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EP 2 623 264 B1 |
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EUROPÄISCHE PATENTSCHRIFT |
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Hinweis auf die Patenterteilung: |
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28.07.2021 Patentblatt 2021/30 |
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Anmeldetag: 14.01.2013 |
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Internationale Patentklassifikation (IPC):
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Schleifscheibe, insbesondere zum Längs- oder Querschleifen
Grinding wheel, in particular for longitudinal or transverse grinding
Meule de ponçage, en particulier pour le ponçage longitudinal ou transversal
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(84) |
Benannte Vertragsstaaten: |
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AL AT BE BG CH CY CZ DE DK EE ES FI FR GB GR HR HU IE IS IT LI LT LU LV MC MK MT NL
NO PL PT RO RS SE SI SK SM TR |
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Priorität: |
06.02.2012 DE 102012002105
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(43) |
Veröffentlichungstag der Anmeldung: |
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07.08.2013 Patentblatt 2013/32 |
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Patentinhaber: Egon Evertz K.G. (GmbH & CO) |
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42651 Solingen (DE) |
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(72) |
Erfinder: |
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- Evertz, Egon
42659 Solingen (DE)
- Evertz, Ralf
42799 Leichlingen (DE)
- Evertz, Stefan
42659 Solingen (DE)
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Vertreter: Vomberg, Friedhelm |
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Schulstrasse 8 42653 Solingen 42653 Solingen (DE) |
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Entgegenhaltungen: :
EP-A2- 1 129 824 DE-A1- 2 342 217 US-A- 3 661 544
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WO-A2-2010/078191 US-A- 3 524 286
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Anmerkung: Innerhalb von neun Monaten nach der Bekanntmachung des Hinweises auf die
Erteilung des europäischen Patents kann jedermann beim Europäischen Patentamt gegen
das erteilte europäischen Patent Einspruch einlegen. Der Einspruch ist schriftlich
einzureichen und zu begründen. Er gilt erst als eingelegt, wenn die Einspruchsgebühr
entrichtet worden ist. (Art. 99(1) Europäisches Patentübereinkommen). |
[0001] Die Erfindung betrifft eine Schleifscheibe, insbesondere zum Längs- oder Querschleifen,
mit einem inneren Kernabschnitt und einem äußeren ringförmigen Schleifabschnitt, die
miteinander verbunden sind, wobei der Schleifabschnitt aus einem körniges Schleifmittel
enthaltenen Material besteht. Eine Schleifscheibe dieser Art wird beispielsweise in
der
DE 601 13 319 T2 beschrieben.
[0002] In der Stahlfertigung wird beispielsweise bei der Weiterverarbeitung von Brammen
die Oberfläche durch Schleifen bearbeitet, um dort vorhandene Fehlstellen wie Lunker
abzutragen. Hierzu wird eine Schleifscheibe verwendet, deren Schleifabschnitt Körner
als Schleifmittel enthält, mit denen ein Spanen mit geometrisch unbestimmten Schneiden
durchführbar ist. Die Wahl der Schleifkörner richtet sich nach dem zu bearbeitenden
Werkstück, zumeist sollen die Schleifkörner eine große Härte, eine ausreichende Kornzähigkeit
und Wärmebeständigkeit und eine geeignete Korngröße und Kornform besitzen. Häufig
verwendete Schleifkörner bestehen aus Korund (Aluminiumoxid), Siliziumcarbid, kubischem
Bornitrid oder aus Diamant, wobei die genannten Schleifmaterialien in der Reihenfolge
mit wachsender Härte genannt sind. Die Form der Schleifkörner sowie deren Korngrößen
richten sich nach der Art der Bearbeitung, nämlich ob es sich um ein sogenanntes Schruppschleifen,
Vorschleifen oder Fertigschleifen bzw. Feinstschleifen handelt.
[0003] Die Schleifscheibe wird beim Schleifvorgang mit relativ hoher Geschwindigkeit gedreht,
wobei Schleifgeschwindigkeiten von 80m/s oder mehr üblich sind. Bei solchen Schleifgeschwindigkeiten
entstehen erhebliche Fliehkräfte, die hohe Sicherheitsmaßnahmen erfordern. Eine besondere
Gefahr für das Bedienungspersonal ergibt sich durch die relativ große Bruchempfindlichkeit
der Schleifscheiben, die dazu führen kann, dass sich einzelne große Stücke der Schleifscheiben
oder sogar Schleifabschnittsegmente ablösen. Trotzt notwendiger Sicherungsmaßnahmen,
nämlich einer Auswuchtung der Schleifscheibe, einer Klangprobe vor der Benutzungsaufnahme,
einer sorgfältigen Aufspannung der Schleifscheibe und einer Einhausung in einer Schutzhaube,
kommt der Haltbarkeit der Schleifscheibe eine große Bedeutung zu. Insbesondere muss
das Abbrechen einzelner Schleifabschnittsegmente oder größerer Schleifabschnittsteile
wirkungsvoll vermieden werden.
[0004] Die vorstehend beschriebene Aufgabe wird durch eine Schleifscheibe nach Anspruch
1 gelöst, bei der erfindungsgemäß zumindest der Schleifabschnitt homogen verteilte,
vorzugsweise der Schleifabschnitt und der Kernabschnitt zusätzlich, bezogen auf die
Gesamtmasse des Schleifabschnittes 0,15% bis 1%, vorzugsweise 0,2% bis 0,4%, Kunststoff-
oder Glasfasern aufweist.
[0005] Es ist zwar für Trennscheiben kleineren Durchmessers oder auch größeren Schleifscheiben
bereits die Verwendung von Füllstoffen, unter anderem von Glasfasern vorgeschlagen
worden, jedoch wurde hiermit das Ziel verfolgt, die Kosten für die Schleifscheibe
zu minimieren. Die Zentrifugalkraft einer Schleifscheibe berechnet sich aus dem Produkt
der Masse, dem Quadrat der Winkelgeschwindigkeit sowie dem Abstand von der Drehachse,
woraus folgt, dass insbesondere Schleifscheiben mit einer großen Masse sowie einem
großen Durchmesser immense Fliehkräfte erfahren. Das Entstehen von Haarrissen als
Auslöser eines späteren Abbrechens von Teilen der Schleifabschnitte ist somit zu vermeiden.
Aus diesem Grund sind die prozentualen Massenanteile der Kunststoff- oder Glasfaser
strikt einzuhalten. Oberhalb von 1,0 Massen% des Schleifabschnitts erhöht sich die
Bruchgefahr drastisch. Unterhalb von 0,3% bleibt die Zugabe von Kunststoff- oder Glasfasern
weitgehend wirkungslos. Erst die beschränkte Menge von 0,15% bis 1,0% führt im Ergebnis
zum einen zu einem guten Haftverbund der schleifscheibenabschnitte ohne Einbußen der
Zähigkeit.
[0006] Vorzugsweise werden Glasfasern mit einer Länge von 5 mm bis 15 mm und einer Dicke
von 0,8 mm bis 1,2 mm verwendet.
[0007] Die hier angesprochenen Schleifscheiben besitzen beispielsweise einen standardisierten
Durchmesser von 615 mm mit einer Breite von 79 mm und einer inneren Bohrung inmitten
des Kernabschnittes von 203 mm. Der Kernabschnittsdurchmesser beträgt 340 mm. Das
Gewicht einer solchen Schleifscheibe einschließlich eingebetteter Eisenverstärkungsringe
beträgt ca. 63 kg. Um eine Relativbewegung des Kernabschnittes und des Schleifabschnittes
in Drehrichtung zu vermeiden, weist der im Wesentlichen zylinderförmige Außenmantel
des Kernabschnittes einzelne Nuten oder singuläre Vertiefungen auf und der zylinderförmige
Innenmantel des Schleifabschnittes einzelne Rippen oder singuläre Erhebungen. Die
Rippen oder singulären Erhebungen greifen jeweils in die Nuten oder singulären Vertiefungen
des Kernabschnittes ein, wobei sich eine wirkungsvolle "Verzahnung" zwischen dem Kernabschnitt
und dem Schleifabschnitt ergibt. Die entsprechenden Nuten, Vertiefungen oder Erhebungen
können bei dem Kaltpressen leicht eingeformt werden.
[0008] Im Rahmen der vorliegenden Erfindung können prinzipiell alle gängigen Schleifmittel
verwendet werden, vorzugsweise sind dies Al
2O
3, SiC, CBN, ZrO
2, Diamant oder Mischungen aus den vorgenannten Stoffen, wobei die Korngröße maximal
1 mm Durchmesser betragen soll.
[0009] Wie prinzipiell aus der
DE 601 13 319 T2 bekannt, sollen der Kernabschnitt und der Schneidabschnitt jeweils gleiche thermische
Ausdehnungskoeffizienten haben. Allenfalls können die Ausdehnungskoeffizienten maximal
5% voneinander abweichen. Durch diese Maßnahme wird erreicht, dass bei der Erwärmung
der Schleifscheibe im Betrieb Spannungen zwischen dem Kernbereich und dem Schleifabschnitt
weitestgehend vermieden werden.
[0010] Der Kernabschnitt und der Schleifabschnitt können abgesehen von dem Schleifkorn prinzipiell
aus demselben oder aus einem unterschiedlichen Material bestehen. Nach einer weiteren
Ausgestaltung der Erfindung kann der Schleifabschnitt eine Metall- oder Metalllegierungsmatrix
oder ein wärmeaushärtbares Harz enthalten, worin die körnigen Schleifmittel und die
Kunststoff- oder Glasfasern in zumindest weitgehend homogener Verteilung eingebettet
sind. Der Kernabschnitt kann im Wesentlichen aus Metall bzw. Metalllegierungen bestehen,
denen gegebenenfalls Füllstoffe zugesetzt sind. Insbesondere kann unter Umständen
der Kernabschnitt mehrfach genutzt werden, d. h. dass nach einem Verschleiß des Schleifabschnittes
der Schleifabschnitt-Körper von dem Kernabschnitt getrennt und hierauf ein neuer Schleifabschnitt
angeformt wird.
[0011] Insbesondere im Hinblick auf zumindest etwa gleiche Wärmeausdehnungskoeffizienten
kann jedoch der Kernabschnitt (vorzugsweise ebenso wie der Schleifabschnitt) ein wärmeaushärtbares
Harz sowie eine Vernetzungsmittel und Füllstoffe enthalten. Füllstoffe können beispielsweise
pulverförmiges SiC, Al
2O
3, Bauxit, Graphit oder Molybdänsulfid sein.
[0012] Um eine größtmögliche Festigkeit der Schleifscheibe gewährleisten zu können, wird
vorzugsweise zunächst der Kernabschnitt und hierauf der Schneidabschnitt durch Kaltpressen
hergestellt. Der derart geformte Grünling aus Kern- und Schleifabschnitt besitzt bereits
die Nuten und Rippen, die nach Art des Nut-Feder-Prinzips ineinander greifen (oder
alternativ hierzu singuläre Vertiefungen und singuläre Zapfen).
[0013] Der zusammenhängende Pressgrünling wird abschließend auf 180°C bis 200°C erwärmt
und auf das gewünschte Endmaß gepresst. Die Pressdrucke liegen beispielsweise bei
7 x 10
7 Pa (700 bar).
[0014] Ein konkretes Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in den Zeichnungen dargestellt.
Es zeigen:
- Fig. 1
- eine Draufsicht auf eine Schleifscheibe,
- Fig. 2
- eine Seitenansicht der Schleifscheibe und
- Fig. 3
- eine Schnittansicht entlang der Linie III-III in Fig. 1 (mit zwei möglichen Ausführungsvarianten).
[0015] Schleifscheiben der erfindungsgemäßen Art bestehen aus einem Kernabschnitt 10 sowie
einem Schleifabschnitt 11. Der Außendurchmesser des Schleifabschnitts beträgt 615
mm und die aus Fig. 2 ersichtliche Breite der Schleifscheibe 79 mm. Der Schleifabschnitt
11 ist radial außen und der Kernabschnitt 10 radial innen angeordnet, wobei deren
innere und äußere Mantelfläche aneinander liegen und miteinander verbunden sind. Wie
aus Fig. 3 ersichtlich, kann eine Art Verzahnung zwischen dem Kernabschnitt und dem
Schleifabschnitt dadurch geschaffen werden, dass der Kernabschnitt einzelne radial
abstehende Rippen 12 besitzt, die in Nuten 13 des Schleifabschnittes eingreifen. Alternativ
hierzu und wie in der linken Hälfte der Schleifscheibe dargestellt, können auch einzelne
Erhebungen 14 und Vertiefungen 15 verwendet werden. Solche Vorsprünge oder Nuten werden
bereits beim Herstellen des Grünlings durch Vorpressen eingeformt, so dass der zusammengesetzte
Körper, bestehend aus vorgepresstem Kernabschnitt und vorgepresstem Schleifabschnitt
in eine Form gegeben und abschließend auf 180°C bis 200°C erwärmt und auf ein Endmaß
fertig gepresst werden.
[0016] Erfindungsgemäß besitzt der Schleifabschnitt neben dem Matrixmaterial, in welches
die Schleifkörner, beispielsweise aus Aluminiumoxid, eingebettet sind, einen Massenanteil
von 0,15% bis 1,0% Kunststoff- oder Glasfasern. In einem konkreten Ausführungsbeispiel
wurden ca. 100 g Glasfasern mit einer mittleren Länge von 10 mm und einer Dicke von
1 mm als Gesamteinwaage für den Kernabschnitt und den Schleifabschnitt verwendet.
Die Glasfasern sind homogen vermengt worden. Der Kernabschnitt hatte ein Gesamtgewicht
von 12 kg, wohingegen der Schleifabschnitt eine Pulver-Einwaage von 49,5 kg besitzt.
Zudem sind noch 2 zusätzliche Eisenringe eingebettet worden, deren Gewicht 1,0 kg
beträgt, so dass sich ein Gesamtgewicht von 62,5 kg für die Schleifscheibe ergibt.
In dem konkret gewählten Ausführungsbeispiel bestand somit der Glasfaseranteil an
dem Gewicht des Schleifabschnittes und des Kernabschnitts von jeweils etwa 0,17 %.
[0017] In einem Testlauf ist die Schleifscheibe mit Drehgeschwindigkeiten von 140 m/sec
geprüft worden, ohne dass Ausbrüche größerer Teile des Schleifabschnittes oder Haarrisse,
die zu späteren Ausbrüchen führen können, festgestellt wurden. Durch die gezielte
Beigabe der Glasfasern kann somit im Unterschied zu solchen Schleifscheiben, deren
Schleifabschnitte keine Glasfasern enthielten, eine erhebliche Verbesserung der Festigkeit
der Schleifscheibe erreicht werden.
1. Schleifscheibe, insbesondere zum Längs- oder Querschleifen, mit einem inneren Kernabschnitt
(10) und einem äußeren ringförmigen Schleifabschnitt (11), die miteinander verbunden
sind, wobei der Schleifabschnitt (11) aus einem körniges Schleifmittel enthaltenden
Material besteht,
dadurch gekennzeichnet, dass
zumindest der Schleifabschnitt, vorzugsweise der Schleifabschnitt (11) und der Kernabschnitt
(10) zusätzlich homogen verteilte 0,15% bis 1%, vorzugsweise 0,2% bis 0,4%, Kunststoff-
oder Glasfasern aufweist, bezogen auf die Masse des Schleifabschnittes.
2. Schleifscheibe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Glasfasern eine Länge von 5 mm bis 15 mm und eine Dicke von 0,8 mm bis 1,2 mm
aufweisen.
3. Schleifscheibe nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der im wesentlichen zylinderförmige Außenmantel des Kernabschnittes (10) einzelne
Nuten oder singuläre Vertiefungen und der im wesentlichen zylinderförmige Innenmantel
des Schleifabschnittes (11) einzelne Rippen oder singuläre Erhebungen aufweist, die
jeweils ineinander greifen und eine Relativbewegung des Kernabschnittes (10) und des
Schleifabschnittes (11) in Drehrichtung und vorzugsweise in axialer Richtung blockieren.
4. Schleifscheibe nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die körnigen Schleifmittel aus Al2O3, SiC, CBN, ZrO2, Diamant oder Mischungen hieraus bestehen, vorzugsweise mit einer Korngröße von maximal
1 mm Durchmesser.
5. Schleifscheibe nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Kernabschnitt und der Schleifabschnitt jeweils thermische Ausdehnungskoeffizienten
haben, die vorzugsweise identisch sind oder maximal um 5% voneinander abweichen.
6. Schleifscheibe nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Schleifabschnitt eine Metall- oder Metalllegierungsmatrix oder eine wärmeaushärtbares
Harz enthält, worin die körnigen Schleifmittel und die Kunststoff oder Glasfasern
in zumindest weitgehend homogener Verteilung eingebettet sind.
7. Schleifscheibe nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass der Kernabschnitt im Wesentlichen aus Metall oder Metallen besteht, denen gegebenenfalls
Füllstoffe zugesetzt sind.
8. Schleifscheibe nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass der Kernabschnitt und/oder der Schleifabschnitt ein wärmeaushärtbares Harz sowie
ein Vernetzungsmittel und Füllstoffe wie SiC, Al2O3, Bauxit, Graphit oder Molybdänsulfid enthält.
1. Grinding wheel, in particular for longitudinal or transverse grinding, comprising
an inner core part (10) and an outer annular grinding part (11) which are connected
to each other, wherein the grinding part (11) consists of a material containing a
granular abrasive,
characterized in that
at least the grinding part, preferably the grinding part (11) and the core part (10)
contain additionally 0,15 % to 1 %, preferably 0,2 % to 0,4 % plastic or glass fibers
being homogeneously distributed and related to the mass of the grinding part.
2. Grinding wheel according to claim 1, characterized in that the glass fibers have a length of 5 mm to 15 mm and a thickness of 0,8 mm to 1,2
mm.
3. Grinding wheel according to claim 1 or 2, characterized in that the essentially cylindrical outer lateral area of the core part (10) has individual
grooves or singular depressions and the essentially cylindrical inner area of grinding
part (11) has individual ribs or singular elevations, each of which engage in one
another and block a relative movement of the core part (10) and the grinding part
(11) in the direction of rotation and preferably in the axial direction.
4. Grinding wheel according to one of the claims 1 to 3, characterized in that the granular abrasives consist of Al2O3, SiC, CBN, ZrO2, diamond or mixtures thereof, preferably with a grain size of at most 1 mm in diameter.
5. Grinding wheel according to one of the claims 1 to 4, characterized in that the core part and the grinding part each have coefficients of thermal expansion which
are preferably identical or differ from one another by a maximum of 5 %.
6. Grinding wheel according to one of the claims 1 to 5, characterized in that the grinding part contains a metal or metal alloy matrix or a thermosetting resin
in which the granular abrasives and the plastic or glass fibers are embedded in an
at least homogeneous distribution.
7. Grinding wheel according to one of the claims 1 to 6, characterized in that the core part consists essentially of metal or metals to which fibers are optionally
added.
8. Grinding wheel according to one of the claims 1 to 6, characterized in that the core part and/or the grinding part contains a thermosetting resin and a crosslinking
agent and fibers such as SiC, Al2O3, bauxite, graphite or molybdenum sulphide.
1. Meule, en particulier pour le meulage longitudinal ou transversal, comprenant une
section de noyau interne (10) et une section de meulage annulaire externe (11) qui
sont reliées l'une à l'autre, dans laquelle la section de meulage (11) est constituée
d'un matériau contenant un abrasif granulaire, caractérisée par le fait qu'au moins la section de meulage, de préférence la section de meulage (11) et la section
de noyau (10), présente en outre 0,15 % à 1 %, de préférence 0,2 % à 0,4 %, de fibres
de matière plastique ou de verre, par rapport à la masse de la section de meulage.
2. Meule selon la revendication 1, caractérisée par le fait que les fibres de verre présentent une longueur comprise entre 5 mm et 15 mm et une épaisseur
comprise entre 0,8 mm et 1,2 mm.
3. Meule selon la revendication 1 ou 2, caractérisée par le fait que l'enveloppe extérieure pour l'essentiel cylindrique de la section de noyau (10) présente
des rainures individuelles ou des creux singuliers et que l'enveloppe intérieure pour
l'essentiel cylindrique de la section de meulage (11) présente des nervures individuelles
ou des saillies singulières qui s'engagent respectivement les un(e)s dans les autres
et bloquent un mouvement relatif de la section de noyau (10) et de la section de meulage
(11) dans le sens de rotation et de préférence dans le sens axial.
4. Meule selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisée par le fait que les abrasifs granulaires sont constitués de Al2O3, de SiC, de CBN, de ZrO2, de diamant ou de leurs mélanges, de préférence d'une granulométrie d'au maximum
1 mm de diamètre.
5. Meule selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisée par le fait que la section de noyau et la section de meulage présentent chacune des coefficients
de dilatation thermique qui sont de préférence identiques ou diffèrent l'un de l'autre
de 5 % au maximum.
6. Meule selon l'une quelconque des revendications 1 à 5, caractérisée par le fait que la section de meulage contient une matrice métallique ou en alliage métallique ou
une résine thermodurcissable, dans laquelle les abrasifs granulaires et les fibres
de matière plastique ou de verre sont enrobés en étant répartis d'une manière largement
homogène.
7. Meule selon l'une quelconque des revendications 1 à 6, caractérisée par le fait que la section de noyau est constituée pour l'essentiel de métal ou de métaux auxquels
des charges sont ajoutées le cas échéant.
8. Meule selon l'une quelconque des revendications 1 à 6, caractérisée par le fait que la section de noyau et/ou la section de meulage contient une résine thermodurcissable
ainsi qu'un agent de réticulation et des charges telles que le SiC, l'Al2O3, la bauxite, le graphite ou le sulfure de molybdène.


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