anderen Querschnittskontur. Bevorzugte Weiterentwicklungen sehen vor, dass dieser Flächenunterschied mindestens 10 Prozent beträgt und insbesondere mindestens 15 Prozent beträgt.
Auch ist es besonders bevorzugt, dass die Querschnittskontur jedes Strukturelements 110 der Gruppe von Strukturelementen 110 zur selben Konturart gehört. Die Fig. 9 stellt alternative und bevorzugte Konturen dar, welche durch einen Schnitt mit einem Vieleck 110e, einem Kreis 110f oder einer Ellipse 110g gebildet sind. Dementsprechend gehört die Querschnittskontur jedes Strukturelements 110 einer Gruppe von Strukturelementen 110 zur Art eines Kurvenzugs, eines Vielecks (110e), eines Kreises (110f) eines Ovals oder einer Ellipse (110g). Die dadurch gebildeten Querschnittskonturen können auch zur Art eines Segments eines Vielecks 110e, eines Segments eines Kreises 110f oder eines Segments einer Ellipse 110g gehören. Bevorzugt kann es sich auch um Querschnittskonturen eines vollständigen Vielecks 110e, eines Kreises 110f oder einer Ellipse 110g handeln. Daneben sind auch entsprechende Konturen auf Grundlage eines Kurvenzugs oder eines Ovals und ihrer entsprechenden Segmente bevorzugt. Dadurch, dass jedes Strukturelement zu derselben Art von Kontur gehört, wird erreicht, dass sich die Strukturelemente 110 einer Gruppe ähnlich sehen. Die Unterschiede in der Querschnittskontur können auf diese Weise so gestaltet werden, dass sie dem oberflächlichen Betrachter kaum oder gar nicht auffallen. Dadurch wird dem ästhetischen Wunsch des Benutzers nach einer symmetrischen Grundscheibe 101 Rechnung getragen. Vorliegend weisen die Ausschnitte 110a eine Querschnittskontur in der Art eines Kreissegments auf. Dabei ist nicht wesentlich, dass die - aus Sicht der Grundscheibe 101 - äußere Begrenzung des Kreissegments nicht durch eine Gerade gebildet wird, wie es streng genommen bei einem Kreissegment der Fall ist, sondern durch einen Kreisbogen, nämlich den der Grundscheibe 101. Entsprechendes gilt auch für durch andere Konturarten gebildete Segmente.
Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform weist jedes Strukturelement 110 der Gruppe von Strukturelementen 110 dieselbe axiale Ausdehnungsrichtung auf. Die axiale Ausdehnungsrichtung eines Strukturelements kann entweder, bei Vorsprüngen oder sonstigen sich aus der umliegenden Ebene hervorgearbeiteten Strukturelementen, eine positive Ausdehnungsrichtung oder für Öffnungen, Ausnehmungen und Vertiefungen eine negative Ausdehnungsrichtung sein. Diese bevorzugte Ausführungsform kann also mit anderen Worten dadurch beschrieben werden, dass innerhalb einer Gruppe alle Strukturelemente ausschließlich nur Vorsprünge - im Sinne von Materialverstärkungen - oder Öffnungen, Vertiefungen oder Ausnehmungen - im Sinne von Materialschwächungen - sind. Im dargestellten Ausführungsbeispiel gilt dies für alle drei Gruppen von Strukturelementen 108, 109, 110 gemäß der Fig. 8: Die erste Gruppe besteht nur aus Durchgangsöffnungen 108a mit einer negativen axialen Ausdehnungsrichtung, die zweite Gruppe nur aus Schleifsegmenten 109a mit einer positiven axialen Ausdehnungsrichtung und die dritte Gruppe ausschließlich aus Ausschnitten 110a wiederum mit einer negativen axialen Ausdehnungsrichtung.
Bevorzugt ist ebenso, dass die Grundscheibe 101 eine weitere Gruppe von Strukturelementen umfasst, wobei jedes Strukturelement der weiteren Gruppe von Strukturelementen einen gleichen weiteren Abstand zur Mittelachse 107 aufweist und zu benachbarten Strukturelementen der weiteren Gruppe von Strukturelementen bezogen auf die Mittelachse 107 um einen weiteren vorgegebenen Winkel versetzt angeordnet ist, wobei mindestens zwei Strukturelemente der weiteren Gruppe von Strukturelementen eine voneinander abweichende Querschnittskontur aufweisen. Dabei ist der gleiche weitere Abstand zur Mittelachse 107 dieser weiteren Gruppe von Strukturelementen regelmäßig verschieden von dem Abstand zur Mittelachse der (ersten) Gruppe von Strukturelementen 110 und kann hierbei entweder kleiner oder auch größer sein. Dies gilt ebenso für den weiteren vorgegebenen Winkel, um den die weitere Gruppe von Strukturelementen versetzt angeordnet ist.
Mit anderen Worten ist bei dieser Ausführungsform bevorzugt, dass neben der erfindungsgemäß geforderten (ersten) Gruppe von Strukturelementen 110 - vorliegend bestehend aus den Ausschnitten 110a - eine weitere (zweite) Gruppe von Strukturelementen mit den erfindungsgemäß für die (erste) Gruppe von Strukturelementen geforderten Eigenschaften vorhanden ist. Im in der Zeichnung gezeigten Ausführungsbeispiel gemäß der Fig. 8 bilden die Ausschnitte 110a die (erste) Gruppe von Strukturelementen 110. Es kämen also grundsätzlich noch die Durchgangsöffnungen 108a und die Schleifsegmente 109a als weitere Gruppe im Sinne dieser bevorzugten Ausführungsform infrage.
Eine bevorzugte Weiterentwicklung sieht vor, dass jedes Strukturelement der weiteren Gruppe von Strukturelementen eine axiale Ausdehnungsrichtung aufweist, welche der axialen Ausdehnungsrichtung der (ersten) Gruppe von Strukturelementen 110 entspricht.
Dies würde bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel grundsätzlich für die Gruppe von Durchgangsöffnungen 108a gelten, da alle Durchgangsöffnungen 108a ebenso wie die Ausschnitte 110a der (ersten) Gruppe von Strukturelementen 110 eine negative axiale Ausdehnungsrichtung entsprechend dem Charakter einer Öffnung oder Materialschwächung aufweisen.
Eine alternative Weiterentwicklung - welche aber auch in demselben Ausführungsbeispiel verwirklicht sein könnte, sofern zusätzlich eine derartige Gruppe von Strukturelementen vorhanden ist - sieht vor, dass jedes Strukturelement der weiteren Gruppe von Strukturelementen eine axiale Ausdehnungsrichtung aufweist, welche der axialen Ausdehnungsrichtung der (ersten) Gruppe von Strukturelementen 110 entgegengerichtet ist. Bei dem hier dargestellten Ausführungsbeispiel würde dies grundsätzlich für die Gruppe von Schleifsegmenten 109a gelten, da alle Schleifsegmente 109a Vorsprünge mit einer positiven axialen Ausdehnungsrichtung darstellen, wohingegen die Ausschnitte 110a der (ersten) Gruppe von Strukturelementen 110 eine negative und damit entgegengesetzte axiale Ausdehnungsrichtung aufweisen.
Auch ist es bevorzugt, dass mindestens zwei Strukturelemente 110 der Gruppe von Strukturelementen 110 eine identische Umrisskontur aufweisen. Dies bedeutet nichts anderes, als dass nicht alle Strukturelemente 110 einer Gruppe eine jeweils einmalige Umrisskontur aufweisen. So weisen sowohl die beiden Ausschnitte 110b als auch die beiden Ausschnitte 110c jeweils eine identische Umrisskontur auf.
Es kann vorteilhaft sein, dass die Gruppe von Strukturelementen 110 aus einer geraden Anzahl von Strukturelementen 110 besteht.
Vorteile ergeben sich andererseits auch, wenn die Gruppe von Strukturelementen 110 aus einer ungeraden Anzahl von Strukturelementen 110 besteht. So sind in dem in der Zeichnung gezeigten Ausführungsbeispiel fünf Ausschnitte 110a in der Gruppe von Strukturelementen 110 vorhanden.
Weiterhin ist es bevorzugt, dass jedes Strukturelement 110 aus der Gruppe von Strukturelementen 110 eine identische Querschnittskontur zu jeweils einem weiteren Strukturelement 110 aus der Gruppe von Strukturelementen 110 aufweist. Mit anderen Worten weist gemäß dieser bevorzugten Ausführungsform keines der Strukturelemente 110 der Gruppe von Strukturelementen 110 eine einmalige Querschnittskontur auf.
Alternativ hierzu ist es ebenfalls bevorzugt, dass ein Strukturelement 110 der Gruppe von Strukturelementen 110 eine Querschnittskontur aufweist, welche von der Querschnittskontur der anderen Strukturelemente 110 der Gruppe von Strukturelementen 110 abweicht. Diese vorteilhafte Weiterbildung lässt sich mit anderen Worten dadurch beschreiben, dass mindestens ein Strukturelement 110 der jeweiligen Gruppe von Strukturelementen 110 eine einmalige Querschnittskontur aufweist, was in dem hier dargestellten Fall speziell für den Ausschnitt 110d gilt. Die anderen, insgesamt vier Ausschnitte 110b und 110c weisen allesamt eine zu der Querschnittskontur des Ausschnitts 110d unterschiedliche Querschnittskontur auf.
Eine bevorzugte Ausführungsform ist dadurch gekennzeichnet, dass die Gruppe von Strukturelementen 110 aus Schleifsegmenten mit einer axialen Ausdehnungsrichtung in Vorsprungsrichtung besteht. Grundsätzlich kämen hierfür die Schleifsegmente 109a der Topfschleifscheibe 102 infrage.
Gemäß einer hierzu alternativen Ausführungsform besteht die Gruppe von Strukturelementen 110 aus Ausnehmungen mit einer axialen Ausdehnungsrichtung in Ausnehmungsrichtung. Dies ist für die Ausschnitte 110a der Fall, da es sich bei diesen um Ausschnitte handelt, welche hinsichtlich ihrer axialen Ausdehnungsrichtung zu den Ausnehmungen zählen. Daneben kämen die Durchgangsöffnungen 108a der Topfschleifscheibe 102 infrage.
Besonders bevorzugt ist dabei, dass die Ausnehmungen die Grundscheibe 101 vollständig durchdringen. Auf diese Weise besteht die Möglichkeit, dass die Ausnehmungen nicht nur eine Funktion im Hinblick auf das Zentrieren des Massenmittelpunkts bei gleichzeitiger Aufhebung der Kreissymmetrie erfüllen, sondern beispielsweise auch den Abtransport von abgeschliffenem Material durch diese Ausnehmungen ermöglichen. So bilden bei dem vorliegenden Ausführungsbeispiel sowohl die Ausschnitte 110a als auch die Durchgangsöffnungen 108a Ausnehmungen, welche die Grundscheibe 101 vollständig durchdringen.
Weiter ist bevorzugt, dass die Ausnehmungen Ausschnitte 110a an einem Rand der Grundscheibe 101 umfassen. Dabei ist es besonders bevorzugt, dass die Ausnehmungen aus Ausschnitten 110a an einem Rand der Grundscheibe 101 bestehen. Ausschnitte in diesem Sinne sind Ausnehmungen, welche gegenüber dem Rand der Grundscheibe 101 geöffnet sind und insbesondere die Grundscheibe 101 vollständig durchdringen. Je nach Anordnung der Schleifsegmente 109a kann eine Anordnung solcher Ausnehmungen am Rand der Grundscheibe 101 für das Entfernen von abgeschliffenem Material und eine Kühlung der Topfschleifscheibe 102 besonders hilfreich sein.

Claims

Topfschleifscheibe (1) mit einer wesentlich kreisförmigen Grundscheibe (2) und einer Mehrzahl von Schleifsegmenten (3),
dadurch gekennzeichnet, dass
die Schleifsegmente (3) jeweils eine in radialer Richtung nach außen geöffnete V-Form aufweisen, welche durch jeweils zwei Schenkel (4, 5) der Schleifsegmente (3) gebildet wird, vorzugsweise, dass die Schenkel (4, 5) achsensymmetrisch zu einer in radialer Richtung verlaufenden jeweiligen Symmetrieachse (6) angeordnet sind, insbesondere, dass sich die jeweiligen Schenkel (4, 5) eines Schleifsegments (3) in radialer Richtung nach innen berühren.
Topfschleifscheibe (1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die jeweiligen Schenkel (4, 5) eines Schleifsegments (3) an einem jeweiligen Berührungspunkt in radialer Richtung nach innen eine konvexe Ausbuchtung (7) bilden.
Topfschleifscheibe (1) nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass sich die jeweiligen Schenkel (4, 5) eines Schleifsegments (3) entlang ihrer radialen Erstreckung nach außen in tangentialer Richtung, vorzugsweise tropfenartig, verbreitern.
Topfschleifscheibe (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass sich die jeweiligen Schenkel (4, 5) eines Schleifsegments (3) in radialer Richtung bis zu einem Rand der Grundscheibe (2) erstrecken.
Topfschleifscheibe (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die jeweiligen Schenkel (4, 5) eines Schleifsegments (3) eine an einen Rand der Grundscheibe (2) angrenzende jeweilige Randfläche (10) der Grundscheibe (2) zumindest teilweise, vorzugsweise vollständig, umschließen, insbesondere, dass die Randfläche (10) einen jeweiligen Ausschnitt (12) der Grundscheibe (2) aufweist, weiter insbesondere, dass der Ausschnitt (12) in tangentialer Richtung wesentlich mittig bezüglich eines Scheitelpunkts (14) des jeweiligen Schleifsegments (3) angeordnet ist.
Topfschleifscheibe (1) nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Randfläche (10) eine jeweilige Randdurchgangsöffnung (12a) aufweist.
Topfschleifscheibe (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen den Schleifsegmenten (3) durch jeweilige Außenkanten (15, 16) der Schenkel (4, 5) in radialer Richtung trichterartig zulaufende Durchlässe (17) gebildet werden, vorzugsweise, dass die Außenkanten (15, 16) zumindest abschnittsweise gerade verlaufen.
Topfschleifscheibe (1) nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Grundscheibe (2) einen Außenbereich (19), einen, vorzugsweise axial versetzten, Innenbereich (20) und einen Übergangsbereich (21) zwischen dem Außenbereich (19) und dem Innenbereich (20) aufweist, wobei die Schleifsegmente (3) in dem Außenbereich (19) angeordnet sind.
Topfschleifscheibe (1) nach Anspruch 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Grundscheibe (2) axiale Durchgangsöffnungen (23) aufweist, wobei sich die Durchgangsöffnungen (23) zumindest teilweise in die Durchlässe (17) erstrecken, wobei insbesondere die Durchgangsöffnungen (23) in dem Außenbereich (19) angeordnet sind, vorzugsweise, dass die Durchgangsöffnungen (23) in tangentialer Richtung jeweils mittig in den Durchlässen (17) angeordnet sind, weiter vorzugsweise, dass die Durchgangsöffnungen (23) beabstandet zu den Schleifsegmenten (3) angeordnet sind.
Schleifsegment (3) für eine Topfschleifscheibe (1), wobei das Schleifsegment (3) eine V-Form aufweist, welche durch zwei Schenkel (4, 5) des Schleifsegments (3) gebildet wird,
dadurch gekennzeichnet, dass
sich die Schenkel (4, 5) an ihren divergierenden Enden (4a, 5a), vorzugsweise tropfenartig, verbreitern.
Schleifsegment (3) nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Schenkel (4, 5) achsensymmetrisch angeordnet sind.
Schleifsegment (3) nach Anspruch 10 oder 11, dadurch gekennzeichnet, dass die Schenkel (4, 5) eine konvexe Ausbuchtung (7) an ihrem Berührungspunkt auf einer Außenseite (26) des Schleifsegments (3) bilden.
Schleifsegment (3) nach einem der Ansprüche 10 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass die Schenkel (4, 5) Außenkanten (15, 16) aufweisen, welche zumindest abschnittsweise gerade verlaufen.
Schleifsegment (3a) für eine Topfschleifscheibe (1), wobei das Schleifsegment (3a) einen, vorzugsweise einzelnen, Schenkel (4b) aufweist,
dadurch gekennzeichnet, dass
der Schenkel (4b) sich an einem Schenkelende (4c) tropfenartig verbreitert.
Grundscheibe (101) für eine Topfschleifscheibe (102) mit einer Mittelachse (107), auf welcher ein Massenmittelpunkt der Grundscheibe (101) liegt, wobei die Grundscheibe (101)
eine Gruppe von Strukturelementen (110) umfasst,
wobei jedes Strukturelement (110) der Gruppe von Strukturelementen (110) einen gleichen Abstand zur Mittelachse (107) aufweist und
zu benachbarten Strukturelementen (110) der Gruppe von Strukturelementen (110) bezogen auf die Mittelachse (107) um einen vorgegebenen Winkel versetzt angeordnet ist,
dadurch gekennzeichnet, dass
- mindestens zwei Strukturelemente (110) der Gruppe von Strukturelementen (110) eine voneinander abweichende jeweilige Querschnittskontur aufweisen.