Fächer-Schleifscheibe

Abstract

 Eine Fächer-Schleifscheibe weist ein aus Schleif-Lamellen (6') bestehendes Schleiflamellen-Paket (10') auf. Die Schleif-Lamellen (6') weisen ein Trägergewebe (23) auf, das quasi-spannungsisotrop ausgebildet ist mit einer Zugfestigkeit (24) in Richtung der Kettfäden (24) von 2000 N/50 mm ≤ F24 ≤ 5000 N/50 mm. Es weist weiterhin eine Zugfestigkeit F₂₅ in Richtung der Schussfäden (25) auf von 2000 N/50 mm ≤ F₂₅ ≤ 5000 N/50 mm bei einem Verhältnis von 0,75 ≤ F₂₄/F₂₅ ≤ 1,25. Weiterhin weist das Trägergewebe (23) ein Flächengewicht von 100 bis 400 g/m² auf.

Beschreibung

[0001] Die Erfindung betrifft eine Fächer-Schleifscheibe, die in einer Drehrichtung drehantreibbar ist,

• mit einem Tragteller, der

  -- eine Mittel-Achse,

  -- eine innere Nabe und

  -- einen ringförmigen Randbereich
  aufweist,

• mit Schleiflamellen, die

  -- eine Außenkante und eine Hinterkante aufweisen,

  -- aus kunstharzgebundenem Schleifmittel auf einem Kettfäden und Schussfäden aufweisenden Trägergewebe gebildet sind,

  -- den Tragteller in dessen Umfangsrichtung mit einem Überdeckungswinkel α überdecken, für den gilt: α ≥ 70° und

  -- auf dem Randbereich unter Bildung eines ringförmigen Schleiflamellen-Pakets in gleichen Winkelabständen derart angeordnet sind, dass

  --- die Außenkante einen Teil eines Außenrandes des Schleiflamellen-Pakets begrenzt,

  --- jede Schleiflamelle teilweise von in Drehrichtung vorgeordneten Schleiflamellen überdeckt wird und

  --- die Hinterkante offen liegt.

[0002] Eine derartige Fächer-Schleifscheibe ist aus der EP 1 859 905 A bekannt.

[0003] Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die Schleiflamellen und damit die Fächer-Schleifscheibe so auszubilden, dass über die gesamte Standzeit der Fächer-Scheifscheibe optimale Schleifergebnisse erzielt werden.

[0004] Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst,
dass das Trägergewebe quasi-spannungsisotrop ausgebildet ist, mit einer Zugfestigkeit F₂₄ in Richtung der Kettfäden von 2000 N/50 mm ≤ F₂₄ ≤ 5000 N/50 mm,
mit einer Zugfestigkeit F₂₅ in Richtung der Schussfäden, von 2000 N/50 mm ≤ F₂₅ ≤ 5000 N/50 mm und mit einem Verhältnis von 0,75 ≤ F₂₄/F₂₅ ≤ 1,25 und
dass das Trägergewebe ein Flächengewicht von 100 bis 400 gr/m² aufweist.

[0005] Der Erfindung liegt die Erkenntnis zugrunde, dass die mit konventionellen Fächer-Schleifscheiben erreichbaren Schleifergebnisse über die Standzeit der Fächer-Schleifscheibe sehr unterschiedlich sind. Es wurde erkannt, dass die Zugfestigkeit der Trägergewebe in Richtung der Kettfäden und in Richtung der Schussfäden sehr unterschiedlich ist und dass bei Schleiflamellen, die sich über einen großen Überdeckungswinkel erstrecken, die Richtung der Kettfäden und der Schussfäden in radialer Richtung und in Umfangsrichtung, also um 90° versetzt gegenüber der radialen Richtung, sich mit zunehmendem Abtrag jeder Schleiflamelle ändern, dass also auch die Zugkräfte in Umfangsrichtung, in der im Wesentlichen die Schleifkräfte angreifen, sich verändern. Damit ändert sich der Abtrag der Schleiflamellen. Es wurde weiterhin erkannt, dass sich durch eine Vergrößerung der Zugfestigkeit des Trägergewebes in Richtung der Kettfäden und in Richtung der Schussfäden allein diese Probleme nicht lösen lassen, da das Gewicht des Trägergewebes bei der Anwendung auf Fächer-Schleifscheiben von großer Bedeutung ist. Fächer-Schleifscheiben rotieren mit sehr hohen Geschwindigkeiten. Wenn ein Trägergewebe ein hohes Flächengewicht hat, dann begrenzt dies die Menge des auf die Schleiflamellen und damit auch die Schleifscheibe insgesamt aufbringbaren Schleifmittels auf dem Trägergewebe als Unterlage. Durch die Ausgestaltung des Trägergewebes als quasi-spannungsisotropes Flächengebilde bei sehr niedrigem Flächengewicht werden diese Probleme gelöst. Hierdurch wird erreicht, dass der Verschleiß der ablaufenden Kante, also der Hinterkante, jeder einzelnen Schleiflamelle so eingestellt werden kann, dass diese durch Flusen verschleißt, wenn das darauf haftende Schleifkorn verbraucht wird. Mit anderen Worten heißt dies, dass immer wieder neues Schleifkorn in Schleifeingriff gebracht wird, was voraussetzt, dass zusammen mit dem Verschleiß des Schleifkorns auch ein Verschleiß des Trägergewebes durch Flusen, also durch Auflösen in kleine Fasern oder Faserbündel, erfolgt. Soweit in dieser Anmeldung der Begriff "Trägergewebe" verwendet wird, dann ist damit das rohe Trägergewebe, also das noch nicht, beispielsweise mit Latex, ausgerüstete Trägergewebe gemeint.

[0006] Diese vorteilhaften Effekte der erfindungsgemäßen Kombination werden durch die Weiterbildung nach den Unteransprüchen noch weiter verbessert.

[0007] Die erfindungsgemäßen Maßnahmen sind bei Fächer-Schleifscheiben in den in der Praxis üblichen Maßen von 100 bis 230 mm Durchmesser einsetzbar.

[0008] Weitere Merkmale, Vorteile und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung von Ausführungsbeispielen anhand der Erfindung. Es zeigt

Fig. 1

eine Fächer-Schleifscheibe nach der Erfindung in Draufsicht,

Fig. 2

einen Querschnitt durch die Fächer-Schleifscheibe nach Fig. 1,

Fig. 3

ein Schleifband, aus dem nacheinander Schleiflamellen zu schneiden sind,

Fig. 4

einen Tragteller mit nur einer Schleiflamelle nach Fig. 3 in Draufsicht,

Fig. 5

weitere Ausführungsformen einer Fächer-Schleifscheibe nach der Erfindung in Draufsicht,

Fig. 6

einen Tragteller mit nur einer Schleiflamelle nach Fig. 5,

Fig. 7

ein bogenförmiges Trägergewebe mit Schleifmittel, aus dem Schleiflamellen nach den Fig. 5 und 6 geschnitten werden und

Fig. 8

eine Hand-Schleifmaschine mit einer Fächer-Schleifscheibe nach der Erfindung im Schleifeinsatz.

[0009] Wie sich aus den Fig. 1 und 2 ergibt, weist eine Fächer-Schleifscheibe einen Tragteller 1 mit einer Nabe 2 auf, die eine zentrische, kreisförmige Öffnung 3 aufweist. Die Fächer-Schleifscheibe weist eine zentrale Mittel-Achse 4 auf. Der Tragteller 1 weist einen äußeren ringförmigen Randbereich 5 zur Aufnahme von Schleiflamellen 6 auf. Dieser Randbereich 5 ist mit der Nabe 2 über einen in Richtung der Mittel-Achse 4 des Tragtellers 1 vorstehenden Ringsteg 7 verbunden. Der Randbereich 5 kann radial nach außen entgegen dem Ringsteg 7 geneigt sein, wie Fig. 2 entnehmbar ist.

[0010] Dies hat im dargestellten Ausführungsbeispiel zur Folge, dass die Arbeitsfläche 8 der auf dem Tragteller 1 anzuordnenden Schleiflamellen 6 wieder im Wesentlichen radial und senkrecht zur Mittel-Achse 4 verläuft. Diese Geometrie ergibt sich im vorliegenden Fall daraus, dass von innen nach außen immer mehr Schleiflamellen 6 einander überlappen bzw. überdecken, wie Fig. 1 entnehmbar ist. Die Schleiflamellen 6 sind auf dem Randbereich 5 des Tragtellers 1 mittels einer Klebstoff-Schicht 9 befestigt.

[0011] Wie insbesondere Fig. 1 entnehmbar ist, sind die Schleiflamellen 6 auf dem Tragteller 1 in gleichen Winkelabständen angeordnet, und zwar jeweils drehsymmetrisch in gleicher Lage zum Tragteller 1. Bei dem in Fig. 1 und 2 dargestellten Ausführungsbeispiel entspricht der Außen-Radius R₁₀ des auf dem Tragteller 1 befestigten Schleiflamellen-Pakets 10 dem Krümmungs-Radius R₁₁ der jeweiligen Außenkante 11 der auf dem Tragteller 1 befestigten Schleiflamellen 6, sodass der nach außen über den Randbereich 5 überstehende Außenrand 12 des Schleiflamellen-Pakets 10 kreisförmig ist.

[0012] In Fig. 1 ist eine Schleiflamelle 6 gestrichelt dargestellt; es ist erkennbar, dass sich ihr jeweiliger schleifaktiver Bereich 13 nur von ihrer Hinterkante 14 bis zur nächsten in Drehrichtung 15 der Schleifscheibe voreilend angeordneten Hinterkante 14 erstreckt. Es ist weiterhin erkennbar, dass der Überdeckungswinkel α jeder Schleiflamelle 6 sehr groß ist. Der Überdeckungswinkel α ist der größtmögliche Winkel zwischen zwei sich radial von der Mittel-Achse 4 aus nach außen erstreckenden Geraden 16, 17, die die jeweilige Schleiflamelle 6 nicht mehr schneiden, sie aber an ihrem - bezogen auf die Umfangsrichtung - äußersten Bereich berühren. Im vorliegenden Fall der dreieckigen Schleiflamellen 6 berührt die Gerade 16 die Spitze 18 zwischen der Außenkante 11 und der Innenkante 19, während die Gerade 17 die Spitze 20 zwischen der Innenkante 19 und der Hinterkante 14 berührt. Im Vorliegenden gilt etwa α = 90°.

[0013] Wie aus Fig. 3 hervorgeht, werden die Schleiflamellen 6 aus langen Bändern 21 von Schleifmitteln 22 auf Unterlage geschnitten, wobei es sich bei der Unterlage um ein Trägergewebe 23 handelt, dessen Kettfäden 24 in Längsrichtung des Bandes 21 verlaufen, während die Schussfäden 25 quer hierzu verlaufen.

[0014] In Fig. 4 ist weiter zum besseren Verständnis auf einem Tragteller 1 nur eine Schleiflamelle 6 dargestellt, wobei entsprechend der Darstellung der Kettfäden 24 und der Schussfäden 25 in Fig. 3 deren Lage relativ zum Tragteller 1 erkennbar ist. Die Darstellung zeigt, dass die Kettfäden 24 weder ausgeprägt in Radialrichtung noch ausgeprägt in Tangential- , d. h. Umfangsrichtung, des Tragtellers 1 verlaufen. Für die Schussfäden 25 gilt um 90° verdreht das Entsprechende.

[0015] In den Fig. 5 bis 7 ist eine den Fig. 1, 3 und 4 entsprechende Darstellung für Schleiflamellen 6 enthalten, die in diesem Fall nicht aus einem Band, sondern einem Bogen 26 von Trägergewebe 23 mit kunstharzgebundenem Schleifmittel 22 geschnitten werden. In diesem Fall sind die ein Schleiflamellen-Paket 10' bildenden Schleiflamellen 6' kreisringabschnittsförmig ausgebildet, das heißt sie weisen eine kreisabschnittsförmige Außenkante 11' und eine ebenfalls kreisabschnittsförmige Innenkante 19', eine - bezogen auf die Drehrichtung 15 - vor einer Vorderkante 27 und eine nacheilende Hinterkante 14' auf. Wie Fig. 6 entnehmbar ist, steht die Außenkante 11' wie beim Ausführungsbeispiel nach Fig. 1 bis 4 über den Außenrand des Tragtellers 1' über und weist einen Krümmungs-Radius R11' auf, der dem Radius R10' des Schleiflamellen-Pakets 10' entspricht. Der Tragteller 1' ist in diesem Fall flach bzw. eben als Scheibe ausgebildet, da - wie Fig. 5 entnehmbar ist - die in gleichen Winkelabständen angeordneten Schleiflamellen 6' einander in radialer Richtung jeweils vollständig überdecken und zwar über die volle Umfangs-Erstreckung a'. Die radiale Breite b' ist überall gleich. Wie den Fig. 5 und 6 entnehmbar ist, gilt für den Überdeckungswinkel α in diesem Fall
α > 110°. In den Fig. 5 bis 7 sind auch die Kettfäden 24 und die Schussfäden 25 dargestellt, wobei erkennbar ist, dass sich ihre Richtung relativ zum Radius R bzw. zur um 90° hiergegen versetzten Umfangsrichtung über die Erstreckung a' ändert.

[0016] Wie den Ausführungsbeispielen entnehmbar ist, ist der Überdeckungswinkel α sehr groß. Die Erstreckung a, a', der Schleiflamellen 6, 6' im Bereich ihrer jeweiligen Außenkante 11, 11' ist deutlich größer als ihre Breite b, b' in radialer Richtung, also zur Mittel-Achse 4 hin, wobei bei dem Ausführungsbeispiel nach den Fig. 1 bis 4 diese Breite zur Spitze 18, 18' hin abnimmt. Für die größte Breite b bzw. b' gilt im Verhältnis zur Erstreckung a bzw. a': a ≥ 1,5 b bzw. a' ≥ 2,5 b'.

[0017] Wie sich anschaulich aus den Fig. 4, 5, 6, ergibt, ändert sich die Lage der Kettfäden 24 und der Schussfäden 25 im Bereich der jeweiligen Hinterkante 14, 14' mit dem Abtrag der Schleif-Lamelle 6, 6', und zwar bezogen auf die Radialrichtung bzw. die senkrecht hierzu verlaufende Umfangsrichtung. Dieser Abtrag beim Schleifeinsatz erfolgt im Bereich der Hinterkante 14, 14' und zwar radial nach außen, also zur Außenkante 11 hin, zunehmend. Damit verändern sich die Zugkräfte, die im Wesentlichen in Umfangsrichtung auf die Kettfäden 24 und die Schussfäden 25 wirken. In gleicher Weise verändern sich die Scherkräfte, die jeweils in radialer Richtung und in tangentialer Richtung wirken.

[0018] Diese auf unterschiedliche Schleifleistungen bzw. unterschiedlichen Schleifabtrag der Fächer-Schleifscheibe zurückgehenden Auswirkungen auf ihre Lebenszeit werden dadurch kompensiert, dass die die Unterlage bildenden Trägergewebe 23 quasi-spannungsisotrop ausgebildet sind, ihre Zugfestigkeit, also Reißfestigkeit, in Richtung der Kettfäden 24 und der Schussfäden 25 also angenähert gleich ist. Für die Zug- bzw. Bruchfestigkeit F₂₄ in Richtung der Kettfäden bzw. F₂₅ in Richtung der Schussfäden gilt 0,75 ≤ F₂₄/F₂₅ ≤ 1,25 und bevorzugt 0,9 < F₂₄/F₂₅ ≤ 1,1 und ganz besonders bevorzugt 0,95 ≤ F₂₄/F₂₅ ≤ 1,05.

[0019] Die Zugfähigkeit des Trägergewebes 23 ist in Richtung der Kettfäden 24 und der Schussfäden 25 je im Bereich von 2000 bis 5000 N/50 mm. Diese Zugfestigkeit ist definiert nach DIN 1421. Wesentlich hierbei ist, dass die hohe Zugfestigkeit sowohl in Richtung der Kettfäden 24 als auch der Schussfäden 25 bei gleichzeitig niedrigem Flächengewicht des Trägergewebes 23 von 100 bis 400 g/m² erreicht wird. Das Trägergewebe 23 erhält diese Eigenschaften bevorzugt dann, wenn es in Köperbindung gewebt ist.

[0020] Wie sich aus Fig. 8 ergibt, werden die erfindungsgemäßen Fächer-Schleifscheiben bevorzugt in Hand-Schleifmaschinen 28, und zwar sogenannten Winkel-Schleifmaschinen, eingesetzt. Sie werden hierzu auf eine Abtriebswelle 29 der Schleifmaschine 28 aufgesteckt, die durch die MittelÖffnung 3 hindurchgesteckt wird, sodass die Mittel-Achse 4 des Tragtellers 1 mit der entsprechenden Mittel-Achse der Abtriebswelle 29 zusammenfällt. Die Befestigung der Schleifscheibe auf der Abtriebswelle 29 erfolgt mittels einer Spannmutter 30.

[0021] Der Einsatz der Schleifscheibe erfolgt an einem zu bearbeitenden Werkstück 31 in der Weise, dass die Schleifscheibe mit dem Schleiflamellen-Paket 10 schräg auf dem zu bearbeitenden Werkstück 31 aufgesetzt wird.

Ansprüche

1. Fächer-Schleifscheibe, die in einer Drehrichtung (15) drehantreibbar ist,

- mit einem Tragteller (1), der

-- eine Mittel-Achse (4),

-- eine innere Nabe (2) und

-- einen ringförmigen Randbereich (5)
aufweist,

- mit Schleiflamellen (6, 6'), die

-- eine Außenkante (11, 11') und eine Hinterkante (14, 14') aufweisen,

-- aus kunstharzgebundenem Schleifmittel (22) auf einem Kettfäden (24) und Schussfäden (25) aufweisenden Trägergewebe (23) gebildet sind,

-- den Tragteller (1, 1') in dessen Umfangsrichtung mit einem Überdeckungswinkel α überdecken, für den gilt: α ≥ 70° und

-- auf dem Randbereich (5) unter Bildung eines ringförmigen Schleiflamellen-Pakets (10, 10') in gleichen Winkelabständen derart angeordnet sind, dass

--- die Außenkante (11, 11') einen Teil eines Außenrandes (12) des Schleiflamellen-Pakets (10, 10') begrenzt,

--- jede Schleiflamelle teilweise von in Drehrichtung (15) vorgeordneten Schleiflamellen (6, 6') überdeckt wird und

--- die Hinterkante (14, 14') offen liegt,

dadurch gekennzeichnet,
dass das Trägergewebe (23) quasi-spannungsisotrop ausgebildet ist mit einer Zugfestigkeit F₂₄ in Richtung der Kettfäden (24) von 2000 N/50 mm ≤ F₂₄ ≤ 5000 N/50 mm,
mit einer Zugfestigkeit F₂₅ in Richtung der Schussfäden (25) von 2000 N/50 mm ≤ F₂₅ ≤ 5000 N/50 mm und mit einem Verhältnis von 0,75 ≤ F₂₄/F₂₅ ≤ 1,25 und
dass das Trägergewebe (23) ein Flächengewicht von 100 bis 400 g/m² aufweist.

2. Fächer-Schleifscheibe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass für die Zugfestigkeit F₂₄ des Trägergewebes (23) in Richtung der Kettfäden (24) und die Zugfestigkeit F₂₅ in Richtung der Schussfäden (25) gilt: 0,9 ≤ F₂₄/F₂₅ ≤ 1,1.

3. Fächer-Schleifscheibe nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass für die Zugfestigkeit F₂₄ des Trägergewebes (23) in Richtung der Kettfäden (24) und die Zugfestigkeit F₂₅ in Richtung der Schussfäden (25) gilt: 0,95 ≤ F₂₄/F₂₅ ≤ 1,05.

4. Fächer-Schleifscheibe nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet,
dass für den Überdeckungswinkel α gilt: α ≥ 110°.

5. Fächer-Schleifscheibe nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet,
dass für das Verhältnis der Erstreckung a der Schleiflamellen (6, 6') in Umfangsrichtung des Schleiflamellen-Pakets (10) im Bereich des Außenrandes (12) im Verhältnis zur größten Erstreckung b in Richtung radial zur Mittel-Achse (4) gilt: 1,5 ≤ a/b.

6. Fächer-Schleifscheibe nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet,
dass für das Verhältnis der Erstreckung a' der Schleiflamellen (6') in Umfangsrichtung des Schleiflamellen-Pakets (10') im Bereich des Außenrandes (12) im Verhältnis zur größten Erstreckung b' in Richtung radial zur Mittel-Achse (4) gilt: 2,5 ≤ a'/b'.

7. Fächer-Schleifscheibe nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet,
dass die Außenkante (11, 11') der Schleiflamellen (6, 6') kreisbogenabschnittsförmig gekrümmt ist.

8. Fächer-Schleifscheibe nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet,
dass die Hinterkante (14') der Schleiflamellen (6') geradlinig ausgebildet ist.

9. Fächer-Schleifscheibe nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet,
dass das Trägergewebe (23) eine Köperbindung aufweist.

Zeichnung