Schleifscheibe

Abstract

 Die Erfindung bezieht sich auf eine Schleifscheibe mit einem auf der Scheibenumfangsfläche und zumindest den daran ange­grenzenden Bereichen der Scheibenseitenflächen eines Scheiben­tragkörpers vorgesehenen Schichtbelag aus Diamant, kristalli­nem Bornitrid (CBN) o.dgl. superharten gebundenen Schleif­stoffen für Schleifoperationen mit Beanspruchung der Scheiben­seitenfläche. Um die abgenutzte Belagstärke ausgleichen zu können, ist die Schleifscheibenbreite nachstellbar.

Beschreibung

[0001] Die Erfindung bezieht sich auf eine Schleifscheibe mit einem auf der Schleifscheibenumfangsfläche, zumindest den daran angrenzenden Bereichen der Scheibenseitenflächen und den diese Flächen verbindenden, je nach Schleifangabe gestalteten Über­gangsbereichen eines Scheibentragkörpers vorgesehen Schicht­belag aus Diamant, kristallinem Bornitrid (CBN) o. dgl. super­harten gebundenen Schleifstoffen für Schleifoperationen mit Beanspruchung der Scheibenseitenflächen.

[0002] Es gibt Schleifoperationen, bei denen nicht nur der Umfang einer Schleifscheibe gerade oder unter einem bestimmten Winkel unterhalb 90° zum Spanabtrag benutzt wird, sondern bei welchen auch mit der Schleifscheibenseite geschliffen wird. Typisches Beispiel sind die Lagersitze von Kurbelwellen, wo neben dem Laufsitz der Pleuelstange oder dem Lagersitz der Kurbelwelle selbst, beidseitig Übergangsradien und beidseitig die Lager­schultern 90° zum Sitz zu Schleifen sind. Hierbei werden die Seitenflächen einer auf genaue Sitzbreite kalibrierten Schleifscheibe stark beansprucht, weil die Schulterhöhe mög­lichst schnell eingestochen werden muß. Der entsprechende Verschleiß am Übergangspunkt vom Radius zur Seitenplanfläche der Schleifscheibe wird bei konventionellen insgesamt aus Korund oder Siliziumkarbid bestehenden Schleifscheiben durch häufiges starkes Abrichten am Umfang nachgesetzt und erneuert. Dieses Verfahren führt zu einem hohen Schleifscheibenver­brauch.

[0003] Bei superharten Schleifmitteln, z.B. Diamant oder kubisch kristallinem Bornitrid (CBN) besteht nicht die gesamte Schleifscheibe aus dem Schleifstoff, sondern auf der Scheiben­umfangsfläche eines Tragkörpers und ggf. den daran angrenzen­den Bereichen der Scheibenseitenflächen ist ein Schichtbelag aus dem genannten superharten gebundenen Schleifstoff von wenigen Millimetern aufgetragen. Dies ist aus wirtschaftlichen Gründen wegen des hochwertigen Schleifstoffes notwendig, aber aus technischen Gründen auch möglich, weil mit den härteren Schleifstoffen erfahrungsgemäß höhere Schleifleistungen und eine lange Standzeit zwischen den Abrichtzyklen verwirklicht werden können. Mit z.B. diamant oder CBN-beschichteten Schleifscheiben werden bis zu 1000-fach höhere Standzeiten zwischen den Abrichtvorgängen verwirklicht. Die Abrichtvor­gänge am Umfang betragen nur wenige µm pro Zyklus, so daß die Abnutzbarkeit derartiger Schleifstoffe auf wenige Millimeter begrenzt werden kann.

[0004] Ein bisher ungelöstes Problem ist der Einsatz derartiger Schleifscheiben mit Schichtbelag aus superharten Schleif­stoffen bei Schleifoperationen mit Seitenbeanspruchung der Schleifscheibe. Da die Abrichtvorgänge am Scheibenumfang nur wenige µm pro Zyklus betragen, wird der Übergangspunkt zur Seitenplanfläche der Schleifscheibe nicht genügend erneuert. Die Schleifscheibe wird somit bei jedem Abrichtvorgang schmaler und dadurch verändert sich die geschliffene Sitz­breite, z.B. einer Kurbelwelle, in unerwünschtem Maße.

[0005] Hiervon ausgehend ist es Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Schleifscheibe der gattungsgemäßen Art für Schleifopera­tionen mit Beanspruchung der Scheibenseitenflächen mit der gewünschten erhöhten Genauigkeit einsetzbar zu machen.

[0006] Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß im wesentlichen dadurch gelöst, daß der Schleiftragkörper in zwei axial gegeneinander verstellbare Teilscheibentragkörper unterteilt ist und daß die Teilscheibentragkörper an ihrem Umfang abwechselnd klauenartig ineinandergreifende, den Schichtbelag tragende Schleifsegmente aufweisen. In einfacher Weise wird so durch eine Nachstellbar­keit der Schleifscheibe in der Schleifscheibenbreite um die jeweils abgenutzte Schichtbelagstärke das zuvor geschilderte Problem gelöst. Dadurch daß die Teilscheibentragkörper an ihrem äußeren Umfang klauenartig im wesentlichen über die Gesamtbreite der Schleifscheibe ineinandergreifen, wird nicht nur an der Scheibenumfangsfläche sondern auch an der Scheiben­seitenflächen die erforderliche Schleifoberfläche gebildet.

[0007] Um einen geringen Fugenabstand der abwechselnd klauenartig ineinandergreifenden Schleifsegment zu gewährleisten, sind diese - in Draufsicht - vorzugsweise im wesentlichen dreieckig oder trapezförmig ausgebildet, wobei die größere Basis jeweils am Außenrand des zugehörigen Teilscheibentragkörpers liegt.

[0008] Für eine möglichst gleichmäßige Ausbildung der Schleifober­fläche ist es ferner zweckmäßig, die Schleifsegment beider Teilscheibentragkörper in ihrer Form im wesentlichen identisch untereinander auszubilden.

[0009] Es ist zwar möglich, die Schleifsegmente einstückig mit dem jeweiligen Teilscheibentragkörper auszubilden. Wirtschaft­licher für die Herstellung und den Betrieb ist es jedoch, wenn die Schleifsegmente und/oder der Schichtbelag beispielsweise über Ringnutenverbindungsflächen auf den vorzugsweise metal­lenen Grundkörper der jeweiligen Teilscheibentragkörper fest­gelegt, z.B. aufgekittet, sind. Sie haben dadurch den erfor­derlichen zuverlässigen Sitz beim Betrieb, können andererseits bei Bedarf aber ausgetauscht werden.

[0010] Die Einrichtung zum axialen Verstellen der Teilscheibentrag­körper gegeneinander hat bei einer besonderen Ausgestaltung der Erfindung mehrere auf einem Teilkreis vorzugsweise in gleichem Winkelabstand angeordnete Nachstellelemente. Hier­durch ist, wenn beispielsweise die Nachstellelemente im Winkelabstand von 20° vorgesehen sind, eine gleichmäßige Nach­stellbarkeit unter Einhaltung der erforderlichen Genauigkeit über den gesamten Umfang der Schleifscheibe gewährleistet.

[0011] Die Nachstellelemente können beispielsweise in ihrer Grundform zylindrisch ausgebildet sein und auf einem Teil ihres Außen­umfangs ein mit einem Innengewinde des einen Teilscheibenkör­pers zusammenwirkendes Nachstellgewinde tragen, während ihre freien Stirnflächen jeweils für die Anlage des anderen Teil­scheibenkörpers zur Festlegung der gewünschten Scheibenbreite bestimmt sind. Die genannten Gewinde haben die für die Ge­nauigkeit des Ausgleichs der jeweils abgenutzten Belagsstärke erforderliche Feinheit.

[0012] Dabei können die Nachstellelemente vorzugsweise auf einem anderen Teil ihres Außenumfangs eine Antriebsverzahnung tragen, welche mit einem Antriebszahnring zusammenwirkt. Dieser kann konzentrisch zu den beiden Teilscheibentragkörpern angeordnet und mit allen Nachstellelementen gemeinsam in An­triebsverbindung stehen. Dadurch ist gewährleistet, daß bei geringem baulichem Aufwand die beiden Teilscheibentragkörper über ihren gesamten Umfang einheitlich verstellt werden.

[0013] Der Antriebszahnring kann beispielsweise von einem in dem einen Teilscheibentragkörper gelagerten Antriebsritzel an­treibbar sein. Damit ist auch eine einfache Betätigung der Schleifscheibe zum Ausgleich der abgenutzten Belagstärke gewährleistet.

[0014] Hierzu trägt auch bei, wenn das Antriebstritzel stirnseitig eine Eingriffsvertiefung für ein Antriebswerkzeug aufweist. Das Antriebstritzel kann aber auch an einem Ende seiner Achse beispielsweise als Sechskant o.dgl. ausgebildet sein, damit mit einem Antriebswerkzeug angegriffen werden kann.

[0015] In weiterer Ausgestaltung des Erfindungsgedankens sind die beiden Teilscheibentragkörper mittels Spannschrauben mitein­ander verspannbar, und zwar in jeweils der Position, welche die Stellung der Nachstellelemente zuläßt. In der zusammenge­ spannten Stellung liegt dabei derjenige Teilscheibentrag­körper, welcher das Innengewinde für die Aufnahme der Nach­stellelemente nich aufweist, an den freien Stirnflächen der Nachstellelemente rundum gleichmäßig an.

[0016] Die Nachstellelemente können im wesentlichen hohlzylindrisch ausgebildet und die Spannschrauben durch die Nachstellelemente hindurchgeführt sein. Hierdurch wird eine kompakte und zuver­lässige Lösung gefunden, wobei die beiden Teilscheibentrag­körper vorteilhafterweise immer gerade an den Stellen zu­sammengespannt werden, an welchen auch die Nachstellelemente als Abstandshalter wirksam werden. Dadurch wird hohe Breiten­genauigkeit erzielt.

[0017] Ferner ist es möglich, die Schleifscheibe mit einem Flansch der Schleifspindel festzuverschrauben. Dabei sind vorzugsweise beidseitig des Flanschen der Schleifspindel Schleifspindel­lager vorgesehen. Beim Schleifscheibenwechsel wird der gesamte Spindelsatz gewechselt. Dadurch bleibt der Seitenlauf (Schlag) unverändert, wenn bei Schleifscheibenwechsel z.B. auf eine andere Schleifaufgabe die Schleifmaschine umgerüstet wird.

[0018] Weitere Ziele, Merkmale, Vorteile und Anwendungsmöglichkeiten der vorliegenden Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung von Ausführungsbeispielen anhand der Zeichnung. Dabei bilden alle beschriebenen und/oder bildlich darge­stellten Merkmale für sich oder in beliebiger sinnvoller Kom­bination auch unabhängig von ihrer Zusammenfassung in den Ansprüchen oder deren Rückbeziehung den Gegenstand der Er­findung.

[0019] Es zeigen:

Fig. 1 im Radialschnitt die obere Hälfte einer die Er­findung aufweisenden Schleifscheibe,

Fig. 2 die Ansicht A der Schleifscheibe gemäß Fig. 1,

Fig. 3 einen Teilschnitt durch eine Schleifscheibe gemäß Fig. 1 im Bereich des gemeinsamen Antriebs der Nach­stellelemente,

Fig. 4 in Seitenansicht (teilweise weggebrochen) eine Schleifscheibe gemäß Fig. 1, und

Fig. 5 eine (als Drahtmodelldarstellung wiedergegebene) Schrägansicht einer die Erfindung aufweisenden Schleifscheibe auf einer Schleifspindel mit zwei seitlichen Schleifspindellagern.

[0020] Die für Schleifoperationen mit Beanspruchung der Scheiben­seitenflächen 15 versehene Schleifscheibe 9 trägt auf ihrer Scheibenumfangsfläche 14 und den daran angrenzenden Be­reichen der Scheibenseitenflächen 15 eines Scheibentragkörpers 17 einen Schichtbelag 16 aus Diamant, kristallinem Bornitrid (CBN) o. dgl. superharten gebundenen Schleifstoffen von wenigen Millimetern. Der Scheibenkörper 17 ist in zwei scheibenartige, vorzugsweise metallene Teilscheibentragkörper 1,2 unterteilt, welche axial gegeneinander verstellbar sind und an ihrem äußeren Umfang abwechselnd klauenartig über die Gesamtbreite der Schleifscheibe 9 ineinandergreifende, den Schleifbelag 16 tragende oder aus diesem gebildete Schleif­segmente 3,4 aufweisen. Im dargestellten Fall haben die beiden Teilscheibentragkörper 1, 2 selbst über ihren Umfang verteilte klauenartige Ansätze, welche z.B. mit Diamantkorn oder CBN am Außendurchmesser und den Seiten beschichtet sind. Die kera­misch gebundenen Schleifsegmente 3, 4 sind auf die Teil­scheibentragkörper 1, 2 mit Ringnutenverbindungsflächen 18 aufgekittet. Eine unmittelbare Beschichtung der klauenförmigen Ansätze der beiden Teilscheibentragkörper 1, 2 ist ebenfalls denkbar.

[0021] Zur axialen Verstellung der Teilscheibentragkörper 1, 2 relativ zueinander sind in dem einen Teilscheibentragkörper 1 mehrere - im dargestellten Fall 9 - auf ein- und demselben Teilkreis angeordnete Nachstellelemente 5 vorgesehen, welche auf ihrem zylindrischen Außenumfang in einem Abschnitt ein Nachstellgewinde 5′, welches mit einem Innengewinde 19 des Teilscheibentragkörpers 1 zusammenarbeitet, tragen und in einem dem anderen Teilscheibentragkörper 2 zugewandten Ab­schnitt eine Antriebsverzahnung 5′′. Die Antriebsverzahnungen 5′′ aller Nachstellelemente 5 stehen mit einem Antriebszahn­ring 6 ständig im Eingriff. Der Antriebszahnring 6 wird von einem oder mehreren Antriebsritzeln 7 (vgl. Fig. 2) über dessen Verzahnung 7′ angetrieben. Bei Drehung des Antriebsritzels 7 mittels einem in die Eingriffsvertiefung 21 eingreifenden Werkzeuges werden über den Antriebsring 6 alle Nachstell­elemente 5 gleichmäßig gedreht und über das Nachstellgewinde 5′ um gleiche Beträge verstellt. Mit Spannschrauben 8, welche jeweils durch die hohlzylindrischen Nachstellelemente 5 hindurchgehen, werden die beiden Teilscheibentragkörper 1, 2 in der Weise gegeneinander verspannt, bis der Teilscheiben­tragkörper 2 mit seiner inneren Seitenfläche an den freien Stirnflächen 20 der Nachstellelemente 5 anliegt.

[0022] Die gesamte Schleifscheibe 9 ist mit einer Schleifspindel 10 über einen Flansch 11 mittels Bolzen 22 fest verschraubt (Fig. 1 und 4). Beidseitig der Schleifscheibe 9 sind an der Schleif­spindel 10 Schleifspindellager 12, 13 vorgesehen (Fig. 5) welche als Ringkörper Bestandteil der Schleifspindel 10 sind. Bei Schleifscheibenwechsel wird der gesamte Spindelsatz ge­wechselt. Dabei ist der Seitenlauf (Schlag) unverändert, wenn die Schleifmaschine z.B. auf eine andere Schleifaufgabe umge­rüstet wird.

Bezugszeichenliste:

[0023] 

1 Teilscheibentragkörper

2 Teilscheibentragkörper

3 Segmente

4 Segmente

5 Nachstellelement

5′ Nachstellgewinde

5′′ Antriebsverzahnung

6 Antriebszahnring

7 Antriebsritzel

8 Spannschrauben

9 Schleifscheibe

10 Schleifspindel

11 Flansch

12 Schleifspindellager

13 Schleifspindellager

14 Scheibenumfangsfläche

15 Scheibenseitenfläche

16 Schichtbelag

17 Scheibentragkörper

18 Ringnutenverbindungsflächen

19 Innengewinde

20 Stirnflächen

21 Eingriffsvertiefung

22 Bolzen

Ansprüche

1. Schleifscheibe mit einem auf der Scheibenumfangsfläche (14) zumindest den daran angrenzenden Bereichen der Scheibenseiten­flächen (15) und den diese Flächen verbindenden, je nach Schleifaufgabe gestalteten Übergangsbereichen eines Scheiben­tragkörpers (17) vorgesehen Schichtbelag (16) aus Diamant, kristallinem Bornitrid (CBN) oder dergleichen superharten gebundenen Schleifstoffen für Schleifoperationen mit Bean­spruchung der Scheibenseitenflächen (15), dadurch gekennzeich­net, daß der Scheibentragkörper (17) in zwei axial gegenein­ander verstellbare Teilscheibentragkörper (1, 2) unterteilt ist und daß die Teilscheibentragkörper (1, 2) an ihrem Umfang abwechselnd klauenartig ineinandergreifende, den Schichtbelag (16) tragende Schleifsegmente (3, 4) aufweisen.

2. Schleifscheibe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Schleifsegmente (3, 4) - in Draufsicht - im wesentlichen dreieckig oder trapezförmig ausgebildet sind.

3. Schleifscheibe nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Schleifsegmente (3, 4) beider Teilscheibentragkörper (1, 2) in ihrer Form im wesentlichen identisch untereinander aus­gebildet sind.

4. Schleifscheibe nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeich­net, daß die Schleifsegmente (3, 4) und/oder der Schichtbelag (16) über Ringnutenverbeindungsflächen (18) auf den vorzugs­weise metallenen Grundkörper der jeweiligen Teilscheibentrag­körper (1, 2) festgelegt, z.B. aufgekittet, sind.

5. Schleifscheibe nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Einrichtung zum axialen Verstellen der Teilscheibentragkörper (1, 2) gegeneinander mehrere auf einem Teilkreis, vorzugsweise in gleichem Winkelabstand angeordnete Nachstellelemente (5) aufweist.

6. Schleifscheibe nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Nachstellelemente (5) in ihrer Grundform zylindrisch aus­gebildet sind und auf einem Teil Ihres Außenumfanges ein mit einem Innengewinde (19) des einen Teilscheibenkörpers (1) zu­sammenwirkendes Nachstellgewinde (5′) tragen, während ihre freien Stirnflächen (20) jeweils für die Anlage des anderen Teilscheibenkörpers (2) bestimmt sind.

7. Schleifscheibe nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekenn­zeichnet, daß die Nachstellelemente (5) auf einem anderen Teil ihres Außenumfangs eine Antriebsverzahnung (5′′) tragen, welche mit einem Antriebszahnring (6) zusammenwirkt.

8. Schleifscheibe nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß der Antriebszahnring (6) konzentrisch zu den beiden Teilschei­bentragkörpern (1, 2) angeordnet und mit allen Nachstellele­menten (5) gemeinsam in Antriebsverbindung steht.

9. Schleifscheibe nach Anspruch 7 oder 8, dadurch gekennzeich­net, daß der Antriebszahnring (6) von einem in dem einen Teil­scheibentragkörper (1) gelagerten Antriebsritzel (7) antreib­bar ist.

10. Schleifscheibe nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß das Antriebsritzel (7) stirnseitig eine Eingriffsver­tiefung (21) für ein Antriebswerkzeug aufweist.

11. Schleifscheibe nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden Teilscheibentragkörper (1, 2) mittels Spannschrauben (8) miteinander verspannbar sind.

12. Schleifscheibe nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß die Nachstellelemente (5) im wesentlichen hohlzylindrisch ausgebildet und die Spannschrabuen (8) durch die Nachstell­elemente (5) hindurchgeführt sind.

13. Schleifscheibe nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß sie mit einem Flansch (11) der Schleif­spindel (10) fest verschraubbar ist.

14. Schleifscheibe nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß beidseitig des Flanschen (11) der Schleifspindel (10) Schleifspindellager (12, 13) vorgesehen sind.

Zeichnung