Schleiflamelle und Schleifteller mit einer Mehrzahl von solchen

Abstract

 Die Erfindung betrifft eine Schleiflamelle 1 insbesondere für rotierend antreibbare Schleifteller, die dadurch gekennzeichnet ist, dass sie von einer geraden ersten Kante 2, einer zur ersten Kante 2 parallelen zweiten Kante 3, einer konvexen dritten Kante 4 in Form eines Kreisbogens mit einem gegebenen Radius R um einen ersten Mittelpunkt M₁ sowie einer konkaven vierten Kante 5 in Form eines Kreisbogens mit einem dem Radius R der dritten Kante 3 entsprechenden Radius R um einen zweiten Mittelpunkt M₂ umgrenzt ist, wobei der erste Mittelpunkt M₁ und der zweite Mittelpunkt M₂ auf einer Parallelen g zur ersten Kante 2 und zur zweiten Kante 3 versetzt zueinander angeordnet sind.

Beschreibung

[0001] Die Erfindung betrifft eine Schleiflamelle und einen Schleifteller mit einer Mehrzahl von solchen auf einem tellerförmigen Träger, insbesondere für rotierend antreibbare Schleifwerkzeuge.

[0002] In der DE 295 10 727 U1 ist ein Schleifteller beschrieben, der einen auf einer Achse zentriert und um diese drehbaren tellerförmigen Träger mit einem um die Achse angeordneten Nabenabschnitt und mit einem um diesen angeordneten ringförmigen Trägerabschnitt umfasst. Dabei weist der Nabenabschnitt eine Bohrung für den Durchtritt eines Befestigungselementes zur Befestigung an einer Arbeitsspindel einer Arbeitsmaschine auf. Auf dem Trägerabschnitt ist ein ringförmiger Belag, der aus einzelnen Schleiflamellen gebildet ist, mittels eines Klebers befestigt. Dabei sind die Schleiflamellen trapezförmig ausgebildet und einander dachziegelartig überlappend auf dem ringförmigen Trägerabschnitt angeordnet. Durch die trapezförmige Gestalt der Schleiflamellen können diese nicht im Folgeschnitt von einem fortlaufenden Band abgeschnitten werden. Ferner ist eine große Anzahl von derartigen Schleiflamellen erforderlich, um den ringförmigen Trägerabschnitt zu belegen, was einen relativ großen Anstellwinkel jeder einzelnen Schleiflamelle zur Folge hat und somit der Schleifteller über den gesamten Querschnitt relativ dick ist.

[0003] Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, einerseits eine Schleiflamelle vorzuschlagen, bei deren Herstellung minimaler Verschnitt anfällt, und andererseits einen Schleifteller zu schaffen, der eine geringe Anzahl von Schleiflamellen erfordert und der im Randbereich einen hohen Überdeckungsgrad von Schleiflamellen besitzt.

[0004] Diese Aufgabe wird zum einen erfindungsgemäß dadurch gelöst, dass die Schleiflamelle von

• einer geraden ersten Kante,
• einer zur ersten Kante parallelen zweiten Kante,
• einer konvexen dritten Kante in Form eines Kreisbogens mit einem gegebenen Radius um einen ersten Mittelpunkt sowie
• einer konkaven vierten Kante in Form eines Kreisbogens mit einem dem Radius der dritten Kante entsprechenden Radius um einen zweiten Mittelpunkt

umgrenzt ist, wobei der erste Mittelpunkt und der zweite Mittelpunkt auf einer Parallelen zur ersten Kante und zur zweiten Kante versetzt zueinander angeordnet sind.

[0005] Diese Aufgabe wird ferner erfindungsgemäß durch einen Schleifteller gelöst, der dadurch gekennzeichnet ist, dass die Schleiflamellen jeweils von

• einer geraden ersten Kante,
• einer zur ersten Kante parallelen zweiten Kante,
• einer konvexen dritten Kante in Form eines Kreisbogens mit einem gegebenen Radius um einen ersten Mittelpunkt sowie
• einer konkaven vierten Kante in Form eines Kreisbogens mit einem dem Radius der dritten Kante entsprechenden Radius um einen zweiten Mittelpunkt

umgrenzt sind, wobei der erste Mittelpunkt und der zweite Mittelpunkt auf einer Parallelen zur ersten Kante und zur zweiten Kante versetzt zueinander angeordnet sind
und dass dessen Außenkontur von den konvexen dritten Kanten der sich überlappenden Schleiflamellen gebildet ist. Dabei definiert die Außenkontur den Nenn-Außenradius des Schleifwerkzeuges.

[0006] Der Vorteil dieser Form von Schleiflamellen liegt darin begründet, dass sie zu ihrer Herstellung von einem fortlaufenden Band im Folgeschnitt abtrennbar sind, da die jeweils eine Schneidlamelle begrenzenden und einander gegenüberliegenden Kanten jeweils paarweise parallel zueinander verlaufen. Weiterhin vorteilhaft ist, dass - aufgrund der kreisbogenförmigen Kanten - nur eine geringe Anzahl von Schleiflamellen nötig ist, um den ringförmigen Trägerabschnitt des Trägers mit diesen dachziegelartig überlappend zu belegen. Dadurch wird die Herstellung eines erfindungsgemäßen Schleiftellers einfacher und somit kostengünstiger. Ferner ergibt sich durch die geringe Anzahl von Schleiflamellen pro Schleifteller ein kleiner Anstellwinkel der Schleiflamellen relativ zu einer zu der Achse senkrecht verlaufenden Ebene, was wiederum ein besseres Schleifverhalten bewirkt und eine flache Bauweise des Schleiftellers ermöglicht. Ein weiterer Vorteil besteht darin, dass der Überdeckungsgrad eines derartige Schleiflamellen umfassenden Schleiftellers im Randbereich, d.h. dort, wo bei Betrieb des Werkzeuges die höchsten Geschwindigkeiten auftreten und ferner die hauptsächliche Arbeitszone liegt, maximal ist. Das bedeutet, dass dort, wo die Hauptbeanspruchung liegt (am großen Durchmesser), das meiste Material zur Verfügung steht, während dort, wo nur ein geringer Beitrag zur Schleifabtragung geleistet wird (am kleinen Durchmesser), auch weniger Schleifmaterial vorhanden ist. Hierdurch wird eine hohe Standzeit des Schleiftellers erreicht.

[0007] In weiterer Ausgestaltung der Erfindung sind die Schleiflamellen dadurch gekennzeichnet, dass die Radien der die dritten Kanten und die vierten Kanten beschreibenden Kreisbögen in etwa dem Nenn-Außenradius des Schleiftellers entsprechen. Insbesondere ist vorgesehen, dass eine an die dritte Kante angelegte Tangente im Übergangspunkt zu der zweiten Kante dieser angenähert ist. Ferner ist vorgesehen, dass diese zweiten Kanten je einer Schleiflamelle benachbart zur und innerhalb der Außenkontur des Schleiftellers angeordnet sind. Durch die genannten Merkmale wird erreicht, dass der Überdeckungsgrad, der sich gegenseitig überlappenden Schleiflamellen nahe der Außenkontur des Schleiftellers maximal ist. Insbesondere liegen durch die gewählte Ausführungsform auch die geraden zweiten Kanten nahe der Außenkontur des Schleiftellers und tragen mit zum Schleifprozess bei. Dies ist besonders vorteilhaft, da beim Schleifprozess gerade in diesem Bereich nahe der Außenkontur des Schleiftellers die Bearbeitungszone mit den höchsten Relativgeschwindigkeiten und der höchsten Abtragsrate liegt. Demzufolge sind hohe Standzeiten bei gleichzeitig hohen Abtragungsraten möglich. Denkbar ist auch eine Anordnung der Schleiflamellen derart, dass die dritten Kanten den Außenradius des tellerförmigen Trägers geringfügig überragen, damit bei Einsatz des Schleifwerkzeuges unter Verwendung eines großen Anstellwinkels das Werkstück durch die Kante des tellerförmigen Trägers nicht beschädigt wird.

[0008] In weiterer Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, dass die Abstände zwischen der ersten Kante und der Parallelen, welche durch die Mittelpunkte, der die dritte und die vierte Kante beschreibenden Kreisbögen definiert ist, sowie zwischen dieser und der zweiten Kante unterschiedlich groß sind. Von Vorteil bei dieser Ausgestaltung ist, dass die Schleiflamellen eine Sichelform erhalten, deren zugespitzten, zwischen den zweiten und den vierten Kanten gebildeten Enden, im Gegensatz zu den stumpfen von der ersten Kante festgelegten Enden, weiter von der Achse des Schleiftellers entfernt sind. In bevorzugter Konkretisierung der Erfindung ist vorgesehen, dass der Abstand zwischen der ersten Kante und der zweiten Kante gleich groß oder größer als der Radius der die dritte Kante und die vierte Kante beschreibenden Kreisbögen ist. Der Vorteil breiter Schleiflamellen mit großem Abstand zwischen der ersten und der zweiten Kante liegt darin begründet, dass nur eine geringe Anzahl von diesen erforderlich ist, um einen bestimmten Überdeckungsgrad und eine bestimmte Dicke des aus den Schleiflamellen gebildeten Belages für Schleifteller zu erreichen. Denkbar ist aber durchaus auch die Verwendung von Schleiflamellen, bei denen der Abstand zwischen der ersten und der zweiten Kante kleiner ist als der Radius der die dritte und die vierte Kante beschreibenden Kreisbögen. Um Schwingungen bzw. Rattern des Schleiftellers bei Betrieb zu vermeiden, ist vorgesehen, dass die erste Kante nicht in der durch die Mittelpunkte definierten Parallelen enthalten ist, sondern einen Abstand zu dieser aufweist.
Eine bevorzugte Weiterbildung der Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, dass die Länge der ersten bzw. zweiten Kanten in etwa der Breite des ringförmigen Trägerabschnittes entspricht. Dadurch wird sichergestellt, dass beim Schleifprozess die gesamte Breite des tellerförmigen Trägers ausgenutzt werden kann.

[0009] In Konkretisierung der Erfindung ist vorgesehen, dass die Anzahl der mit dem tellerförmigen Träger verbundenen Schleiflamellen zwischen 10 und 40 liegt. Durch die Anzahl der verwendeten Schleiflamellen wird, je nach Anwendungsfall, die Dicke des Schleiftellers und der Anstellwinkel der einzelnen Schleiflamellen beeinflusst. Je mehr Schleiflamellen auf einem Träger angeordnet sind, desto dicker ist der Schleifteller, desto größer ist der Anstellwinkel jeder einzelnen Schleiflamelle und desto größer ist die Standzeit des Werkzeuges.

[0010] Eine bevorzugte Ausführungsform ist dadurch gekennzeichnet, dass die Schleiflamellen mittels einer Verklebung oder eines Gießharzes mit dem Trägerabschnitt des Trägers verbunden sind. Dabei bietet die Sichelform der Schleiflamellen den besonderen Vorteil, dass die Schleiflamellen nahezu über die gesamte Länge der konkaven vierten Kanten mit dem Trägerabschnitt fest verklebt werden können.

[0011] Eine einfache und kostengünstige Herstellung der einzelnen Schleiflamellen ergibt sich dadurch, dass diese von einem fortlaufenden Band mit einer definierten Breite mittels eines Schneidwerkzeuges abgeschnitten werden. Dabei entspricht die Breite des Bandes dem zwischen der ersten und der zweiten Kante der Schleiflamelle gebildeten Abstand.

[0012] Ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel ist in der Zeichnung schematisch dargestellt.

[0013] Es zeigt

Figur 1

eine Draufsicht einer erfindungsgemäßen Schleiflamelle,

Figur 2

eine Draufsicht auf ein Band als Ausgangsprodukt für erfindungsgemäße Schleiflamellen,

Figur 3

eine Anordnung von vier Schleiflamellen auf einem Kreisring und

Figur 4

eine perspektivische Ansicht eines erfindungsgemäßen Schleiftellers mit Schleiflamellen, teilweise geschnitten.

[0014] Aus Figur 1 ist die Schleiflamelle 1 ersichtlich. Diese besitzt eine gerade erste Kante 2, eine dieser gegenüberliegende und parallel verlaufende gerade zweite Kante 3, eine konvexe und um einen ersten Mittelpunkt M₁ kreisbogenförmig verlaufende dritte Kante 4 sowie eine dieser parallel gegenüberliegende und um einen zweiten Mittelpunkt M₂ kreisbogenförmig verlaufende, konkave vierte Kante 5. Dabei besitzen die Kreisbögen der dritten Kante 4 und der vierten Kante 5 den gleichen Radius R. Die Mittelpunkte M₁, M₂ sind auf der Geraden (Parallelen) g zu der ersten Kante 2 bzw. zu der zweiten Kante 3 versetzt angeordnet, so dass die Länge dieser Kanten 2, 3 dem Abstand der Mittelpunkte M₁, M₂ zueinander entspricht.

[0015] Die Schleiflamelle 1 ist derart gestaltet, dass die konvexe dritte Kante 4 in die gerade zweite Kante 3 übergeht. Dabei ist die zweite Kante 3 innerhalb des Kreises, der durch einen Bogen mit Radius R um den Mittelpunkt M₁ beschrieben wird, jedoch unmittelbar zu diesem benachbart, angeordnet. Der Abstand A der ersten Kante 2 zur zweiten Kante 3 ist größer als der Radius R des Kreises, so dass zwischen der ersten Kante 2 und der Parallelen g ein Versatz B gebildet ist.

[0016] Figur 2 zeigt ein Band 6 mit zwei begrenzenden, parallel zueinander angeordneten Kanten 7, 8, welche die Breite A des Bandes definieren. Zur Herstellung der Schleiflamellen 1, 1", 1''' wird das Band 6, bei konstantem Vorschub, intermittierend mittels eines Schneidwerkzeuges abgetrennt. Dabei stellt die dritte Kante 4, der zuerst abgeschnittenen Schleiflamelle 1 gleichzeitig die vierte Kante 5' der folgenden abzutrennenden Schleiflamelle 1' dar. Ferner entspricht die Länge der ersten Kante 2 beziehungsweise der zweiten Kante 3 der Länge des Vorschubes zwischen zwei Schnitten. Das Schneidwerkzeug ist kreisbogenförmig mit Radius R um den Mittelpunkt M₁ (= M₂) gestaltet. Der Mittelpunkt M₁ des durch den Kreisbogen beschriebenen Kreises mit Radius R liegt innerhalb der Breite A des Bandes 6, benachbart zu der zweiten Kante 8.

[0017] Aus Figur 3 geht die Anordnung von vier Schleiflamellen 1, 1', 1", 1''' zu einem Ring 9 hervor. Dabei sind die Schleiflamellen 1, 1', 1", 1''' derart einander überlappend angeordnet, dass die kreisbogenförmigen dritten Kanten 4 die Außenkontur des Ringes 9 bilden. Der Innenradius des Ringes 9 wird durch den kürzesten Abstand der konkaven vierten Kanten 5 zum Mittelpunkt M₁ definiert. Es ist ersichtlich, dass die vierten Kanten 5 ausgehend vom Berührpunkt mit dem inneren Radius hin zur zweiten Kante 3 sich vom Mittelpunkt M₁ entfernen. Daraus folgt, dass der Überdeckungsbereich 10 zweier sich dachziegelartig überlappender Schleiflamellen 1, 1''' im Außenbereich des Ringes 9 liegt. Folglich nimmt - bei einer großen Anzahl von Schleiflamellen - der Überdeckungsgrad, d. h. die Anzahl der einander überlappenden Schleiflamellen 1, ausgehend vom Innenradius hin zum Außenradius des Ringes 9, zu.

[0018] Aus Figur 4 geht ein erfindungsgemäßer Schleifteller 11 mit Schleiflamellen 1 in perspektivischer Ansicht und teilweise geschnitten hervor. Dieser umfasst einen tellerförmigen Träger 12, der auf einer Achse x zentriert angeordnet ist und der einen Nabenabschnitt 13 mit einer auf der Achse x zentriert angeordneten Bohrung 14 sowie einen sich an diesen anschließenden ringförmigen Trägerabschnitt 15 aufweist, ferner ein ringförmiges Schutzelement 16 sowie Schleiflamellen 1. Der tellerförmige Träger 12 kann aus Metall, aus harzgebundenen Schleiffasergewebelagen oder aus einem Vulkanfiber bestehen. Er ist um die Achse x von einer Arbeitsmaschine drehend antreibbar. Die Bohrung 14 des Nabenabschnittes 13 ist für den Durchtritt eines nicht dargestellten Befestigungselementes zur Befestigung des Schleiftellers 11 an einer Arbeitsspindel der Arbeitsmaschine vorgesehen. Das ringförmige Schutzelement 16 ist um den Außenumfang des tellerförmigen Trägers 12 angeordnet. Es besitzt einen im wesentlichen L-förmigen Querschnitt, so dass es den tellerförmigen Träger 12 in radialer Richtung begrenzt. Das Schutzelement 16 ist aus Kunststoff hergestellt und dient dazu, einer Beschädigung der zu bearbeitenden Werkstückoberfläche, insbesondere bei großen Anstellwinkeln des Schleiftellers, zu verhindern.

[0019] Auf dem ringförmigen Trägerabschnitt 15 des Trägers 12 sind die Schleiflamellen 1 einander dachziegelartig überlappend mittels einer Verklebung oder eines Gießharzes befestigt. Der Außendurchmesser des durch die Schleiflamellen 1 gebildeten Ringes ist geringfügig größer als der Außendurchmesser des Trägers 12 zusammen mit dem ringförmigen Schutzelement 16. Dies hat den Vorteil, dass beim Schleifprozess unter Verwendung großer Anstellwinkel des Schleiftellers 11 der tellerförmige Träger 12 bzw. das Schutzelement 8 nicht in Kontakt mit dem zu bearbeitenden Werkstück kommen. Es ist ersichtlich, dass der Überdeckungsgrad der einander überlappender Schleiflamellen 1 ausgehend von der Achse x hin zum Außenradius des Schleiftellers 11 zunimmt. Dies ist besonders vorteilhaft, da gerade im Randbereich des Schleiftellers 11 die höchsten Bahngeschwindigkeiten und somit die Hauptbearbeitungszone liegt. Die Querschnittsform des Überdeckungsbereiches 10 der Schleiflamellen 1 ist demnach dem Abnutzungsgrad bei Betrieb des Schleiftellers 11 angepasst. Dies hat eine hohe Standzeit des Schleiftellers 11 zur Folge.

Bezugszeichenliste

[0020] 

1, 1', 1'', 1'''

Schleiflamelle

2

erste Kante

3

zweite Kante

4

dritte Kante

5

vierte Kante

6

Band

7

erste Kante

8

zweite Kante

9

Ring

10

Überdeckungsbereich

11

Schleifteller

12

tellerförmiger Träger

13

Nabenabschnitt

14

Bohrung

15

ringförmiger Trägerabschnitt

16

Schutzelement

g

Gerade (Parallele)

x

Achse

A

Abstand / Breite des Bandes

B

Versatz

M₁

erster Mittelpunkt

M₂

zweiter Mittelpunkt

R

Radius

Ansprüche

1. Schleiflamelle (1), insbesondere für rotierend antreibbare Schleifteller (11),
dadurch gekennzeichnet,
dass sie von

- einer geraden ersten Kante (2),

- einer zur ersten Kante (2) parallelen zweiten Kante (3),

- einer konvexen dritten Kante (4) in Form eines Kreisbogens mit einem gegebenen Radius (R) um einen ersten Mittelpunkt (M₁) sowie

- einer konkaven vierten Kante (5) in Form eines Kreisbogens mit einem dem Radius (R) der dritten Kante (3) entsprechenden Radius (R) um einen zweiten Mittelpunkt (M₂)

umgrenzt sind, wobei der erste Mittelpunkt (M₁) und der zweite Mittelpunkt (M₂) auf einer Parallelen (g) zur ersten Kante (2) und zur zweiten Kante (3) versetzt zueinander angeordnet sind.

2. Schleifteller (11) mit einem tellerförmigen Träger (12), der rotierend um eine Achse (x) antreibbar ist, und mit einer Mehrzahl von Schleiflamellen (1), die sich teilweise überlappend auf einem ringförmigen, auf der Achse zentrierten Trägerabschnitt (15) des Trägers (12) befestigt sind,
dadurch gekennzeichnet,
dass die Schleiflamellen (1) jeweils von

- einer geraden ersten Kante (2),

- einer zur ersten Kante (2) parallelen zweiten Kante (3),

- einer konvexen dritten Kante (4) in Form eines Kreisbogens mit einem gegebenen Radius (R) um einen ersten Mittelpunkt (M₁) sowie

- einer konkaven vierten Kante (5) in Form eines Kreisbogens mit einem dem Radius (R) der dritten Kante (3) entsprechenden Radius (R) um einen zweiten Mittelpunkt (M₂)

umgrenzt ist, wobei der erste Mittelpunkt (M₁) und der zweite Mittelpunkt (M₂) auf einer Parallelen (g) zur ersten Kante (2) und zur zweiten Kante (3) versetzt zueinander angeordnet sind
und dass dessen Außenkontur von den konvexen dritten Kanten (4) der sich überlappenden Schleiflamellen (11) gebildet ist.

3. Schleifteller nach Anspruch 2,
dadurch gekennzeichnet,
dass die Radien (R) der die dritte Kante (4) und die vierte Kante (5) beschreibenden Kreisbögen der Schleiflamelle in etwa dem Nenn-Außenradius des Schleiftellers (11) entsprechen.

4. Schleiflamelle nach Anspruch 1 oder Schleiflamelle für einen Schleifteller nach Anspruch 2,
dadurch gekennzeichnet,
dass eine Tangente der dritten Kante (4) im Übergangspunkt zu der zweiten Kante (3) dieser angenähert ist.

5. Schleifteller nach Anspruch 2,
dadurch gekennzeichnet,
dass die zweiten Kanten (3) je einer Schleiflamelle (1) benachbart zur und innerhalb der Außenkontur des Schleiftellers (11) angeordnet sind.

6. Schleiflamelle nach Anspruch 1 oder Schleiflamelle für einen Schleifteller nach Anspruch 2,
dadurch gekennzeichnet,
dass der Abstand (A) zwischen der ersten Kante (2) und der zweiten Kante (3) gleich groß oder größer als der Radius (R) der die dritte Kante (4) und die vierte Kante (5) beschreibenden Kreisbögen ist.

7. Schleiflamelle nach Anspruch 1 oder Schleiflamelle für einen Schleifteller nach Anspruch 2,
dadurch gekennzeichnet,
dass die Abstände zwischen der ersten Kante (2) und der Parallelen (g), welche durch die Mittelpunkte (M₁, M₂) der die dritte und die vierte Kante (4, 5) beschreibenden Kreisbögen definiert ist, sowie zwischen dieser und der zweiten Kante (3) unterschiedlich groß sind.

8. Schleifteller nach Anspruch 2,
dadurch gekennzeichnet,
dass die Länge der ersten bzw. zweiten Kanten (2, 3) in etwa der Breite des ringförmigen Trägerabschnittes entspricht.

9. Schleifteller nach Anspruch 2,
dadurch gekennzeichnet,
dass die Anzahl der mit dem tellerförmigen Träger (12) verbundenen Schleiflamellen (1) zwischen 10 und 40 liegt.

10. Schleifteller nach Anspruch 2,
dadurch gekennzeichnet,
dass die Schleiflamellen (1) mittels einer Verklebung oder eines Gießharzes mit dem Trägerabschnitt (15) des Trägers (12) verbunden sind.

11. Schleiflamelle nach Anspruch 1 oder Schleiflamelle für einen Schleifteller nach Anspruch 2,
dadurch gekennzeichnet,
dass diese von einem fortlaufenden Band (6) mit einer definierten Breite (A) mittels eines Schneidwerkzeuges abgeschnitten ist.

12. Schleiflamelle nach Anspruch 1 oder Schleiflamelle für einen Schleifteller nach Anspruch 2,
dadurch gekennzeichnet,
dass die Breite (A) des Bandes (6) dem zwischen der ersten und der zweiten Kante (2, 3) der Schleiflamelle (1) gebildeten Abstand entspricht.

Zeichnung