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Title:
GRINDING WHEEL WITH A VIBRATION-DAMPING SUPPORT BODY
Document Type and Number:
WIPO Patent Application WO/2017/193147
Kind Code:
A1
Abstract:
The invention relates to a grinding wheel (1) comprising a support body (2, 3) which has a central coupling region (4) for attaching the grinding wheel (1) to a rotary drive for rotating the grinding wheel (1) about a rotational axis (5) running through the coupling region (4) and which has a circumferential surface (6). The grinding wheel also comprises a grinding layer (7) which is applied, in particular sintered, onto the circumferential surface (6) of the support body (2, 3). The support body (2, 3) comprises a first part (2) and a second part (3) connected to the first part. The first part (2) has the circumferential surface (6), and the second part (3) has the coupling region (4) and consists substantially of a vibration-damping material.

Inventors:
KÖCHL, Harald (Archengasse 2, 6130 Schwaz, 6130, AT)
MAYRHOFER, Karl (Franz-M.-Omasta-Weg 41, 6069 Gnadenwald, 6069, AT)
Application Number:
AT2017/060099
Publication Date:
November 16, 2017
Filing Date:
April 19, 2017
Export Citation:
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Assignee:
TYROLIT - SCHLEIFMITTELWERKE SWAROVSKI K.G. (Swarovskistraße 33, 6130 Schwaz, 6130, AT)
International Classes:
B24B41/00; B24B45/00; B24D5/12; B24D5/16; B24D7/16
Domestic Patent References:
WO2007057287A12007-05-24
Foreign References:
EP2527090A12012-11-28
CH575276A51976-05-14
JP2005125412A2005-05-19
US20070167119A12007-07-19
JP2002059367A2002-02-26
Attorney, Agent or Firm:
GANGL, Markus et al. (Wilhelm-Greil-Str. 16, 6020 Innsbruck, 6020, AT)
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Claims:
Patentansprüche:

1 . Schleifscheibe (1 ) mit einem Trägerkörper (2, 3), welcher einen zentralen Koppelbereich (4) zur Anbindung der Schleifscheibe (1 ) an einen Drehantrieb zum Drehen der Schleifscheibe (1 ) um eine durch den Koppelbereich (4) verlaufende Drehachse (5) und eine Umfangsfläche (6) aufweist, und mit einem Schleifbelag (7), welcher auf die Umfangsfläche (6) des Trägerkörpers (2, 3) aufgebracht, insbesondere aufgesintert, ist, dadurch gekennzeichnet, dass der Trägerkörper (2, 3) einen ersten Teil (2) und einen damit verbundenen zweiten Teil (3) umfasst, wobei der erste Teil (2) die Umfangsfläche (6) aufweist, und der zweite Teil (3) den Koppelbereich (4) aufweist und im Wesentlichen aus einem schwingungsdämpfenden Material besteht.

2. Schleifscheibe (1 ) nach Anspruch 1 , wobei es sich bei dem schwingungsdämpfenden Material des zweiten Teils (3) um Gusseisen, vorzugsweise mit Lamellengraphit, Kugelgraphit, Vermikulargraphit, oder Stahlguss, und/oder um Aluminiumbronze, und/oder um faserverstärkten, vorzugsweise carbonfaserverstärkten, Kunststoff handelt.

3. Schleifscheibe (1 ) nach Anspruch 1 oder 2, wobei der erste Teil (2) im Wesentlichen aus einem schwingungsleitenden und/oder wärmeleitenden Material, vorzugsweise Stahl oder Aluminium, besteht.

4. Schleifscheibe (1 ) nach Anspruch 1 oder 2, wobei der erste Teil (2) im Wesentlichen aus einem faserverstärkten, vorzugsweise carbonfaserverstärkten, Kunststoff und der zweite Teil (3) im Wesentlichen aus Gusseisen besteht.

5. Schleifscheibe (1 ) nach einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei der erste Teil (2) hochsteif ausgebildet ist und der zweite Teil (3) im Vergleich zum ersten Teil (2) eine geringere Steifigkeit aufweist.

6. Schleifscheibe (1 ) nach einem der Ansprüche 1 bis 5, wobei der Schleifbelag (7) kontaktlos zum zweiten Teil (3) ausgebildet ist, so dass bei einem

Schleifvorgang auftretende Schwingungen indirekt über den ersten Teil (2) auf den zweiten Teil (3) übertragbar und mittels des zweiten Teils (3) dämpfbar sind.

7. Schleifscheibe (1 ) nach einem der Ansprüche 1 bis 6, wobei der erste Teil (2) und der zweite Teil (3) über eine, vorzugsweise axiale, Schraubverbindung (8, 13) miteinander verbunden sind, vorzugsweise wobei in dem ersten und/oder zweiten Teil (2, 3) Ausnehmungen (9) vorgesehen sind, in welche Gewindebuchsen (8) eingesetzt sind.

8. Schleifscheibe (1 ) nach einem der Ansprüche 1 bis 7, wobei der zweite Teil (3) ein ca. doppelt so großes Volumen wie der erste Teil (2) aufweist, und/oder der zweite Teil (3) im Vergleich zum ersten Teil (2) ein höheres Gewicht aufweist.

9. Schleifscheibe (1 ) nach einem der Ansprüche 1 bis 8, wobei

- eine, vorzugsweise im Wesentlichen planare, Kontaktfläche (10) vorgesehen ist, über welche die beiden Teile (2, 3) miteinander in Kontakt stehen, und die Drehachse (5) im Wesentlichen normal zur Kontaktfläche (10) ausgerichtet ist, und/oder

- eine Kontaktfläche (1 1 ) vorgesehen ist, über welche die beiden Teile (2, 3) miteinander in Kontakt stehen, und die Drehachse (5) im Wesentlichen parallel zur Kontaktfläche (1 1 ) ausgerichtet ist.

10. Schleifscheibe (1 ) nach einem der Ansprüche 1 bis 9, wobei der erste Teil (2) ringförmig ausgebildet ist.

1 1 . Schleifscheibe (1 ) nach einem der Ansprüche 1 bis 10, wobei die Schleifscheibe (1 ) in Bezug auf eine gedachte Mittelebene normal zur Drehachse (5) asymmetrisch ausgebildet ist.

12. Schleifscheibe (1 ) nach einem der Ansprüche 1 bis 1 1 , wobei der Schleifbelag (7) eine Schnitteingriffsbreite (12) von ca. 5 mm aufweist.

13. Schleifscheibe (1 ) nach einem der Ansprüche 1 bis 12, wobei der Koppelbereich (4) im schwingungsdämpfenden Material des zweiten Teils (3) ausgebildet ist, so dass das zweite Teil (3) als Nabe fungiert.

14. Schleifscheibe (1 ) nach einem der Ansprüche 1 bis 13, wobei der Koppelbereich (4) als Mittelbohrung ausgebildet ist.

15. Schleifscheibe (1 ) nach einem der Ansprüche 1 bis 14, wobei

- der Schleifbelag (7) ein Superschleifmittel aufweist, und/oder

- der Schleifbelag (7) eine Bindung aus Metall, Kunststoff oder Keramik, oder eine galvanische Bindung, oder aus einer Kombination hiervon aufweist.

Description:
SCHLEIFSCHEIBE MIT EINEM SCHWINUNGSDÄMFINGEN TRÄGERKÖRPER

Die Erfindung betrifft eine Schleifscheibe mit einem Trägerkörper, welcher einen zentralen Koppelbereich zur Anbindung der Schleifscheibe an einen Drehantrieb zum Drehen der Schleifscheibe um eine durch den Koppelbereich verlaufende Drehachse und eine Umfangsfläche aufweist, und mit einem Schleifbelag, welcher auf die Umfangsfläche des Trägerkörpers aufgebracht, insbesondere aufgesintert, ist.

In der Figur 1 ist eine Schleifscheibe 101 gemäß dem Stand der Technik dargestellt: Die Schleifscheibe 101 umfasst einen Trägerkörper 102 aus Stahl mit einem zentralen Koppelbereich 104 zur Anbindung der Schleifscheibe 101 an einen Drehantrieb zum Drehen der Schleifscheibe 101 , um eine durch den Koppelbereich 104 verlaufende Drehachse 105. Der Trägerkörper 102 weist weiterhin eine Umfangsfläche 106 auf, auf welche ein Schleifbelag 107 aufgebracht ist. Im Schleifbetrieb kann eine solche Schleifscheibe 101 einen ohrenbetäubenden Lärm verursachen, wodurch der Einsatz von einem Gehörschutz notwendig ist. Der Grund hierfür ist, dass beim Schleifeinsatz Schwingungen entstehen, die über alle Bereiche der Schleifscheibe und des zu bearbeitenden Werkstücks ausstrahlen. Werden dabei eine oder mehrere Eigenfrequenzen angeregt, kommt es sogar zu einer Verstärkung der Schwingungen. Durch die Schwingungen können auch die Genauigkeit und damit die Qualität des Schleifergebnisses negativ beeinflusst werden.

Die objektive technische Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht somit darin, eine Schleifscheibe gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1 anzugeben, bei welcher diese Nachteile vermieden werden.

Diese Aufgabe wird durch die Merkmale des unabhängigen Anspruchs 1 gelöst.

Es ist also erfindungsgemäß vorgesehen, dass der Trägerkörper einen ersten Teil und einen damit verbundenen zweiten Teil umfasst, wobei der erste Teil die Umfangsfläche aufweist, und der zweite Teil den Koppelbereich aufweist und im Wesentlichen aus einem schwingungsdämpfenden Material besteht. Durch das Vorsehen eines zweiten Teils, der im Wesentlichen aus einem schwingungsdämpfenden Material besteht, können die beim Schleifeinsatz entstehenden Schwingungen effizient im Trägerkörper absorbiert werden. Ein Resonanzverhalten im Bereich der Eigenfrequenzen wird dadurch unterdrückt. Selbst bei hoher Umdrehungsgeschwindigkeit der Schleifscheibe ist kein zusätzlicher Gehörschutz vonnöten. Auch findet eine Schwingungsentkopplung der Schleifscheibe von dem Drehantrieb statt, sodass sich Schwingungen nicht von der Schleifscheibe auf den Drehantrieb - und umgekehrt - übertragen. Die Schwingungsentkoppelung bzw. Dämpfung durch den zweiten Teil des Trägerkörpers erfolgt also in zwei Richtungen: Zum einen werden die vom Schleifbelag generierten Schwingungen und zum anderen die von dem Drehantrieb bzw. der Schleifmaschine verursachten Schwingungen gedämpft und voneinander entkoppelt. Im Stand der Technik findet teilweise eine Überlagerung und zusätzliche Verstärkung dieser Schwingungen statt. Eine Dämpfung der durch die Spindel des Antriebs verursachten Schwingungen durch den zweiten Teil des Trägerkörpers wirkt sich darüber hinaus auch noch günstig z.B. auf die Lager der Spindel aus, da diese weniger beansprucht werden.

Außerdem ist es durch das Vorsehen eines ersten Teils möglich, diesen in einem Material auszuführen, das wärmeleitend ist und so die im Bereich des Schleifbelags entstehende Wärme effizient abführt. Würde man nur einen einteiligen Trägerkörper verwenden, der vollständig aus einem schwingungsdämpfenden Material besteht, würde es zu einem Wärmestau kommen, der Schwingungen und Scheibenverzug fördert. Die Erfindung besteht also nicht nur darin, einen Trägerkörper mit einem schwingungsdämpfenden Material vorzusehen, sondern den Trägerkörper zumindest zweiteilig auszuführen, wobei ein Teil im Wesentlichen aus einem schwingungsdämpfenden Material besteht und der andere Teil aus einem davon abweichenden Material geschaffen werden kann, welches andere, für den Schleifeinsatz günstige physikalische Eigenschaften aufweist. Ist der am ersten Teil angeordnete Schleifbelag verbraucht, so kann der erste Teil wieder entfernt und durch einen frischen ersten Teil ersetzt werden, wobei der zweite Teil wiederverwendet werden kann. Auch dies ist ein weiterer Vorteil des zweiteiligen Aufbaus des Trägerkörpers im Vergleich zum Stand der Technik. Bei dem schwingungsdämpfenden Material des zweiten Teils kann es sich beispielsweise um Gusseisen, vorzugsweise mit Lamellengraphit (z.B. GJL 250), Kugelgraphit, Vermikulargraphit, oder Stahlguss, und/oder um Aluminiumbronze und/oder um faserverstärkten, vorzugsweise carbonfaserverstärkten, Kunststoff handeln.

Der erste Teil des Trägerkörpers kann im Wesentlichen aus einem schwingungsleitenden und/oder wärmeleitenden Material, vorzugsweise Stahl oder Aluminium, bestehen.

Es bietet sich auch an, dass der Schleifbelag kontaktlos zum zweiten Teil ausgebildet ist, so dass bei einem Schleifvorgang auftretende Schwingungen indirekt über den ersten Teil auf den zweiten Teil übertragbar und mittels des zweiten Teils dämpfbar sind.

Eine besonders vorteilhafte Materialwahl besteht darin, dass der erste Teil im Wesentlichen aus einem faserverstärkten, vorzugsweise carbonfaserverstärkten, Kunststoff und der zweite Teil im Wesentlichen aus Gusseisen besteht. In diesem Fall sind beide Teile aus einem schwingungsdämpfenden Material gefertigt. Die Erfindung sieht also nicht zwingend vor, dass der erste Teil aus einem schwingungsleitenden Material besteht.

Zur Verbindung des ersten und zweiten Teils des Trägerkörpers kann eine, vorzugsweise axiale, Schraubverbindung vorgesehen sein. Besonders vorteilhaft ist es dabei, in dem ersten und/oder zweiten Teil Ausnehmungen vorzusehen, in welche Gewindebuchsen eingesetzt, vorzugsweise eingeklebt, sind. Auf diese Weise kann der zweite Teil in besonders einfacher Weise einer Wiederverwendung zugeführt werden. Alternativ wäre es aber auch möglich, die Gewinde direkt in den ersten und/oder zweiten Teil zu schneiden.

Als besonders vorteilhaft hat sich herausgestellt, dass der zweite Teil ein ca. doppelt so großes Volumen wie der erste Teil aufweist, und/oder der zweite Teil im Vergleich zum ersten Teil ein höheres Gewicht aufweist. Damit handelt es sich um einen sehr massiven zweiten Teil, der in besonders effizienter Weise die im Schleifeinsatz entstehenden Schwingungen dämpft.

Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der erfindungsgemäßen Schleifscheibe sind in den abhängigen Ansprüchen 9-15 definiert.

Weitere Einzelheiten und Vorteile der Erfindung werden anhand der Figurenbeschreibung unter Bezugnahme auf die Zeichnungen im Folgenden näher erläutert. Darin zeigen:

Figur 1 eine bereits eingangs beschriebene Schleifscheibe gemäß dem Stand der Technik in einer Querschnittsdarstellung,

Figur 2 ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen

Schleifscheibe im Querschnitt,

Figur 3 den ersten Teil des Trägerkörpers der Schleifscheibe aus Figur 2, und Figur 4 den zweiten Teil der Trägerkörpers der Schleifscheibe aus Figur 2.

Die in den Figuren 2 bis 4 dargestellte Schleifscheibe 1 umfasst einen Trägerkörper, der aus einem ersten Teil 2 und einem damit verbundenen zweiten Teil 3 aufgebaut ist. Der erste Teil 2 besteht im Wesentlichen aus Stahl und ist damit schwingungs- und wärmeleitend. Der erste Teil 2 weist eine Umfangsfläche 6 auf, auf die ein Schleifbelag 7 mit einer Breite 12 von ca. 5 mm aufgesintert ist. Im Schleifeinsatz entstehende Schwingungen und Wärme können über den ersten Teil 1 abgeleitet werden. Der erste Teil 2 steht über zwei Kontaktflächen 10 und 1 1 mit dem zweiten Teil 3 in Verbindung, wobei die Drehachse 5 im Wesentlichen normal zur Kontaktfläche 10 und im Wesentlichen parallel zur Kontaktfläche 1 1 ausgerichtet ist. Dabei ist die Kontaktfläche 10 ein Vielfaches größer als die Kontaktfläche 1 1 . Über diese Kontaktflächen 10 und 1 1 werden die Schwingungen an den zweiten Teil 3 weitergeleitet. Dieser besteht im Wesentlichen aus einem schwingungsdämpfenden Material, beispielsweise Gusseisen mit Lamellengraphit oder Aluminiumbronze oder faserverstärktem, vorzugsweise carbonfaserverstärktem, Kunststoff. Durch die schwingungsdämpfenden Eigenschaften des zweiten Teils 3 werden die von dem ersten Teil 2 weitergeleiteten Schwingungen gedämpft. Insgesamt gesehen ist die Schleifscheibe 1 in Bezug auf eine gedachte Mittelebene normal zur Drehachse 5 asymmetrisch ausgebildet. Der zweite Teil 3 weist einen Koppelbereich 4 zur Anbindung der Schleifscheibe 1 an einen Drehantrieb zum Drehen der Schleifscheibe 1 um eine durch den Koppelbereich 4 verlaufende Drehachse 5 auf. Der Koppelbereich 4 ist als Mittelbohrung ausgebildet. Der Koppelbereich 4 ist also direkt im schwingungsdämpfenden Material des zweiten Teils 3 ausgebildet, so dass das zweite Teil 3 als Nabe fungiert.

Bei dem Zusammenbau der Schleifscheibe 1 wird der zweite Teil 3 mit einem in etwa zylinderförmigen Vorsprung 16 in eine korrespondierende Ausnehmung 14, welche im ersten Teil 2 vorgesehen ist, eingeführt und zwar so lange, bis die Teile 2 und 3 bündig aufeinander liegen. Anschließend werden die beiden Teile 2 und 3 fest miteinander verbunden. Beim dargestellten Ausführungsbeispiel handelt es sich um eine axiale Schraubverbindung, also eine Schraubverbindung parallel zur Drehachse 5. Zur Realisierung derselben sind im zweiten Teil 3 Ausnehmungen 9 angeordnet, in welche Gewindebuchsen 8 eingeklebt werden. Diese sind fluchtend mit Ausnehmungen 15, welche im ersten Teil 2 vorgesehen sind, angeordnet. In den Ausnehmungen 15 hat ein Schraubenkopf Platz. Nach dem Zusammenfügen der beiden Teile 2 und 3 können diese durch Schrauben 13 miteinander fest verbunden werden.

Ist der am ersten Teil 2 angeordnete Schleifbelag 7 verbraucht, so kann der erste Teil 2 wieder entfernt und durch einen neuen ersten Teil 2 ersetzt werden, wobei der zweite Teil 3 wiederverwendet werden kann. Auch dies ist ein weiterer Vorteil des zweiteiligen Aufbaus des Trägerkörpers 2 und 3 im Vergleich zum Stand der Technik.

Die Anordnung der Ausnehmungen 9 und 15 in den beiden Teilen 2 und 3 stellt nur eine exemplarische Möglichkeit dar, wie eine Schraubverbindung realisierbar ist. Auch eine umgekehrte Anordnung ist möglich. Weiterhin kann, wie bereits ausgeführt, das Gewinde auch direkt in einen der beiden Teile 2 oder 3 geschnitten werden. Und schließlich können anstelle der Schraubverbindung auch andere Verbindungsarten - alternativ oder ergänzend - zum Einsatz kommen, wie beispielsweise eine Verklebung der beiden Teile 2 und 3.




 
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