EP2919944A1 - Bearbeitungsscheibe zur bearbeitung eines untergrundes - Google Patents

Bearbeitungsscheibe zur bearbeitung eines untergrundes

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Publication number
EP2919944A1
EP2919944A1 EP13789559.5A EP13789559A EP2919944A1 EP 2919944 A1 EP2919944 A1 EP 2919944A1 EP 13789559 A EP13789559 A EP 13789559A EP 2919944 A1 EP2919944 A1 EP 2919944A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
carrier body
segment
segments
cooling
opening
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Withdrawn
Application number
EP13789559.5A
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Martin Spycher
Elham KHATIBI
John Russell
Brijesh Rasiklal SHAH
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.)
Hilti AG
Original Assignee
Hilti AG
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Hilti AG filed Critical Hilti AG
Publication of EP2919944A1 publication Critical patent/EP2919944A1/de
Withdrawn legal-status Critical Current

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Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B24—GRINDING; POLISHING
    • B24D—TOOLS FOR GRINDING, BUFFING OR SHARPENING
    • B24D7/00—Bonded abrasive wheels, or wheels with inserted abrasive blocks, designed for acting otherwise than only by their periphery, e.g. by the front face; Bushings or mountings therefor
    • B24D7/06—Bonded abrasive wheels, or wheels with inserted abrasive blocks, designed for acting otherwise than only by their periphery, e.g. by the front face; Bushings or mountings therefor with inserted abrasive blocks, e.g. segmental
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B24—GRINDING; POLISHING
    • B24D—TOOLS FOR GRINDING, BUFFING OR SHARPENING
    • B24D7/00—Bonded abrasive wheels, or wheels with inserted abrasive blocks, designed for acting otherwise than only by their periphery, e.g. by the front face; Bushings or mountings therefor
    • B24D7/10—Bonded abrasive wheels, or wheels with inserted abrasive blocks, designed for acting otherwise than only by their periphery, e.g. by the front face; Bushings or mountings therefor with cooling provisions

Definitions

  • the present invention relates to a machining disk for machining a substrate according to the preamble of claim 1.
  • machining disk covers all machining disks for machining a substrate by grinding, cutting and similar machining methods.
  • the machining disks may be formed as flat or pot-shaped machining disks and consist of a carrier body and a processing section of one or more segments, which are connected to the carrier body.
  • the machining disks may comprise a plurality of segments or a single annular segment. Depending on the particular machining process of a machining disk, the segments are also referred to as sanding segments or separating segments.
  • EP 0 865 878 A1 discloses a machining disk designed as a grinding wheel for the surface treatment of a mineral, coated or other substrate.
  • the grinding wheel is cup-shaped and consists of a carrier body with a receiving area and a grinding area as well as a processing section with a plurality of grinding segments.
  • the abrasive segments are connected on a back side facing away from the substrate to be processed with a connecting region of the carrier body.
  • soldering and welding are used, among others.
  • the grinding wheel in the carrier body on suction openings is sucked through the removed material from an exhaust system.
  • the grinding segments heat up by friction with the substrate to be processed.
  • the grinding wheel is cooled during machining.
  • the coolant flows via the intermediate spaces between the abrasive segments and the suction openings in the carrier body into the interior. range of the grinding wheel.
  • the abrasive segments are cooled on the one hand via the coolant and on the other hand give the abrasive segments heat to the cooled carrier body.
  • the known machining disk has the disadvantage that the life of the segments is limited despite the supply of a coolant through the spaces between the cutting segments. In addition, the cooling is difficult with small gaps between the segments.
  • the object of the present invention is the development of a processing disc for processing a substrate with an increased service life of the segments.
  • the processing speed should be increased during processing.
  • a cooling opening is provided at least partially in at least one segment and / or in at least one connecting region of the carrier body to form a segment. Cooling openings, which are provided in the connecting region of the carrier body, in the segment or in the carrier body and in the segment, improve the heat removal from the segments during the processing of a substrate. The improved heat dissipation increases the service life of the segments and the machining speed during machining.
  • the at least one cooling opening is provided completely in at least one segment and / or in at least one connecting region of the carrier body.
  • the cooling hole is completely located in the segment or in the segment and in the joint area, the contact area for the coolant with the segment is increased and the cooling effect is increased.
  • the coolant is liquid or gaseous, wherein especially air is used as the coolant.
  • the cooling opening is formed in the carrier body, wherein the cooling opening is formed as a passage opening or as a blind opening.
  • the design of the cooling opening in the carrier body has the advantage of ease of manufacture.
  • the carrier body is designed, for example, as a steel body and the cooling opening is produced by drilling, milling, punching or comparable manufacturing methods in the carrier body.
  • a through the support body passing through the cooling hole which is referred to as a through hole, has the advantage that the coolant comes into contact with the back of the segments and the heat is released from the segment directly to the coolant.
  • the size and geometry of the passage opening is chosen so that a secure attachment of the segment is ensured with the connection region of the carrier body and the required for the approval of the processing disc shearing forces are met.
  • the passage opening has a further advantage, it reduces the connecting surface between the segment and the carrier body and thereby increases the contact pressure during welding. The higher contact pressure leads to a better connection between the segment and the carrier body.
  • a cooling opening which is not completely penetrated by the carrier body and is referred to as a blind opening, has the advantage that the connecting surface between the carrier body and the segments is not reduced by the cooling opening.
  • the bag opening in the carrier body is suitable for processing disks in which the attachment of the segments to the carrier body is critical.
  • the cooling opening is formed in the carrier body and in the segment.
  • the formation of the cooling opening in the carrier body and in the segment increases the contact area between the segment and the coolant and thereby increases the heat transfer from the segment to the coolant. The greater the contact area between the segment and the coolant, the better the cooling effect for the segment and the longer the life of the segments.
  • the cooling opening is formed as a passage opening in the carrier body and as a passage opening in the segment.
  • a completely passing through the support body and the segment cooling opening increases the contact area between the segment and the coolant and improves the cooling effect.
  • the coolant flows through the entire segment and transports the heat away from the segment.
  • material removed via the cooling openings can be removed.
  • the cooling opening is alternatively formed as a passage opening in the carrier body and as a blind opening in the segment.
  • An incomplete through the segment cooling opening has the advantage that the entire cross-sectional area of the segment is available for processing.
  • the cooling opening is designed as a passage opening in the segment.
  • the passage opening in the segment reduces the connection area between the segment and the carrier body and thereby increases the contact pressure during welding. Of the higher contact pressure leads to a better connection between the segment and the carrier body.
  • the cooling opening is in a preferred embodiment up to 80% of the cross-sectional area of the segment.
  • the connecting surface between the segment and the carrier body is at least 20% of the cross-sectional area of the segments.
  • the cooling opening is filled in a further preferred embodiment with a heat-conducting material, wherein the thermal conductivity of the material is higher than the thermal conductivity of the carrier body.
  • Suitable materials for steel support bodies include copper, resin and aluminum.
  • the filling of the cooling hole with a thermally conductive material is suitable for machining wheels whose stability is to be increased.
  • a material is selected whose thermal conductivity is higher than the thermal conductivity of the carrier body.
  • FIGS. 1A-C show a first embodiment of a grinding wheel according to the invention, comprising a carrier body and a plurality of grinding segments in a view from below of the grinding segments (FIG. 1A), in a section through the grinding wheel along the line I-I in FIG. 1A (FIG.1B) and in a top view of the carrier body (FIG.1C); and FIGs. 2A, B show a second embodiment of a machining disk according to the invention consisting of a carrier body and a plurality of abrasive segments in a view from below of the abrasive segments (FIG. 2A) and in a section through the grinding wheel along the line II-II in FIG. 2A (FIG.2B).
  • FIGS. 1 A-C show a first embodiment of a machining disk 10 according to the invention for machining a mineral or coated substrate.
  • the machining disk is designed as a cup-shaped grinding wheel 10.
  • the grinding wheel 10 consists of a carrier body 11 and a plurality of grinding segments 12, which are connected to the carrier body 11.
  • the grinding segments 12 are, for example, soldered to the carrier body 11, welded or fastened to the carrier body 11 with the aid of similar processing methods.
  • FIG. 1A shows the grinding wheel 10 in a view of the grinding segments 12 from below.
  • the carrier body 11 of the grinding wheel 10 comprises a receiving area 13, a processing area 14 designed as a grinding area, and a transition area connecting the receiving and grinding area 13, 14 through the pot shape of the grinding wheel 10 15; with flat processing discs the transition area is eliminated.
  • the receiving area 13 of the carrier body 11 serves to fix the grinding wheel 10 on a drive shaft of a power tool.
  • a central opening 16 is provided for the drive shaft.
  • the abrasive segments 12 are connected to the carrier body 11.
  • the cutting segments 12 are collectively referred to as the processing section 17 (see FIG.1B).
  • the grinding wheel 10 has a machining section 17 with seven triangular sanding segments 12, the sides of the sanding segments 12 being curved outwards. To distinguish the abrasive segments and other elements in the figures, an index ".i" is used.
  • the number of grinding segments 12 and the geometry of Abrasive segments 12 are adapted to the diameter of the grinding wheel 10 and to the substrate to be processed.
  • L-shaped grinding segments, U-shaped grinding segments and rectangular grinding segments with curved side surfaces are known, among other things.
  • the grinding segments 12 each have two grooves 19 on a front side 18 facing away from the grinding region 14 of the carrier body 11. The grooves 19 serve to be able to suck off worn material better.
  • the grinding region 14 has a plurality of suction openings 21, which are arranged in the direction of contact of the grinding wheel 10 and have substantially the same distance from each other.
  • material removed from the substrate to be processed is extracted via the suction openings 21.
  • the suction openings 21 are formed oval in the grinding wheel 10 and moved to the transition region 15 of the carrier body 1 1.
  • the suction openings 21 should be as large as possible.
  • the carrier body 11 in the grinding region 14 must have sufficient stability.
  • FIG. FIG. 1B shows a section through the grinding wheel 10 and the first grinding segment 12.1 along the line I-I in FIG. 1A in the processing of a substrate 22.
  • the connection between the carrier body 1 1 and the grinding segments 12 is described using the example of the first grinding segment 12.1 and applies analogously to the six other grinding segments 12.2 to 12.7 of the processing section 17, which are identical to the first grinding segment 12.1 ,
  • the first grinding segment 12. 1 is connected to the carrier body 11 on a rear side 23 facing away from the front side 18.
  • the carrier body 11 has a connecting region 24.1, on which the grinding segment 12.1 is fastened to the carrier body 11.
  • the connection region is the entire region of the carrier body 11 to which the first abrasive segment 12.1 adjoins; the connection area not only includes the connection area.
  • an opening 25.1 is provided in the connecting region 24.1 of the carrier body 11, which is referred to as a cooling opening.
  • the cooling opening 25.1 is formed in the carrier body 11 as a passage opening which passes completely through the carrier body 1 1.
  • a coolant flows through the through-opening 25.1 through the carrier body 11 to the grinding segment 12.1 and cools the grinding segment 12.1 on the back 22.
  • the coolant is liquid or gaseous, in which air is used as the coolant.
  • FIG. 1 C shows the grinding wheel 10 in a view from above of the carrier body 1 1.
  • the circular cooling openings 21.1 to 21.7 are located in the connecting areas 24.1 to 24.7 of the carrier body 11 and the suction openings 21.1 to 21.7 are arranged in the grinding area 14 between the connecting areas 24.1 to 24.7.
  • the coolant flows into the cooling holes 25 and cools the abrasive segments 12 on the backside 22.
  • the heat of the abrasive segments 12 is delivered directly to the coolant.
  • the cooling of the abrasive segments 12 improves as the size of the cooling openings 25 increases.
  • the size of the cooling openings 25 is limited by the fact that the abrasive segments 12 on the rear side 22 are connected to the carrier body 11. Therefore, the size of the cooling openings 25 is chosen so that in addition to a good cooling secure attachment of the abrasive segments 12 on the support body 11 is ensured and the prescribed Ab shear forces for the approval of the machining disk 10 can be achieved.
  • the cooling openings in the carrier body 11 may be formed as blind openings. Sack openings do not reduce the connecting surface between the carrier body 1 1 and the abrasive segments 12, but the cooling effect is less at blind openings than at through holes.
  • the grinding wheel 10 has seven triangular grinding segments 12.1 to 12.7 and seven circular cooling openings 25.1 to 25.7 in the connecting areas 24.1 to 24.7 of the carrier body 11.
  • the grinding wheel may have different grinding segments with differently shaped cooling openings, the cooling openings may be arranged at differently positioned grinding segments at different positions in the connecting areas or the geometry of the cooling openings is different for similarly constructed grinding segments.
  • the geometry of the cooling openings 25 is adapted to the geometry of the abrasive segments 12, the substrate to be processed, etc.
  • a circular shape, a triangle, a rectangle, an octagon, a star shape or an ellipse are suitable as the geometry for the cooling openings 25.
  • FIGS. 2A, B show a second embodiment of a processing disk 30 according to the invention for the surface treatment of a mineral or coated substrate.
  • the machining disk 30, like the machining disk 10, is designed as a cup-shaped grinding wheel.
  • the grinding wheel 30 consists of a carrier body 31 and a plurality of grinding segments 32, which are connected to the carrier body 31.
  • the grinding wheel 30 differs from the grinding wheel 10 of FIGS. 1A-C through the cooling holes provided in the carrier body 31 and in the abrasive segments 32.
  • FIG. FIG. 2A shows the grinding wheel 30 in a view from below of the grinding segments 32.
  • the carrier body 31 of the grinding wheel 30, like the carrier body 11 of the grinding wheel 10, consists of the grinding area 14, the transition area 15 and the receiving area 13 with the central opening 16.
  • the abrasive segments 32 are triangular in shape and on the front side facing away from the grinding region 14, the abrasive segments 32 each have two grooves 19.
  • Each grinding segment 32 is associated with a cooling opening 33.
  • the cooling openings 33 are formed as circular passage openings which through the support body 31 and the
  • FIG. 2B shows the grinding wheel 30 in a section through the grinding wheel 30 and the first grinding segment 32.1 along the line II-II in FIG. 2A in the processing of the substrate 22.
  • the connection between the carrier body 31 and the abrasive segments 32 and the arrangement of the cooling openings 33 in the carrier body 31 and the cutting segments 32 is described using the example of the first grinding segment 32.1 and applies analogously to the other grinding segments 32.2 to 32.7.
  • the carrier body 31 has a connecting region 34.1, on which the grinding segment 32.1 is connected to the carrier body 31.
  • the cooling opening 33.1 is in two parts from a through opening 35.1 in the carrier body 31 and a through opening 36.1 in
  • Abrasive segment 32.1 formed.
  • the completely through the support body 31 and the abrasive segment 32.1 cooling opening 33 has the advantage that the cooling effect is improved by the large contact area between the coolant and the abrasive segment 32.1.
  • the cross-sectional area of the cooling openings 33 is limited by the fact that the connection surface for fastening the abrasive segment 32 around the cross-section of the cooling opening 33 is reduced.
  • connection surface for fastening the abrasive segment 32 around the cross-section of the cooling opening 33 is reduced.
  • prescribed shearing forces must be achieved.
  • a certain connection surface between the carrier body 1 1 and the abrasive segment 32 is required.
  • the size of the cross-sectional area of the cooling openings 33 is chosen so that in addition to good cooling a secure attachment of the abrasive segment 32 on the support body 1 1 is ensured and the prescribed shearing forces are achieved.
  • the cooling openings in the carrier body 1 1 may be formed as passage openings and in the grinding segment 12 as a blind openings.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Polishing Bodies And Polishing Tools (AREA)

Abstract

Bearbeitungsscheibe (10) zur Bearbeitung eines Untergrundes (22), aufweisend einen Trägerkörper (11) mit einem Aufnahmebereich (13) und einem Bearbeitungsbereich (14) sowie einen Bearbeitungsabschnitt (17) mit einem oder mehreren Segmenten (12), die mit einem Verbindungsbereich (24) des Trägerkörpers (11) verbunden sind, wobei in mindestens einem Segment (12) und/oder in mindestens einem Verbindungsbereich (24) des Trägerkörpers (11) zu einem Segment (12) eine Kühlöffnung (25) vorgesehen ist.

Description

Bearbeitungsscheibe zur Bearbeitung eines Untergrundes Technisches Gebiet
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Bearbeitungsscheibe zur Bearbeitung eines Untergrundes gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1.
Unter dem Begriff "Bearbeitungsscheibe" werden sämtliche Bearbeitungsscheiben zur Bearbeitung eines Untergrundes durch Schleifen, Trennen und ähnliche Bearbeitungsverfahren zusammengefasst. Die Bearbeitungsscheiben können als flache oder topfförmige Bearbeitungsscheiben ausgebildet sein und bestehen aus einem Trägerkörper und einem Bearbeitungsabschnitt aus einem oder mehreren Segmenten, die mit dem Trägerkörper verbunden sind. Die Bearbeitungsscheiben können mehrere Segmente oder ein einzelnes ringförmiges Segment aufweisen. Abhängig vom jeweiligen Bearbeitungsverfahren einer Bearbeitungs- scheibe werden die Segmente auch als Schleifsegmente oder Trennsegmente bezeichnet.
Stand der Technik
Aus EP 0 865 878 A1 ist eine als Schleifscheibe ausgebildete Bearbeitungsscheibe zur Oberflächenbearbeitung eines mineralischen, beschichteten oder sonstigen Untergrundes bekannt. Die Schleifscheibe ist topfförmig ausgebildet und besteht aus einem Trägerkörper mit einem Aufnahmebereich und einem Schleifbereich sowie aus einem Bearbeitungsabschnitt mit mehreren Schleifsegmenten. Die Schleifsegmente sind auf einer dem zu bearbeitenden Untergrund abgewandten Rückseite mit einem Verbindungsbereich des Trägerkörpers verbunden. Als Bearbeitungsverfahren zum Verbinden der Schleifsegmente werden unter anderem Löten und Schweißen eingesetzt. Zum Absaugen von abgetragenem Material weist die Schleifscheibe im Trägerkörper Absaugöffnungen auf, über die abgetragenes Material von einem Absaugsystem abgesaugt wird.
Während der Oberflächenbearbeitung mit der Schleifscheibe erhitzen sich die Schleifsegmente durch Reibung mit dem zu bearbeitenden Untergrund. Um die Lebensdauer der Schleifsegmente zu erhöhen und um den Bearbeitungsprozess zu unterstützen, wird die Schleifscheibe während der Bearbeitung gekühlt. Das Kühlmittel strömt über die Zwischenräume zwischen den Schleifsegmenten und die Absaugöffnungen im Trägerkörper in den In- nenbereich der Schleifscheibe. Die Schleifsegmente werden einerseits über das Kühlmittel gekühlt und andererseits geben die Schleifsegmente Wärme an den gekühlten Trägerkörper ab.
Die bekannte Bearbeitungsscheibe weist den Nachteil auf, dass die Lebensdauer der Seg- mente trotz Zufuhr eines Kühlmittels über die Zwischenräume zwischen den Schneidsegmenten begrenzt ist. Außerdem ist die Kühlung bei geringen Zwischenräumen zwischen den Segmenten erschwert.
Darstellung der Erfindung
Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht in der Entwicklung einer Bearbeitungs- scheibe zur Bearbeitung eines Untergrundes mit einer erhöhten Lebensdauer der Segmente. Außerdem soll die Bearbeitungsgeschwindigkeit während der Bearbeitung erhöht werden.
Diese Aufgabe wird bei der eingangs genannten Bearbeitungsscheibe erfindungsgemäß durch die Merkmale des unabhängigen Anspruchs gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen sind in den abhängigen Ansprüchen angegeben. Erfindungsgemäß ist eine Kühlöffnung zumindest teilweise in mindestens einem Segment und/oder in mindestens einem Verbindungsbereich des Trägerkörpers zu einem Segment vorgesehen. Kühlöffnungen, die im Verbindungsbereich des Trägerkörpers, im Segment o- der im Trägerkörper und im Segment vorgesehen sind, verbessern die Wärmeabfuhr aus den Segmenten während der Bearbeitung eines Untergrundes. Durch die verbesserte Wär- meabfuhr werden die Lebensdauer der Segmente und die Bearbeitungsgeschwindigkeit bei der Bearbeitung erhöht.
Bevorzugt ist die mindestens eine Kühlöffnung vollständig in mindestens einem Segment und/oder in mindestens einem Verbindungsbereich des Trägerkörpers vorgesehen. Wenn die Kühlöffnung vollständig im Segment oder im Segment und im Verbindungsbereich ange- ordnet ist, wird die Kontaktfläche für das Kühlmittel mit dem Segment vergrößert und die Kühlwirkung erhöht. Das Kühlmittel ist flüssig oder gasförmig ausgebildet, wobei vor allem Luft als Kühlmittel verwendet wird.
In einer ersten Variante ist die Kühlöffnung im Trägerkörper ausgebildet, wobei die Kühlöffnung als Durchgangsöffnung oder als Sacköffnung ausgebildet ist. Die Ausbildung der Kühl- Öffnung im Trägerkörper hat den Vorteil der einfachen Herstellbarkeit. Der Trägerkörper ist beispielsweise als Stahlkörper ausgebildet und die Kühlöffnung wird durch Bohren, Fräsen, Stanzen oder vergleichbare Fertigungsverfahren im Trägerkörper erzeugt. Eine durch den Trägerkörper hindurchgehende Kühlöffnung, die als Durchgangsöffnung bezeichnet wird, hat den Vorteil, dass das Kühlmittel mit der Rückseite der Segmente in Kontakt kommt und die Wärme vom Segment direkt an das Kühlmittel abgegeben wird. Die Größe und Geometrie der Durchgangsöffnung wird so gewählt, dass eine sichere Befestigung des Segmentes mit dem Verbindungsbereich des Trägerkörpers gewährleistet ist und die für die Zulassung der Bearbeitungsscheibe geforderten Abscherkräfte eingehalten werden. Die Durchgangsöffnung hat einen weiteren Vorteil, sie reduziert die Verbindungsfläche zwischen dem Segment und dem Trägerkörper und erhöht dadurch den Anpressdruck beim Schweißen. Der höhere Anpressdruck führt zu einer besseren Verbindung zwischen dem Segment und dem Trägerkörper.
Eine durch den Trägerkörper nicht vollständig hindurchgehende Kühlöffnung, die als Sacköffnung bezeichnet wird, hat den Vorteil, dass die Verbindungsfläche zwischen dem Trägerkörper und den Segmenten durch die Kühlöffnung nicht reduziert ist. Die Sacköffnung im Trägerkörper eignet sich für Bearbeitungsscheiben, bei denen die Befestigung der Seg- mente am Trägerkörper kritisch ist.
In einer zweiten Variante ist die Kühlöffnung im Trägerkörper und im Segment ausgebildet. Die Ausbildung der Kühlöffnung im Trägerkörper und im Segment vergrößert die Kontaktfläche zwischen dem Segment und dem Kühlmittel und erhöht dadurch den Wärmetransport vom Segment an das Kühlmittel. Je grösser die Kontaktfläche zwischen dem Segment und dem Kühlmittel ist, umso besser ist die Kühlwirkung für das Segment und umso höher ist Lebensdauer der Segmente.
Bevorzugt ist die Kühlöffnung als Durchgangsöffnung im Trägerkörper und als Durchgangsöffnung im Segment ausgebildet. Eine durch den Trägerkörper und das Segment vollständig hindurchgehende Kühlöffnung vergrößert die Kontaktfläche zwischen dem Segment und dem Kühlmittel und verbessert die Kühlwirkung. Das Kühlmittel durchströmt das gesamte Segment und transportiert die Wärme aus dem Segment ab. Außerdem kann über die Kühlöffnungen abgetragenes Material abtransportiert werden.
Die Kühlöffnung ist alternativ als Durchgangsöffnung im Trägerkörper und als Sacköffnung im Segment ausgebildet. Eine durch das Segment nicht vollständig hindurchgehende Kühl- Öffnung hat den Vorteil, dass die gesamte Querschnittsfläche des Segmentes für die Bearbeitung zur Verfügung steht.
In einer dritten Variante ist die Kühlöffnung als Durchgangsöffnung im Segment ausgebildet. Die Durchgangsöffnung im Segment reduziert die Verbindungsfläche zwischen dem Segment und dem Trägerkörper und erhöht dadurch den Anpressdruck beim Schweißen. Der höhere Anpressdruck führt zu einer besseren Verbindung zwischen dem Segment und dem Trägerkörper.
Die Kühlöffnung beträgt in einer bevorzugten Ausführung bis zu 80 % der Querschnittsfläche des Segmentes. Je grösser die Kontaktfläche zwischen dem Segment und dem Kühlmittel ist, umso besser ist die Kühlwirkung für das Segment und umso länger ist die Lebensdauer der Segmente. Um eine sichere Befestigung der Segmente am Trägerkörper zu gewährleisten und die vorgeschriebenen Abscherkräfte für die Zulassung der Bearbeitungsscheibe zu erreichen, beträgt die Verbindungsfläche zwischen dem Segment und dem Trägerkörper mindestens 20 % der Querschnittsfläche der Segmente. Die Kühlöffnung ist in einer weiteren bevorzugten Ausführung mit einem wärmeleitenden Material gefüllt, wobei die Wärmeleitfähigkeit des Materials höher als die Wärmeleitfähigkeit des Trägerkörpers ist. Als Materialien eignen sich bei Trägerkörpern aus Stahl unter anderem Kupfer, Harz und Aluminium. Das Füllen der Kühlöffnung mit einem wärmeleitenden Material eignet sich für Bearbeitungsscheiben, deren Stabilität erhöht werden soll. Um die Kühlwir- kung gegenüber Bearbeitungsscheiben ohne Kühlöffnungen zu verbessern, wird ein Material gewählt, dessen Wärmeleitfähigkeit höher als die Wärmeleitfähigkeit des Trägerkörpers ist.
Ausführungsbeispiele
Ausführungsbeispiele der Erfindung werden nachfolgend anhand der Zeichnung beschrieben. Diese soll die Ausführungsbeispiele nicht notwendigerweise maßstäblich darstellen, vielmehr ist die Zeichnung, wo zur Erläuterung dienlich, in schematischer und/oder leicht verzerrter Form ausgeführt. Im Hinblick auf Ergänzungen der aus der Zeichnung unmittelbar erkennbaren Lehren wird auf den einschlägigen Stand der Technik verwiesen. Dabei ist zu berücksichtigen, dass vielfältige Modifikationen und Änderungen betreffend die Form und das Detail einer Ausführungsform vorgenommen werden können, ohne von der allgemeinen Idee der Erfindung abzuweichen. Die in der Beschreibung, der Zeichnung sowie den Ansprüchen offenbarten Merkmale der Erfindung können sowohl einzeln für sich als auch in beliebiger Kombination für die Weiterbildung der Erfindung wesentlich sein. Zudem fallen in den Rahmen der Erfindung alle Kombinationen aus zumindest zwei der in der Beschreibung, der Zeichnung und/oder den Ansprüchen offenbarten Merkmale. Die allgemeine Idee der Erfin- dung ist nicht beschränkt auf die exakte Form oder das Detail der im Folgenden gezeigten und beschriebenen bevorzugten Ausführungsform oder beschränkt auf einen Gegenstand, der eingeschränkt wäre im Vergleich zu dem in den Ansprüchen beanspruchten Gegenstand. Bei gegebenen Bemessungsbereichen sollen auch innerhalb der genannten Grenzen liegende Werte als Grenzwerte offenbart und beliebig einsetzbar und beanspruchbar sein. Der Einfachheit halber sind nachfolgend für identische oder ähnliche Teile oder Teile mit identischer oder ähnlicher Funktion gleiche Bezugszeichen verwendet.
Es zeigen:
FIGN. 1A-C eine erste Ausführungsform einer als Schleifscheibe ausgebildeten erfin- dungsgemäßen Bearbeitungsscheibe bestehend aus einem Trägerkörper und mehreren Schleifsegmenten in einer Ansicht von unten auf die Schleifsegmente (FIG. 1A), in einem Schnitt durch die Schleifscheibe entlang der Linie l-l in FIG. 1A (FIG. 1 B) und in einer Ansicht von oben auf den Trägerkörper (FIG. 1 C); und FIGN. 2A, B eine zweite Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Bearbeitungsscheibe bestehend aus einem Trägerkörper und mehreren Schleifsegmenten in einer Ansicht von unten auf die Schleifsegmente (FIG. 2A) und in einem Schnitt durch die Schleifscheibe entlang der Linie II-II in FIG. 2A (FIG. 2B).
FIGN. 1 A-C zeigen eine erste Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Bearbeitungs- scheibe 10 zur Bearbeitung eines mineralischen oder beschichteten Untergrundes. Die Bearbeitungsscheibe ist als topfförmige Schleifscheibe 10 ausgebildet. Die Schleifscheibe 10 besteht aus einem Trägerkörper 11 und mehreren Schleifsegmenten 12, die mit dem Trägerkörper 11 verbunden sind. Die Schleifsegmente 12 sind beispielsweise mit dem Trägerkörper 1 1 verlötet, verschweißt oder mit Hilfe ähnlicher Bearbeitungsverfahren am Trägerkörper 11 befestigt.
FIG. 1A zeigt die Schleifscheibe 10 in einer Ansicht von unten auf die Schleifsegmente 12. Der Trägerkörper 11 der Schleifscheibe 10 umfasst einen Aufnahmebereich 13, einen als Schleifbereich ausgebildeten Bearbeitungsbereich 14 und durch die Topfform der Schleifscheibe 10 einen den Aufnahme- und Schleifbereich 13, 14 verbindenden Übergangsbereich 15; bei flachen Bearbeitungsscheiben entfällt der Übergangsbereich. Der Aufnahmebereich 13 des Trägerkörpers 11 dient dazu, die Schleifscheibe 10 an einer Antriebswelle eines Werkzeuggerätes festzulegen. Im Aufnahmebereich 13 ist eine zentrale Öffnung 16 für die Antriebswelle vorgesehen.
Im Schleifbereich 14 sind die Schleifsegmente 12 mit dem Trägerkörper 11 verbunden. Die Schneidsegmente 12 werden gemeinsam als Bearbeitungsabschnitt 17 bezeichnet (siehe FIG. 1 B). Die Schleifscheibe 10 weist einen Bearbeitungsabschnitt 17 mit sieben dreieckför- migen Schleifsegmenten 12 auf, wobei die Seiten der Schleifsegmente 12 nach außen gekrümmt sind. Zur Unterscheidung der Schleifsegmente und weiterer Elemente in den Figuren wird ein Index ".i" verwendet. Die Anzahl der Schleifsegmente 12 und die Geometrie der Schleifsegmente 12 sind an den Durchmesser der Schleifscheibe 10 und an den zu bearbeitenden Untergrund angepasst. Bekannt sind neben den dreieckförmigen Schleifsegmenten 12 unter anderem L-förmige Schleifsegmente, U-förmige Schleifsegmente und rechteckige Schleifsegmente mit gekrümmten Seitenflächen. Die Schleifsegmente 12 weisen an einer, dem Schleifbereich 14 des Trägerkörpers 11 abgewandten Vorderseite 18 jeweils zwei Rillen 19 auf. Die Rillen 19 dienen dazu, abgetragenes Material besser absaugen zu können.
Der Schleifbereich 14 weist mehrere Absaugöffnungen 21 auf, die in Umgangsrichtung der Schleifscheibe 10 geordnet sind und im Wesentlichen den gleichen Abstand zueinander aufweisen. Während des Schleifens mit der Schleifscheibe 10 wird vom zu bearbeitenden Untergrund abgetragenes Material über die Absaugöffnungen 21 abgesaugt. Die Absaugöffnungen 21 sind bei der Schleifscheibe 10 oval ausgebildet und zum Übergangsbereich 15 des Trägerkörpers 1 1 verschoben. Um eine gute Absaugung sicherzustellen, sollten die Absaugöffnungen 21 möglichst groß sein. Andererseits muss der Trägerkörper 11 im Schleifbereich 14 eine ausreichende Stabilität aufweisen. FIG. 1 B zeigt einen Schnitt durch die Schleifscheibe 10 und das erste Schleifsegment 12.1 entlang der Linie l-l in FIG. 1A bei der Bearbeitung eines Untergrundes 22. Die Verbindung zwischen dem Trägerkörper 1 1 und den Schleifsegmenten 12 wird am Beispiel des ersten Schleifsegmentes 12.1 beschrieben und gilt analog für die sechs weiteren Schleifsegmente 12.2 bis 12.7 des Bearbeitungsabschnittes 17, die identisch zum ersten Schleifsegment 12.1 aufgebaut sind.
Das erste Schleifsegment 12.1 ist an einer der Vorderseite 18 abgewandten Rückseite 23 mit dem Trägerkörper 11 verbunden. Der Trägerkörper 11 weist einen Verbindungsbereich 24.1 auf, an dem das Schleifsegment 12.1 am Trägerkörper 1 1 befestigt ist. Als Verbindungsbereich wird der gesamte Bereich des Trägerkörpers 11 bezeichnet, an den das erste Schleifsegment 12.1 angrenzt; der Verbindungsbereich umfasst nicht nur die Verbindungsfläche.
Im Verbindungsbereich 24.1 des Trägerkörpers 11 ist eine Öffnung 25.1 vorgesehen, die als Kühlöffnung bezeichnet wird. Die Kühlöffnung 25.1 ist im Trägerkörper 11 als Durchgangsöffnung ausgebildet, die vollständig durch den Trägerkörper 1 1 hindurchgeht. Ein Kühlmittel strömt über die Durchgangsöffnung 25.1 durch den Trägerkörper 11 zum Schleifsegment 12.1 und kühlt das Schleifsegment 12.1 an der Rückseite 22. Das Kühlmittel ist flüssig oder gasförmig ausgebildet, wobei vor allem Luft als Kühlmittel verwendet wird.
FIG. 1 C zeigt die Schleifscheibe 10 in einer Ansicht von oben auf den Trägerkörper 1 1. Im Schleifbereich 14 des Trägerkörpers 11 sind sieben oval ausgebildete Absaugöffnungen 21.1 bis 21.7 und sieben kreisförmige Kühlöffnungen 25.1 bis 25.7 vorgesehen. Die kreisförmigen Kühlöffnungen 21.1 bis 21.7 befinden sich in den Verbindungsbereichen 24.1 bis 24.7 des Trägerkörpers 1 1 und die Absaugöffnungen 21.1 bis 21.7 sind im Schleifbereich 14 zwischen den Verbindungsbereichen 24.1 bis 24.7 angeordnet. Das Kühlmittel strömt in die Kühlöffnungen 25 und kühlt die Schleifsegmente 12 an der Rückseite 22. Die Wärme der Schleifsegmente 12 wird direkt an das Kühlmittel abgegeben. Die Kühlung der Schleifsegmente 12 verbessert sich mit zunehmender Größe der Kühlöffnungen 25. Die Größe der Kühlöffnungen 25 ist dadurch begrenzt, dass die Schleifsegmente 12 an der Rückseite 22 mit dem Trägerkörper 11 verbunden sind. Daher wird die Größe der Kühlöffnungen 25 so gewählt, dass neben einer guten Kühlung eine sichere Befestigung der Schleifsegmente 12 am Trägerkörper 11 sichergestellt ist und die vorgeschriebenen Ab- scherkräfte für die Zulassung der Bearbeitungsscheibe 10 erreicht werden.
Alternativ zu den in FIGN. 1A-C gezeigten Kühlöffnungen 25, die als Durchgangsöffnungen durch die Verbindungsbereiche 24 des Trägerkörpers 11 hindurchgehen, können die Kühl- Öffnungen im Trägerkörper 11 als Sacköffnungen ausgebildet sein. Sacköffnungen reduzieren die Verbindungsfläche zwischen dem Trägerkörper 1 1 und den Schleifsegmenten 12 nicht, allerdings ist die Kühlwirkung bei Sacköffnungen geringer als bei Durchgangsöffnungen.
Die Schleifscheibe 10 weist sieben dreieckförmige Schleifsegmente 12.1 bis 12.7 und sieben kreisförmige Kühlöffnungen 25.1 bis 25.7 in den Verbindungsbereichen 24.1 bis 24.7 des Trägerkörpers 11 auf. Alternativ kann die Schleifscheibe verschiedene Schleifsegmente mit unterschiedlich ausgebildeten Kühlöffnungen aufweisen, die Kühlöffnungen können bei gleichartig aufgebauten Schleifsegmenten an verschiedenen Positionen in den Verbindungsbereichen angeordnet sein oder die Geometrie der Kühlöffnungen unterscheidet sich bei gleichartig aufgebauten Schleifsegmenten. Die Geometrie der Kühlöffnungen 25 ist an die Geometrie der Schleifsegmente 12, den zu bearbeitenden Untergrund, etc. angepasst. Als Geometrie für die Kühlöffnungen 25 eignen sich unter anderem eine Kreisform, ein Dreieck, ein Rechteck, ein Achteck, eine Sternform oder eine Ellipse.
FIGN. 2A, B zeigen eine zweite Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Bearbeitungs- scheibe 30 zur Oberflächenbearbeitung eines mineralischen oder beschichteten Untergrundes. Die Bearbeitungsscheibe 30 ist wie die Bearbeitungsscheibe 10 als topfförmige Schleifscheibe ausgebildet.
Die Schleifscheibe 30 besteht aus einem Trägerkörper 31 und mehreren Schleifsegmenten 32, die mit dem Trägerkörper 31 verbunden sind. Die Schleifscheibe 30 unterscheidet sich von der Schleifscheibe 10 der FIGN. 1A-C durch die Kühlöffnungen, die im Trägerkörper 31 und in den Schleifsegmenten 32 vorgesehen sind.
FIG. 2A zeigt die Schleifscheibe 30 in einer Ansicht von unten auf die Schleifsegmente 32. Der Trägerkörper 31 der Schleifscheibe 30 besteht wie der Trägerkörper 1 1 der Schleif- scheibe 10 aus dem Schleifbereich 14, dem Übergangsbereich 15 und dem Aufnahmebereich 13 mit der zentralen Öffnung 16. Die Schleifsegmente 32 sind dreieckförmig ausgebildet und an der dem Schleifbereich 14 abgewandten Vorderseite 18 weisen die Schleifsegmente 32 jeweils zwei Rillen 19 auf.
Jedem Schleifsegment 32 ist eine Kühlöffnung 33 zugeordnet. Die Kühlöffnungen 33 sind als kreisförmige Durchgangsöffnungen ausgebildet, die durch den Trägerkörper 31 und die
Schleifsegmente 32 vollständig hindurchgehen. Das Kühlmittel strömt auf der Oberseite des Trägerkörpers 31 in die Kühlöffnungen 33, durchströmt den Trägerkörper 31 und die
Schleifsegmente 32 und wird vom Absaugsystem mit dem abgetragenen Material abgesaugt.
FIG. 2B zeigt die Schleifscheibe 30 in einem Schnitt durch die Schleifscheibe 30 und das erste Schleifsegment 32.1 entlang der Linie II-II in FIG. 2A bei der Bearbeitung des Untergrundes 22. Die Verbindung zwischen dem Trägerkörper 31 und den Schleifsegmenten 32 und die Anordnung der Kühlöffnungen 33 im Trägerkörper 31 und den Schneidsegmenten 32 wird am Beispiel des ersten Schleifsegmentes 32.1 beschrieben und gilt analog für die weiteren Schleifsegmente 32.2 bis 32.7. Der Trägerkörper 31 weist einen Verbindungsbereich 34.1 auf, an dem das Schleifsegment 32.1 mit dem Trägerkörper 31 verbunden ist. Die Kühlöffnung 33.1 ist zweiteilig aus einer Durchgangsöffnung 35.1 im Trägerkörper 31 und einer Durchgangsöffnung 36.1 im
Schleifsegment 32.1 ausgebildet. Die durch den Trägerkörper 31 und das Schleifsegment 32.1 vollständig hindurchgehende Kühlöffnung 33 hat den Vorteil, dass die Kühlwirkung durch die große Kontaktfläche zwischen dem Kühlmittel und dem Schleifsegment 32.1 verbessert ist.
Die Querschnittsfläche der Kühlöffnungen 33 ist dadurch begrenzt, dass die Verbindungsfläche zur Befestigung des Schleifsegmentes 32 um den Querschnitt der Kühlöffnung 33 reduziert ist. Zur Zulassung der Schleifscheibe müssen vorgeschriebene Abscherkräfte erreicht werden. Dazu ist eine bestimmte Verbindungsfläche zwischen dem Trägerkörper 1 1 und dem Schleifsegment 32 erforderlich. Die Größe der Querschnittsfläche der Kühlöffnungen 33 wird so gewählt, dass neben einer guten Kühlung eine sichere Befestigung des Schleifsegmentes 32 am Trägerkörper 1 1 gewährleistet ist und die vorgeschriebenen Abscherkräfte erreicht werden. Alternativ zu den in FIGN. 2A, B gezeigten Durchgangsöffnungen 35, 36 im Trägerkörper 11 und im Schleifsegment 12 können die Kühlöffnungen im Trägerkörper 1 1 als Durchgangsöffnungen und im Schleifsegment 12 als Sacköffnungen ausgebildet sein.

Claims

Patentansprüche
1. Bearbeitungsscheibe (10; 30) zur Bearbeitung eines Untergrundes (22), aufweisend:
■ einen Trägerkörper (1 1 ; 31 ) mit einem Aufnahmebereich (13) und einem Bearbeitungsbereich (14), und
■ einen Bearbeitungsabschnitt (17) mit einem oder mehreren Segmenten (12; 32), wobei die Segmente (12; 32) mit einem Verbindungsbereich (24; 34) des Trägerkörpers (1 1 ; 31 ) verbunden sind,
dadurch gekennzeichnet, dass eine Kühlöffnung (25; 33) zumindest teilweise in mindestens einem Segment (12; 32) und/oder in mindestens einem Verbindungsbereich (24; 34) des Trägerkörpers (1 1 ; 31) zu einem Segment (12; 32) vorgesehen ist.
2. Bearbeitungsscheibe nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass die mindestens eine Kühlöffnung (21) vollständig in mindestens einem Segment (12; 32) und/oder in mindestens einem Verbindungsbereich (24; 34) des Trägerkörpers (11 ; 31) vorgesehen ist.
3. Bearbeitungsscheibe nach einem der Ansprüche 1 bis 2, dadurch gekennzeichnet, dass die mindestens eine Kühlöffnung (21) im Trägerkörper (1 1 ) ausgebildet ist.
4. Bearbeitungsscheibe nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Kühlöffnung im Trägerkörper (1 1 ) als Durchgangsöffnung (21) ausgebildet ist.
5. Bearbeitungsscheibe nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Kühlöffnung im Trägerkörper (1 1 ) als Sacköffnung ausgebildet ist.
6. Bearbeitungsscheibe nach einem der Ansprüche 1 bis 2, dadurch gekennzeichnet, dass die mindestens eine Kühlöffnung (33) im Trägerkörper (31) und im Segment (32) ausgebildet ist.
7. Bearbeitungsscheibe nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Kühlöffnung (33) als Durchgangsöffnung (35) im Trägerkörper (31) und als Durchgangsöffnung (36) im Segment (32) ausgebildet ist.
8. Bearbeitungsscheibe nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Kühlöffnung als Durchgangsöffnung (35) im Trägerkörper (31) und als Sacköffnung im Segment (32) ausgebildet ist.
9. Bearbeitungsscheibe nach einem der Ansprüche 1 bis 2, dadurch gekennzeichnet, dass die mindestens eine Kühlöffnung als Durchgangsöffnung (36) im Segment (32) ausgebildet ist.
10. Bearbeitungsscheibe nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Kühlöffnung (25; 33) bis zu 80 % der Querschnittsfläche der Segmente (12; 32) beträgt.
1 1. Bearbeitungsscheibe nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Kühlöffnung (25; 33) mit einem wärmeleitenden Material gefüllt ist, wobei die Wärmeleitfähigkeit des Materials höher als die Wärmeleitfähigkeit des Trägerkörpers (1 1 ; 31) ist.
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