TWI408026B - 風扇式研磨輪 - Google Patents

Description

風扇式研磨輪

本發明涉及一種可沿一旋轉方向驅動的風扇式研磨輪，該風扇式研磨輪具有：－支承盤，該支承盤包括－－中心線，－－內轂，－－環形邊緣區域，以及－研磨葉片，所述研磨葉片－－固定在所述邊緣區域上以便形成環形研磨葉片元件。

從EP 1 142 673 B1中已知這種類型的風扇式研磨輪。對於這種已知的風扇式研磨輪，研磨葉片具有矩形構型。它們具有兩條相互平行的直邊以及凹邊和凸邊。凸邊和凹邊各自構造成半徑相同的弧形，但是半徑的圓心在平行於所述直邊的線上彼此偏離。研磨葉片的這種構型的優點是它們可以從具有相互平行邊緣的研磨帶上無餘料即無廢料地裁剪下來。研磨葉片以相互交疊的方式固定在支承盤的邊緣區域上，每個研磨葉片的凸邊形成研磨葉片元件的外邊緣的一部分。

本發明的目的是這樣構造一種開頭所述類型的風扇式研磨輪，使得其工具壽命能進一步延長。

根據本發明，該目的通過這樣一種可沿一旋轉方向被驅動旋轉的風扇式研磨輪來實現，該風扇式研磨輪具有：支承盤，該支承盤包括中心線、內轂和環形邊緣區域；以及研磨葉片，所述研磨葉片構造為三角形的基本形狀，所述三角形具有三條主邊，即外邊、內邊和後邊，所述研磨葉片以相等的角度間隔設置在所述邊緣區域上以便以這樣的方式形成環形研磨葉片元件，使得所述外邊限定所述研磨葉片元件的外邊緣的一部分，所述內邊從所述研磨葉片元件的內邊緣延伸到所述外邊緣並被在所述旋轉方向上處在它前面的研磨葉片部分地覆蓋，所述後邊露出並從所述研磨葉片元件的內邊緣沿所述旋轉方向向前地延伸到所述外邊緣。由於本發明的這種構型，特別大量的研磨葉片材料集中在研磨葉片元件的徑向外側區域，因此可獲得特別長的使用壽命，同時獲得高的侵入性(aggressiveness)，也就是說獲得高的研磨強度。對於在研磨葉片的裁剪過程中產生的餘料進行了考慮，這是因為總地說來－－考慮到該風扇式研磨輪的使用壽命－－對於一次研磨作業而言只用掉非常少的研磨帶材料，即只用掉非常少的研磨葉片。特別地，由於本發明的構型，位於支承盤上的研磨葉片還可以幾乎完全用盡，因此只有較少的廢料要處理。

由於有利地開發出其中外邊具有曲率半徑為R2或R2a的凸曲線構型的風扇式研磨輪，尤其是其中研磨葉片元件的外邊緣具有與所述彎曲的外邊的曲率半徑R2或R2a相等的外半徑R13的風扇式研磨輪，因此研磨葉片元件的外邊緣被研磨葉片限定成規整(clean)圓的形式。顯然，研磨葉片元件的外半徑和彎曲外邊的半徑不必完全相等，而是可以僅基本上相等。具有直線構型的後邊構型是基本可行的，並且在裁剪研磨葉片時具有優點，這是因為當使用衝壓工具或剪切刀片來進行裁剪時，直線裁剪基本上總是比曲線裁剪更容易實現。但是，在研磨中使用曲率半徑為R4或R4a的凸曲線構型更加有利。

由於開發出這樣一種風扇式研磨輪，其中在外邊和後邊的交點處與後邊相切的切線與從中心線通過所述交點的半徑R13形成夾角α，該夾角α相對於半徑R13朝旋轉方向張開，因此，特別地，每個研磨葉片的位於後邊的區域內的研磨區域從一開始就具有最佳的形狀，當與曲率半徑為R4或R4a的凸曲線構型結合時尤其是這樣。術語“相對於半徑形成張開的夾角”是指該夾角在旋轉方向上位於所述半徑的前面。

其中內邊是曲率半徑為R3或R3a的凹曲線的風扇式研磨輪以及其中內邊具有直線構型的風扇式研磨輪提供了內邊的有利構型，內邊是曲率半徑為R3或R3a的凹曲線的優點在於研磨葉片可以緊湊地從研磨帶上裁剪下來。如果研磨葉片不是從成卷的研磨帶上而是從成堆的可以彼此相配的薄片上裁剪下來，則內邊具有直線構型是特別優選的。

具有以下關係的風扇式研磨輪提供了其他有利構型，其中對於設置在支承盤上的研磨葉片的數量n有10n80，對於每個研磨葉片在圓形研磨葉片元件上延伸的角度β有25°β90°，並且對於所述夾角α有5°α35°。

根據其中至少兩條主邊相交於交點處以及其中所有主邊相交於交點處的風扇式研磨輪，研磨葉片具有嚴格的三角形狀，換句話說兩條主邊各自相交於交點處而不管它們是直線還是曲線。另一方面，其中至少兩條主邊通過凸曲線形次邊連接在一起的風扇式研磨輪和其中所有主邊通過凸曲線形次邊連接在一起的風扇式研磨輪涉及一特別優選的實施例，其中相應三角形的角是倒圓的，更具體地說是通過曲率半徑比主邊的曲率半徑小得多的凸曲線形次邊而形成倒圓的。這種構型的優點在於，衝壓工具的生產和研磨葉片在衝壓後從(研磨)帶材料上的釋放都得到簡化。具有嚴格銳角的衝壓工具的生產更加複雜。具有嚴格意義上的三角形狀的研磨葉片從研磨帶材料上的釋放比具有圓角的研磨葉片的釋放更加困難。其中一方面至少兩條主邊相交於交點處的風扇式研磨輪以及其中另一方面至少兩條主邊通過凸曲線形次邊連接在一起的風扇式研磨輪也包括這兩種構型之間的混合形狀。

從下面參照附圖給出的對實施例的說明中可以看到本發明的其他優點、特徵和細節，在附圖中：第1圖示出研磨葉片的俯視圖，第2圖示出根據本發明的風扇式研磨輪的俯視圖，第3圖示出通過第2圖的風扇式研磨輪的截面圖，第4圖示出要從其上連續裁剪出研磨葉片的研磨帶，第5圖示出研磨葉片的修改實施例，第6圖示出研磨葉片的另一修改實施例，第7圖示出研磨葉片的又一修改實施例，第8圖示出類似於第1圖所示的具有圓角的研磨葉片，第9圖示出類似於第5圖所示的具有圓角的研磨葉片，第10圖示出類似於第6圖所示的具有圓角的研磨葉片，以及第11圖示出類似於第7圖所示的具有圓角的研磨葉片。

第1圖所示的研磨葉片具有三角構型。其三條邊根據它們在風扇式研磨輪的支承盤上的相繼位置而被稱作外邊2、內邊3和後邊4。邊2至4構造為具有相應曲率半徑R2、R3和R4的弓形部分。對於研磨葉片1，外邊2和後邊4具有凸構型而內邊3具有凹構型。這種類型的幾何形狀也是三角形，這是因為根據球面幾何學的法則，三角形的邊界線不必是直線而是也可以為曲線。重要的是，兩條相應的側邊相交於交點，即形成一個角。

參照第2和3圖，風扇式研磨輪包括支承盤5，該支承盤5具有包括中央圓形開口7的轂部6。支承盤5用於接納研磨葉片1的外側環形邊緣區域8。該邊緣區域8經由沿支承盤5的中心線9的方向突出的環形輻部10連接至轂部6。如第3圖所示，邊緣區域8從環形輻部10沿徑向向外傾斜。結果，要設置在支承盤5上的研磨葉片1的工作面11繼而基本上沿徑向且垂直於中心線9延伸。形成這種幾何造型是因為從內向外有越來越多的研磨葉片1彼此交疊或覆蓋，如第2圖所示。研磨葉片1使用黏合劑層12固定在支承盤5的邊緣區域8上。

特別參照第2圖，研磨葉片1以相等的角度間隔設置在支承盤5上，更具體地，各自在相對於支承盤5的相同位置處成旋轉對稱。在第2和3圖所示的實施例中，固定在支承盤5上的研磨葉片元件13的外半徑R13對應於外邊2的曲率半徑R2，從而研磨葉片元件13的向外突出越過邊緣區域8的外邊緣14是圓形的。

研磨葉片1在第2圖中以虛線示出，儘管其相應的研磨區域15僅僅從其後邊4延伸到沿研磨輪的旋轉方向16設置在前面0的下一後邊4。

再次參照第2圖，在後邊4和外邊2的交點18處與後邊4相切的切線17與通過交點18的半徑R13形成大於0°的夾角α，切線17在旋轉方向16上位於半徑R13的前面。對於該夾角α有5°α35°。

在該實施例中，R2R4，R3>R2並且R3>R4。由於內邊3相對於研磨葉片1凹入地延伸，鄰近的研磨葉片1的交疊數量在研磨葉片元件13的內邊緣19的區域內遠小於在外側區域內並且僅朝外側顯著增加，如第2圖中的陰影區域所示。

再次參照第2圖，每個研磨葉片1的外邊2在圓形研磨葉片元件13上延伸一角度β，其中25°β90°。對於研磨葉片1的數量n有10n80。

第4圖示出研磨葉片1是如何從研磨帶20上裁剪下來的。研磨帶20的寬度a如此選擇，使得外邊2和內邊3的交點21落在研磨帶20的縱向邊緣22上，而內邊3和外邊4之間的交點23落在平行於縱向邊緣22的另一縱向邊緣24上。外邊2和後邊4之間的交點18靠接在要緊鄰著裁剪的研磨葉片1的內邊3上。這種裁剪研磨葉片1的方法產生餘料裁剪部25、26。這些餘料並非是不利的，這是因為後邊4在支承盤5上從外向內沿旋轉方向16向後延伸的佈置從用該新型風扇式研磨輪進行研磨開始就導致研磨葉片1的最佳即最小磨損。內邊3的凹構型也減少了餘料。

第5至7圖示出研磨葉片的變型。第5圖所示的研磨葉片1'具有上述的外邊2和後邊4。但是，內邊3'具有直線構型。因此其曲率半徑R3'無限長。

參照第6圖，其中所示的研磨葉片1"具有如前所述的弓形外邊2和同樣如前所述的直線形內邊3'。後邊4'也具有直線構型，前面關於夾角α的敍述也適用於支承盤5上的後邊4'。因此曲率半徑R4'具有無限長度。

最後，第7圖還示出研磨葉片1'''的構型，其中不僅內邊3'和後邊4'而且外邊2'都具有直線構型。因此曲率半徑R2'也具有無限長度。

根據第8至11圖的實施例在它們的基本結構上對應於根據第1、5、6和7圖的實施例，其中分別用圓角代替銳邊交點18、21、23。因此這些研磨葉片的每一個都具有三角形的基本形狀。故而形成主邊的外邊、內邊和後邊通過凸曲線形次邊彼此相連，這些凸曲線形次邊的曲率半徑r總是比上述主邊的曲率半徑R小得多。在第8至11圖中，將形成主邊的外邊、內邊和後邊的附圖標記指定為與第1、5、6和7圖中的對應邊相同，但是各自加入“a”以示區別。對於曲率半徑R也是這樣。

所述次邊具有與交點18、21、23相同的附圖標記，但也加入“a”以示區別。對於次邊的曲率半徑r的表示也是這樣。

特別地，以下說明是適用的：對於根據第8圖的研磨葉片1a，所有三條主邊即外邊2a、內邊3a和後邊4a都具有曲線構型，更具體地，外邊2a和後邊4a是凸曲線而內邊3a是凹曲線。曲率半徑為R2a、R4a和R3a。主邊各自通過三條曲率半徑為r18a、r21a和r23a的凸曲線形的次邊R18a、R21a和R23a彼此相連。

根據第9圖的研磨葉片1'a與根據第8圖的研磨葉片的不同之處在於，內邊3'a具有直線構型並且由此該內邊3'a的曲率半徑R3'a具有無限長度。

根據第10圖的研磨葉片1"a與根據第9圖的研磨葉片的不同之處又在於，後邊4'a也具有直線構型並且由此其曲率半徑R4'a具有無限長度。

對於根據第11圖的研磨葉片1'''，所有的三條主邊最終都具有直線構型，換句話說，外邊2'a也具有直線構型，並且由此其曲率半徑R2'a具有無限長度。

主邊的曲率半徑R遠大於次邊的曲率半徑r。3R/r並且優選地10R/r。如果主邊不具有直線構型，則對於主邊的曲率半徑R和次邊的曲率半徑r的比率有3R/r20並且優選地10R/r20。

1、1’、1”、1'''、1a、1’a、1”a、1'''a．．．研磨葉片

2、2’、2a、2’a．．．外邊

3、3’、3a、3’a．．．內邊

4、4’、4a’、4’a．．．後邊

5．．．支承盤

6．．．轂部

7．．．中央圓形開口

8．．．邊緣區域

9．．．中心線

10．．．環形輻部

11．．．工作面

12．．．黏合劑層

13．．．研磨葉片元件

14．．．外邊緣

15．．．研磨區域

16．．．旋轉方向

17．．．切線

18、21、23．．．交點

19．．．內邊緣

20．．．研磨帶

22、24．．．縱向邊緣

25、26．．．餘料裁剪部

R2、R3、R4、R2’、R3’、R4’、R2a、R3a、R4a、r18a、r21a、r23a、R2’a、R3’a、R4’a．．．曲率半徑

R13．．．外半徑

α、β．．．夾角

第1圖示出研磨葉片的俯視圖，第2圖示出根據本發明的風扇式研磨輪的俯視圖，第3圖示出通過第2圖的風扇式研磨輪的截面圖，第4圖示出要從其上連續裁剪出研磨葉片的研磨帶，第5圖示出研磨葉片的修改實施例，第6圖示出研磨葉片的另一修改實施例，第7圖示出研磨葉片的又一修改實施例，第8圖示出類似於第1圖所示的具有圓角的研磨葉片，第9圖示出類似於第5圖所示的具有圓角的研磨葉片，第10圖示出類似於第6圖所示的具有圓角的研磨葉片，以及第11圖示出類似於第7圖所示的具有圓角的研磨葉片。

2．．．外邊

4．．．後邊

6．．．轂部

7．．．開口

9．．．中心線

10．．．環形輻部

11．．．工作面

13．．．研磨葉片元件

14．．．外邊緣

15．．．研磨區域

16．．．旋轉方向

17．．．切線

18、21、23．．．交點

19．．．內邊緣

Claims (18)

1. 一種可沿一旋轉方向被驅動旋轉的風扇式研磨輪，具有：－支承盤，該支承盤包括－－中心線，－－內轂，和－－環形邊緣區域，－研磨葉片，所述研磨葉片－－構造為三角形的基本形狀，所述三角形具有三條主邊，即外邊、內邊和後邊，以及－－以相等角度間隔設置在所述邊緣區域上，以便如此形成環形研磨葉片元件，使得－－－所述外邊限定所述研磨葉片元件的外邊緣的一部分，－－－所述內邊從所述研磨葉片元件的內邊緣延伸到所述外邊緣並被在所述旋轉方向上處在它前面的研磨葉片部分地覆蓋，－－－所述後邊露出並從所述研磨葉片元件的內邊緣沿所述旋轉方向向前地延伸到所述外邊緣。
2. 如申請專利範圍第1項所述的風扇式研磨輪，其特徵在於，所述外邊具有曲率半徑為R2或R2a的凸曲線構型。
3. 如申請專利範圍第2項所述的風扇式研磨輪，其特徵在於，所述研磨葉片元件的外邊緣具有與所述彎曲的外邊的曲率半徑R2或R2a相等的外半徑R13。
4. 如申請專利範圍第1項所述的風扇式研磨輪，其特徵在於，所述後邊具有直線構型。
5. 如申請專利範圍第1項所述的風扇式研磨輪，其特徵在於，所述後邊具有曲率半徑為R4或R4a的凸曲線構型。
6. 如申請專利範圍第4項所述的風扇式研磨輪，其特徵在於，在所述外邊和所述後邊之間的交點處與所述後邊相切的切線與從所述中心線通過所述交點的半徑R13形成夾角α，該夾角α相對於所述半徑R13朝所述旋轉方向張開。
7. 如申請專利範圍第1項所述的風扇式研磨輪，其特徵在於，所述內邊是曲率半徑為R3或R3a的凹曲線。
8. 如申請專利範圍第1項所述的風扇式研磨輪，其特徵在於，所述內邊具有直線構型。
9. 如申請專利範圍第1項所述的風扇式研磨輪，其特徵在於，對於設置在支承盤上的研磨葉片的數量n有10n80。
10. 如申請專利範圍第1項所述的風扇式研磨輪，其特徵在於，每個研磨葉片在所述圓形研磨葉片元件上延伸一角度β，對於該角度β有25°β90°。
11. 如申請專利範圍第6項所述的風扇式研磨輪，其特徵在於，對於所述夾角α有5°α35°。
12. 如申請專利範圍第1項所述的風扇式研磨輪，其特徵在於，至少兩條主邊相交於交點。
13. 如申請專利範圍第12項所述的風扇式研磨輪，其特徵在於，所有主邊相交於交點。
14. 如申請專利範圍第1項所述的風扇式研磨輪，其特徵在於，至少兩條主邊通過凸曲線形次邊連接在一起。
15. 如申請專利範圍第14項所述的風扇式研磨輪，其特徵在於，所述三條主邊通過凸曲線形次邊連接在一起。
16. 如申請專利範圍第1項所述的風扇式研磨輪，其特徵在於，至少兩條主邊通過曲率半徑為r的凸曲線形次邊連接在一起，並且所述主邊的曲率半徑R相對於所述次邊的曲率半徑r有3R/r並且優選地10R/r。
17. 如申請專利範圍第1項所述的風扇式研磨輪，其特徵在於，所述三條主邊通過曲率半徑為r的凸曲線形次邊連接在一起，並且所述主邊的曲率半徑R相對於所述次邊的曲率半徑r有3R/r並且優選地10R/r。
18. 如申請專利範圍第5項所述的風扇式研磨輪，其特徵在於，在所述外邊和所述後邊之間的交點處與所述後邊相切的切線與從所述中心線通過所述交點的半徑R13形成夾角α，該夾角α相對於所述半徑R13朝所述旋轉方向張開。