WO2014154386A1 - Schleifscheibe sowie verfahren zu ihrer verstärkung - Google Patents

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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
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    • B24D5/02—Wheels in one piece
    • B24D5/04—Wheels in one piece with reinforcing means

Definitions

  • the invention relates to a grinding wheel, preferably for grinding gears, is provided with a bore serving for their attachment and with a reinforcing layer, and a method for strengthening the grinding wheel.
  • Such grinding wheels are used, for example, in the machining of gears for car transmissions.
  • it is necessary to strives to steadily increase the cutting speeds during continuous generating grinding.
  • safety standards must be adhered to, according to which the permissible cutting speed must be in a specific relationship to the blasting speed of the grinding wheel.
  • the invention is based on the object to provide a grinding wheel of the type mentioned that an increase in the blasting speed during operation of the grinding wheel is made possible.
  • both a bore lining the bore and this reinforcing layer are formed in the grinding wheel pores by at least one cast-in plastic.
  • potting compound a 2-component polyurethane system has been found to be particularly suitable.
  • the grinding wheel according to the invention is set in rotation with a preferably horizontally oriented rotation axis and, for example, 400 rpm (revolutions per minute), a certain amount of potting compound is poured into the bore, whereby by adjusting the spin speed and / or the amount, the degree of liquid and the curing time of the potting compound used, the penetration depth of the adhesive into the grinding wheel and the thickness of the reinforcing ring can be set within certain limits.
  • Fig. 1 shows an arrangement for reinforcing a grinding wheel with a
  • Fig. 2 is a side view of the grinding wheel.
  • FIG. 1 shows a grinding wheel 1 of porous ceramic material, wherein it is preferably made of corundum. Of course, instead of corundum other similarly porous structured ceramic materials may be considered.
  • the grinding wheel 1 is provided with a bore 2 in particular for its attachment to a spindle of a machine tool.
  • At least one cast-in plastic material forms both a ring 2a lining the bore 2 and this reinforcing layer 2b in the grinding wheel pores V.
  • the grinding wheel is made of an open to highly porous structure, advantageously with a porosity of over 50 percent by volume.
  • a potting compound of a 2-component polyurethane system which is particularly suitable both in terms of its physical properties and because of its economy potting compound for producing the ring 2a and for filling the disc pores V in Area of the annular reinforcing layer 2b.
  • other suitable casting compounds can be used.
  • the potting compound is poured into the bore 2 of the grinding wheel 1 by means of a casting device, of which only one supply nozzle 5 is currently shown, which guides the potting compound into the region of the bore 2.
  • a casting device of which only one supply nozzle 5 is currently shown, which guides the potting compound into the region of the bore 2.
  • the grinding wheel 1 To produce the ring 2 a surrounding the bore 2 as well as the reinforcing layer 2 b in the grinding wheel pores V of the grinding wheel 1, it is rotated about the horizontally oriented axis of rotation 6 by a drive, not shown, while a certain one is provided by the casting device with the feed nozzle 5 Quantity potting compound is supplied.
  • the grinding wheel 1 rotates at a speed of, for example, 400 rpm (revolutions per minute), whereby the cast-in casting compound penetrates into the pores 1 'of the grinding wheel 1 due to the then acting centrifugal force and bonds with its ceramic material.
  • the achievable penetration depth 4 and also the wall thickness 3 of the ring 2a are dependent on the spin speed and the cast amount, as well as the degree of liquid and the curing time of the potting compound used. By varying these sizes, the wall thickness 3 or penetration depth of the potting compound and the thickness of the reinforcing layer 2b can be regulated within certain limits.
  • the cast-in plastic for the formation of the ring and the reinforcing layer in the grinding wheel pores by a layered pouring with different materials of Verguss, Adhesive masses may be formed.

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  • Manufacturing & Machinery (AREA)
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Abstract

Die Erfindung betrifft eine Schleifscheibe (1) vorzugsweise zum Schleifen von Zahnrädern. Durch zumindest einen eingegossenen Kunststoff sind sowohl ein die Bohrung (2) auskleidender Ring (2a) als auch diese Verstärkungsschicht (2b) in den Schleifscheibenporen gebildet. Der eingegossene Kunststoff besteht vorzugsweise aus einer im Rohzustand verwendeten Vergussmasse aus einem 2-Komponenten Polyurethansystem. Zum Herstellen der Verstärkung wird die Schleifscheibe (1) in Drehung versetzt und dabei eine bestimmte Menge Vergussmasse in die Bohrung (2) eingegossen. Damit wird eine Steigerung der Sprenggeschwindigkeit im Betrieb der Schleifscheibe (1) ermöglicht.

Description

Schleifscheibe sowie Verfahren zu ihrer Verstärkung
Die Erfindung betrifft eine Schleifscheibe, vorzugsweise zum Schleifen von Zahnrädern, mit einer für ihre Befestigung dienende Bohrung sowie mit einer Verstärkungsschicht versehen ist, sowie ein Verfahren zur Ver- Stärkung der Schleifscheibe.
Derartige Schleifscheiben kommen beispielsweise bei der Bearbeitung von Zahnrädern für Autogetriebe zum Einsatz. Um die Produktivität und die Wirtschaftlichkeit des Schleifprozesses zu verbessern, ist man be- strebt, die Schnittgeschwindigkeiten beim kontinuierlichen Wälzschleifen stetig zu erhöhen. Dabei sind Sicherheitsnormen einzuhalten, nach welchen die zulässige Schnittgeschwindigkeit in einem bestimmten Verhältnis zur Sprenggeschwindigkeit der Schleifscheibe stehen muss.
Die Verstärkung der Schleifscheibe im Bereich der Bohrung ermöglicht zwar höhere zulässige Schnittgeschwindigkeiten, bringt aber einen ebenfalls höheren Fertigungsaufwand mit sich. Das gilt auch bei einer bekannten Schleifscheibe gemäss der Druckschrift JP-A-2000153 464, de- ren Verstärkung mit einem mehrlagigen Netz fertigungstechnisch aufwändig ist.
Der Erfindung liegt demgegenüber die Aufgabe zugrunde, eine Schleifscheibe der eingangs genannten Art zu schaffen, dass eine Steigerung der Sprenggeschwindigkeit im Betrieb der Schleifscheibe ermöglicht wird.
Diese Aufgabe ist erfindungsgemäss dadurch gelöst, dass durch zumindest einen eingegossenen Kunststoff sowohl ein die Bohrung ausklei- dender Ring als auch diese Verstärkungsschicht in den Schleifscheiben- poren gebildet sind. Als Vergussmasse hat sich ein 2-Komponenten Polyurethansystem als besonders geeignet herausgestellt.
Durch die Verstärkung der Schleifscheibe mit einer geeigneten Verguss- masse wird eine innige Verbindung zwischen ihm und dem porösen Material der Schleifscheibe hergestellt, weil diese bis in die feinsten Scheibenporen einfliessende Vergussmasse ein festes Gefüge mit dem Material der Schleifscheibe sicherstellt. Die Vergussmasse in die Bohrung der rotierenden Schleifscheibe einzugiessen und dabei die Eindringtiefe des Verstärkungsmaterials zu regulieren, ist herstellungstechnisch einfach zu realisieren. Auf diese Weise lässt sich auch die Stärke des die Bohrung auskleidenden Verstärkungsrings innerhalb bestimmter Grenzwerte vari- ieren.
Zur Herstellung der Verstärkung wird die Schleifscheibe erfindungsge- mäss mit vorzugsweise horizontal ausgerichteter Rotationsachse in Drehung versetzt und von beispielsweise 400 rpm (Umdrehungen pro Minu- te) eine bestimmte Menge Vergussmasse in die Bohrung eingegossen, wobei durch Anpassung der Schleuderdrehzahl und/oder der Menge, des Flüssigkeitsgrades und der Aushärtezeit der verwendeten Vergussmasse die Eindringtiefe des Klebstoffs in die Schleifscheibe und die Stärke des Verstärkungsrings innerhalb bestimmter Grenzwerte einstellbar ist.
Es ist hierbei zweckmässig, der Schleifscheibe aussenseitig Dichtungselemente anzubringen, die verhindern sollen, das die eingegossene Vergussmasse seitlich unkontrolliert herausläuft. Die Erfindung ist nachfolgend anhand eines Ausführungsbeispiels unter Bezugnahme auf die Zeichnung näher erläutert. Es zeigt:
Fig. 1 eine Anordnung zum Verstärken einer Schleifscheibe mit einer
Vergussmasse, im Schnitt und schematisch dargestellt, und Fig. 2 eine Seitenansicht der Schleifscheibe.
Die Anordnung gemäss Fig. 1 zeigt eine Schleifscheibe 1 aus porösem keramischen Material, wobei sie vorzugsweise aus Korund hergestellt ist. Anstelle von Korund können selbstverständlich auch andere ähnlich porös strukturierte keramische Materialien in Frage kommen. Die Schleif- Scheibe 1 ist dabei mit einer Bohrung 2 insbesondere für ihre Befestigung auf einer Spindel einer Werkzeugmaschine versehen.
Erfindungsgemäss ist durch zumindest einen eingegossenen Kunststoff sowohl ein die Bohrung 2 auskleidender Ring 2a als auch diese Verstär- kungsschicht 2b in den Schleifscheibenporen V gebildet. Die Schleifscheibe ist aus einem offenen bis hochporösen Gefüge hergestellt, vorteilhaft mit einer Porosität von über 50 Volumenprozenten.
Für den zur Verstärkung der Schleifscheibe vorgesehenen Kunststoff wird vorteilhaft eine Vergussmasse aus einem 2-Komponenten Polyurethansystem verwendet, der sowohl hinsichtlich seiner physikalischen Eigenschaften als auch wegen seiner Wirtschaftlichkeit besonders geeignet ist für die Verwendung Vergussmasse zur Erzeugung des Ringes 2a und zum Füllen der Scheibenporen V im Bereich der ringförmigen Verstärkungsschicht 2b. Selbstverständlich sind auch andere geeignete Vergussmassen verwendbar.
Das Eingiessen der Vergussmasse in die Bohrung 2 der Schleifscheibe 1 erfolgt mittels einer Giesseinrichtung, von welcher nur gerade eine Zu- fuhrdüse 5 dargestellt ist, welche die Vergussmasse in den Bereich der Bohrung 2 leitet. Um ein unkontrolliertes Auslaufen der Vergussmasse nach der Zuleitung in die Bohrung 2 zu verhindern, sind an der Schleif- Scheibe 1 aussenseitig angeordnete Dichtungselemente 8a, 8b vorgesehen.
Zur Herstellung des die Bohrung 2 umgebenden Ringes 2a als auch der Verstärkungsschicht 2b in den Schleifscheibenporen V der Schleifscheibe 1 wird diese durch einen nicht gezeigten Antrieb um die horizontal ausgerichtete Drehachse 6 in Drehung versetzt, während durch die Gies- seinrichtung mit der Zufuhrdüse 5 eine bestimmte Menge Vergussmasse zugeführt wird. Die Schleifscheibe 1 dreht sich dabei mit einer Ge- schwindigkeit von beispielsweise 400 rpm (Umdrehungen pro Minute), wobei die eingegossene Vergussmasse durch die dann wirkende Schleuderkraft in die Poren 1 ' der Schleifscheibe 1 eindringt und sich mit ihrem keramischen Material verbindet. Die dabei erzielbare Eindringtiefe 4 und genauso die Wandstärke 3 des Ringes 2a sind abhängig von der Schleuderdrehzahl und der eingegossenen Menge, sowie auch vom Flüssigkeitsgrad und der Aushärtezeit der verwendeten Vergussmasse. Durch Variieren dieser Grössen lässt sich die Wandstärke 3 bzw. Eindringtiefe der Vergussmasse und die Stärke der Verstärkungsschicht 2b innerhalb bestimmter Grenzwerte regulieren.
Um noch höhere Sprenggeschwindigkeiten zu erreichen, ist es grundsätzlich auch möglich, die Schleifscheibe zusätzlich mit einem eingeklebten Metallring zu verstärken, dies allerdings bei Inkaufnahme eines ent- sprechend höheren apparativen und fertigungstechnischen Aufwands. Ein oder mehrere Metallringe, -drähte oder dergleichen könnten auch beim Eingiessen der Vergussmasse in der Bohrung eingelegt sein und von dem Klebstoff umgössen und nach dem Aushärten in dem Ring 2a eingebettet sein.
Im Prinzip könnte der eingegossene Kunststoff zur Bildung des Ringes als auch der Verstärkungsschicht in den Schleifscheibenporen durch ein schichtweises Eingiessen mit unterschiedlichen Materialien von Vergussbzw. Klebstoff massen gebildet sein.
Auch könnte grundsätzlich ein anderes Verfahren zur Erzeugung der er- findungsgemässen Schleifscheiben angewendet werden, zum Beispiel durch einen Druckguss oder eine Kombination mit einem Schleuderverfahren.

Claims

PATENTANSPRÜCHE
1. Schleifscheibe, vorzugsweise zum Schleifen von Zahnrädern, mit einer für ihre Befestigung dienende Bohrung (2) sowie mit einer Verstär- kungsschicht (7) in Schieifscheibenporen (1 ') versehen ist, dadurch gekennzeichnet, dass
durch zumindest einen eingegossenen Kunststoff sowohl ein die Bohrung (2) auskleidender Ring (2a) als auch diese Verstärkungsschicht (2b) in den Schleifscheibenporen gebildet sind.
2. Schleifscheibe nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass der eingegossene Kunststoff aus einem Zwei- oder Mehrkomponenten Polyurethansystem besteht.
3. Schleifscheibe nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass
die Wandstärke (3) des die Bohrung (2) auskleidenden Ringes (2a) bzw. die Eindringtiefe (4) des Kunststoffes in dieser Verstärkungsschicht (2b) einstellbar sind.
4. Schleifscheibe nach einem der vorhergehenden Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass
die Schleifscheibe mit einem offenen bis hochporösen Gefüge hergestellt ist.
5. Verfahren zum Verstärken einer Schleifscheibe nach einem der vorhergehenden Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Schleifscheibe (1 ) mit vorzugsweise horizontal ausgerichteter Rotationsachse (6) in Drehung versetzt wird und eine bestimmte Menge Vergussmasse als Kunststoff in die Bohrung (2) gegossen wird.
6. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass an der Aussenseite der Schleifscheibe (1) Dichtungselemente (8a, 8b) zum Verhindern eines unkontrollierten Auslaufens der eingegossenen Vergussmasse angebracht sind.
7. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Wandstärke (3) des Ringes (2a) und die Eindringtiefe (4) der Vergussmasse durch Verändern der Schleuderdrehzahl, der Menge und Flüssigkeitsgrad der eingegossenen Vergussmasse und/oder der Aushär¬ tezeit der verwendeten Vergussmasse einstellbar ist.
8. Verfahren nach Anspruch 15, 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, dass
die Schleifscheibe (1 ) mit einer annähernd konstanten Drehzahl von vor- zugsweise 400 rpm (Umdrehungen pro Minute) gedreht wird.
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