Schleifkörper

Abstract

 Die Erfindung betrifft einen Schleifkörper für rotierende Schleifmaschinen, insbesondere zum Schleifen von Stein, mit auf dem Schleifkörper angeordneten flexiblen Schleifmitteln.
Um einen Schleifkörper zu schaffen, bei dem die unregelmäßige Abnutzung der flexiblen Schleifmittel reduziert wird, wird im Rahmen der Erfindung vorgeschlagen, dass innerhalb eines gedachten Abrasionsdreiecks die Konzentration der Schleifmittel hoch und innerhalb eines gedachten ebenfalls dreieckförmigen Abrasionsschattens die Konzentration der Schleifmittel gering ist.

Beschreibung

[0001] Die Erfindung betrifft einen Schleifkörper für rotierende Schleifmaschinen, insbesondere zum Schleifen von Stein, mit auf dem Schleifkörper angeordneten flexiblen Schleifmitteln.

[0002] Derartige Schleifkörper weisen flexible Schleifmittel in Form von flexiblen Borsten oder flexiblen lippen- oder lamellenartigen, kegelförmigen, zylinderformigen Elementen aus Silikon oder Kautschuk auf, die jeweils mit den bekannten Abrasivmitteln Diamant, Siliziumcarbid (Korund), Aluminiumoxid, etc. durchsetzt sind oder aus Metall bestehen.

[0003] Sie werden mit einer rotierenden Schleifmaschine verbunden, um Materialien wie Stein zu bürsten, schleifen bzw. zu polieren oder auf sonstige Art zu bearbeiten, z.B. antikieren oder satinieren. Die flexiblen Schleifmittel können sowohl fest mit dem Schleifkörper verbunden sein als auch als Einzelsegmente in Steckschuhen auf einer (in der Regel kreisförmigen) Platte des Schleifkörpers angeordnet sein, wobei letztere Variante insofern von Vorteil ist, als die Schleifmittel ausgetauscht werden können, wenn sie abgenutzt sind.

[0004] Problematisch ist bei derartigen Schleifkörpern die unregelmäßige Abnutzung der Schleifmittel, die dazu führt, daß in den am stärksten beanspruchten Bereichen des Schleifkörpers die Schleifmittel bereits abgenutzt sind, wenn in den weniger beanspruchten Bereichen des Schleifkörpers die Schleifmittel noch in sehr gutem Zustand sind.

[0005] Dies ist in zweifacher Hinsicht nachteilig: Zum einen verursachen die nicht oder weniger abgenutzten Schleifmittel Kosten und zum anderen - was viel wichtiger ist - stellen sie ein Schleifhindernis dar. Es ist ein viel höherer Schleifdruck erforderlich, um den Gegendruck der nicht oder weniger abgenutzten Schleifmittel zu überwinden und die bereits teilweise abgenutzten Schleifmittel mit einem ausreichenden Druck an das Werkstück anzupressen.

[0006] Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Schleifkörper zu schaffen, bei dem die unregelmäßige Abnutzung der flexiblen Schleifmittel reduziert wird.

[0007] Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß bei einem flexiblen Schleifkörper gemäß dem Oberbegriff dadurch gelöst, daß innerhalb eines gedachten Abrasionsdreiecks die Konzentration der Schleifmittel hoch und innerhalb eines gedachten ebenfalls dreieckförmigen Abrasionsschattens die Konzentration der Schleifmittel gering ist.

[0008] Der Erfindung liegt die Erkenntnis zugrunde, daß vier Kräfte auf den Schleifkörper einwirken können:

• Die Rotations-Fliehkraft wirkt vom Zentrumspunkt des Schleifkörpers nach außen. Sie drückt die Einzelsegmente in die Steckschuhe und bewirkt den Auswurf von Wasser und Abrieb.
• Die Rotations-Schubkraft tritt nur auf a.) beim Anlauf der Rotation und b.) beim Arbeiten aufgrund der bremsenden Wirkung, die zwischen dem Schleifkörper und der zu schleifenden Werkstückoberfläche entsteht. Im Rotationsleerlauf tritt keine Rotations-Schubkraft auf.
• Die Vorschubkraft des Werkstücks, wenn sich dieses relativ zu dem Schleifkörper bewegt.
• Die Vorschubkraft des Schleifkörpers, wenn sich dieser über eine unbewegliche Werkstückoberfläche bewegt.

[0009] Beim Zusammenwirken dieser Rotations- und Schubkräfte werden die Schleifkörper an zwei Achsen hauptsächlich beansprucht. Dies sind:

• Der Außenkreis des Schleifkörpers und
• Die Seite des Schleifkörpers, die in der Drehrichtung des Schleifkörpers zuerst beansprucht wird.

[0010] Wenn man diese beiden hauptsächlich bzw. zuerst beanspruchten Achsen als Kathoden ansieht und die äußeren Eckpunkte miteinander verbindet (Hyptotenuse), bildet sich ein in etwa rechtwinkliges Dreieck, das als Abrasionsdreieck bezeichnet werden kann. Der Hauptangriffspunkt der Abrasion - nachfolgend als "Kämpferpunkt" bezeichnet -liegt dort, wo sich die beiden Katheden treffen. Die Abrasion nimmt von dem Kämpferpunkt zur Hypotenusenseite hin ab.

[0011] Jenseits der Hypotenusenseite (also außerhalb des Abrasionsdreiecks) befindet sich ein Bereich, in dem kaum oder keine Abrasion erfolgt, der sogenannte Abrasionsschatten, welcher ebenfalls in etwa die Form eines rechtwinkligen Dreiecks aufweist. Flexible Schleifmittel werden in diesem Bereich nicht genügend abgerieben, biegen sich und bleiben deshalb höher stehen, während die in dem Abrasionsdreieck angeordneten Schleifmittel abgenutzt werden. Hieraus resultiert ein über die Nutzungsdauer des Schleifkörpers immer größer werdender Unterschied der Länge der Schleifmittel mit den oben beschriebenen Nachteilen.

[0012] Mit anderen Worten nimmt die Wirkung der Abrasion eines Schleifmittels aufgrund der abnehmenden Umdrehungsgeschwindigkeit von dem zuerst berührten Angriffspunkt, an dem das Schleifmittel auf das zu schleifende Material auftrifft, bis zum zuletzt berührten Auslaufpunkt des Schleifmittels ab. Gleichzeitig nimmt die Wirkung des Schleifmittels auch von der Außenseite des Schleifkörpers zu dessen Zentrum hin ab.

[0013] Aus dieser Erkenntnis heraus wird daher das flexible Schleifmittels so ausgebildet, daß in dem Bereich, an denen die Abnutzung des Schleifmittels am stärksten ist, dem Abrasionsdreieck, die Konzentration des Schleifmittels auch am größten ist und daß die Konzentration des Schleifmittels im Bereich des Schleifschattens geringer ist. Durch diese Ausbildung der Schleifmittel wird einer unregelmäßigen Abnutzung der Schleifmittel entgegengewirkt und die Wirkung des flexiblen Schleifkörpers wesentlich verbessert.

[0014] Eine Weiterbildung der Erfindung besteht darin, daß im Bereich des Abrasionsschattens keine Schleifmittel vorhanden sind.

[0015] Es ist zweckmäßig, daß die Hypotenuse des gedachten Abrasionsdreiecks konkav und die Ankatheten des Abrasionsdreiecks konvex ausgebildet sind.

[0016] Eine Weiterbildung der Erfindung besteht darin, daß die Schleifmittel in Gruppen mit dazwischen angeordneten Freiräumen untergliedert sind.

[0017] Diese Ausgestaltung verbessert die Elimination von Wasser und Abrieb aus den Schleifmitteln aufgrund der Zentrifugalkraft.

[0018] Eine Weiterbildung der Erfindung besteht darin, daß die Schleifmittel als Einzel-Tausch-Segmente auswechselbar auf dem Schleifkörper angeordnet sind.

[0019] Weiterhin ist es vorteilhaft, daß im Zentrum des Schleifkörpers eine Sechskantbohrung angeordnet ist.

[0020] Diese Sechskantbohrung hat zwei Funktionen: Zum einen dient sie dem schnellen und sicheren Wechsel des Schleifkörpers in der Werkzeugaufnahme des rotierenden Schleifwerkzeuges und zum anderen kann durch diese Sechskantbohrung Wasser zugeführt werden, das sich dann vom Zentrum nach außen hin verteilt. Dieses Wasser dient sowohl als Kühlmittel, um der Reibungswärme entgegenzuwirken als auch zum Abtransport des Abriebes.

[0021] Nachfolgend wird die Erfindung anhand eines Ausführungsbeispiels näher erläutert.

[0022] Es zeigen

Fig. 1

die Entwicklung des dynamischen Abrasionsdreiecks bzw. Abrasionsschattens,

Fig. 2

die Übertragung des dynamischen Abrasionsdreiecks auf unterschiedliche Schleifkörperformen,

Fig. 3

eine Detailzeichnung eines erfindungsgemäßen zylindrischen Schleifkörpers mit Schleifmittelsegmenten,

Fig. 4

die erfindungsgemäße Anpassung von Schleifkörpem vom Typ München und vom Typ Cassani,

Fig. 5

die erfindungsgemäße Anpassung von Schleifkörpern vom Typ Frankfurt,

Fig. 6

die erfindungsgemäße Anpassung von Schleifkörpern vom Typ Fickert Wackelkopf in verschiedenen Längen.

[0023] In Fig. 1 ist die Entwicklung des dynamischen Abrasionsdreiecks (AD) bzw. Abrasionsschattens (AS) dargestellt.

[0024] Die Rotations-Fliehkraft (RF) wirkt vom Zentrum (vZ) des Schleifkörpers nach außen. Die Rotations-Schubkraft (RS) (hier bei Drehrichtung rechts) wirkt senkrecht dazu und ist dort am größten, wo der Schleifkörper auf das Werkstück auftrifft. Diese beiden Achsen bilden die Katheten des Abrasionsdreiecks (AD), die durch die Hypotenuse miteinander verbunden werden. Die Abrasion ist am Hauptangriffspunkt - dem sogenannten Kämpferpunkt (KP) - am größten. Das Abrasionsdreieck (AD) ist somit in erster Annäherung ein rechtwinkliges Dreieck, ebenso wie der sich an die Hypotenuse anschließende Abrasionsschatten (AS). Abrasionsdreieck (AD) und Abrasionsschatten (AS) bilden zusammen genommen ein Quadrat (Fig. 1 a).

[0025] Nun werden das Abrasionsdreieck (AD) und der Abrasionsschatten (AS) auf einen zylindrischen Schleifkörper übertragen, so daß es auf die Außenkante des Schleifkörpers ausgerichtet wird (Fig. 1b).

[0026] Fig. 1c zeigt schließlich die dynamisierte Form des Abrasionsdreiecks (AD), bei der die Hypotenuse konkav und die Katheten konvex ausgebildet sind, was durch Abrasionsdiagrammlinien bestimmt wird, die in Abhängigkeit von Umdrehungsgeschwindigkeit des Schleiftellers und Vorschubgeschwindigkeit des Materials bzw. der Schleifmaschine mehr oder weniger stark ausgeprägt sein können.

[0027] Fig. 2a zeigt, wie die Konzentration der Schleifmittel eines Schleifkörpers der bekannten Form Frankfurt (FormF) abc mit flexiblen Schleifmitteln durch Einfügen in dieses gedachte dynamische Abrasionsdreieck (AD) ABC erfindungsgemäß angepaßt wird. Der Schleifkörper wird hierfür an der Außenkante des Schleifkörpers ausgerichtet und es wird eine hohe Schleifmittelkonzentration dort vorgesehen, wo sich die Form Frankfurt (FormF) abc mit dem Abrasionsdreieck (AD) überlappt (schraffierter Bereich). In dem nicht schraffierten Bereich des Schleifkörpers liegen dagegen nur wenige oder gar keine Schleifmittel vor. Entsprechendes zeigen die Fig. 2b, 2c und 2d für die bekannten Formen München (FormM), Cassani (Form) und Fickert (FormFi)/Fickert Wackelkopf (FormFiW). Bei dem Fickert Wackelkopf (Fig. 2d) pendelt die Schub-Kraftlinie a zwischen den beiden Längsseiten der Fickert-Form (FormFi) hin und her. Es ergibt sich hierdurch eine gewölbte Form der Schleifmittel, die nur linienförmigen Kontakt zum Werkstück hat. Das dynamische Abrasionsdreieck (AD) wird hierbei weitestgehend ausgenutzt; lediglich in Richtung des Zentrums des Schleifkörpers ergibt sich ein kleiner Bereich, in dem keine (oder nur sehr wenige) Schleifmittel vorliegen sollten.

[0028] Fig. 3 zeigt einen erfindungsgemäßen zylindrischen Schleifkörper (1), der einteilig hergestellt wird und 10 Schleifmlttelsegmente (ESS) aufweist, die gleichmäßig über die Kreisfläche verteilt sind. Es ist zu erkennen, daß jeweils zwei Einzelschleifsegemente (ESS) zusammen die Form eines dynamischen Abrasionsdreiecks abdecken. Die Anzahl der Schleifmittelsegmente (ESS) ist variabel und kann der Größe des Schleifkörpers (1) angepaßt werden.

[0029] Der zwischen den beiden Einzelschleifsegmenten (ESS) angeordnete Freiraum dient der zusätzlichen Wasserführung, um ein Aufbrennen zu verhindern und um die Flexibilität des Schleifkörpers zu erhalten.

[0030] Im Zentrum des Schleifkörpers (1) ist eine Sechskantbohrung (3) angeordnet, die zum leichteren Lösen des Schleifkörpers (1) aus der Aufnahme dient.

[0031] Fig. 4 zeigt die erfindungsgemäße Anpassung von Schleifkörpern vom Typ München (FormM) in Fig. 4a und vom Typ Cassani (FormC) in Fig. 4b, wobei ebenfalls mehrere Schleifmittelsegmente zusammen die dynamisierte Grundform des Abrasionsdreiecks ergeben. Auch hier dient der Freiraum zwischen den Schleifmittelsegmenten der zusätzlichen Wasserführung.

[0032] Entsprechendes zeigt Fig. 5 für Schleifkörper vom Typ Frankfurt (FormF), bei denen wiederum ein Freiraum zwischen den einzelnen Schleifmittelsegmenten der zusätzlichen Wasserführung dient.

[0033] Fig. 6 zeigt schließlich, wie Schleifkörper vom Typ Fickert Wackelkopf (FormFiW) in verschiedenen Längen (FormFiW90, FormFiW140, FormFiW170, FormFiW200) an die dynamisierte Form des Abrasionsdreiecks angepaßt werden.

Bezugszeichenliste:

[0034] 

RS

Rotations-Schubkraft-Achse/Richtung

RF

Rotations-Fliehkraft-Richtung/Achse

AD

Abrasions-Dreieck

AS

Abrasions-Schatten

vZ

vom Zentrum

KP

Kämpferpunkt

FormF

Form Frankfurt

FormM

Form München

FormC

Form Cassani

FormFi

Form Fickert

FormFiW

Form Fickert Wackelkopf

RSrS

Rotations-Schubkraft-Achse/Richtung bei runden Schleifplatten und Drehrichtung rechts

ESS

Einzelschleifmittelsegment

1

Schleifkörper

3

Sechskantbohrung

FormFiW90

Form Fickert Wackelkopf 90 mm

FormFilW40

Form Fickert Wackelkopf 140 mm

FormFiW170

Form Fickert Wackelkopf 170 mm

FormFiW200

Form Fickert Wackelkopf 200 mm

Ansprüche

1. Schleifkörper für rotierende Schleifmaschinen, insbesondere zum Schleifen von Stein, mit auf dem Schleifkörper angeordneten flexiblen Schleifmitteln, dadurch gekennzeichnet, daß innerhalb eines gedachten Abrasionsdreiecks die Konzentration der Schleifmittel hoch und innerhalb eines gedachten ebenfalls dreieckförmigen Abrasionsschattens die Konzentration der Schleifmittel gering ist.

2. Schleifkörper (1) gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß im Bereich des Abrasionsschattens keine Schleifmittel vorhanden sind.

3. Schleifkörper gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Hypotenuse des gedachten Abrasionsdreiecks konkav und die Ankatheten des Abrasionsdreiecks konvex ausgebildet sind.

4. Schleifkörper gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Schleifmittel in Gruppen mit dazwischen angeordneten Freiräumen untergliedert sind.

5. Schleifkörper gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Schleifmittel als Einzel-Tausch-Segmente auswechselbar auf dem Schleifkörper angeordnet sind.

6. Schleifkörper gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß im Zentrum des Schleifkörpers eine Sechskantbohrung angeordnet ist.

Zeichnung