Login| Sign Up| Help| Contact|

Patent Searching and Data


Title:
GRINDING WHEEL
Document Type and Number:
WIPO Patent Application WO/1999/054089
Kind Code:
A1
Abstract:
The invention relates to a grinding wheel comprising a support disc and an abrasive layer arranged on the periphery thereof. Said abrasive layer has a plurality of recesses which are distributed over the periphery. When viewed in a radial direction, the recesses (3) are configured in a cup-shaped or blade-shaped manner on the periphery of the grinding wheel.

Inventors:
FISCHBACHER MARKUS (AT)
NOICHL HANS (AT)
Application Number:
PCT/AT1999/000096
Publication Date:
October 28, 1999
Filing Date:
April 19, 1999
Export Citation:
Click for automatic bibliography generation   Help
Assignee:
SWAROVSKI TYROLIT SCHLEIF (AT)
FISCHBACHER MARKUS (AT)
NOICHL HANS (AT)
International Classes:
B24B55/02; B24D5/06; B24D5/10; B24D5/00; B24D7/10; (IPC1-7): B24D5/10; B24D7/10; B24B55/02
Foreign References:
FR894614A1944-12-29
DE3804781A11989-06-01
US5507273A1996-04-16
US5611724A1997-03-18
US4484417A1984-11-27
Attorney, Agent or Firm:
Torggler, Paul (Innsbruck, AT)
Download PDF:
Claims:
Patentansprüche :
1. Schleifscheibe mit einer Trägerscheibe und einer umfangseitig darauf angeord neten Schleifschicht, wobei die Schleifschicht eine Vielzahl über den Umfang verteilter Ausnehmungen aufweist, dadurch gekennzeichnet, daß die Ausneh mungen (3) in einer radialen Ansicht auf den Umfang der Schleifscheibe becher oder schaufelförmig ausgebildet sind.
2. Schleifscheibe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Ausnehmun gen (3) in einer radialen Ansicht auf den Umfang der Schleifscheibe zumindest teilweise im wesentlichen Vförmig sind.
3. Schleifscheibe nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Aus nehmungen (3) in einer radialen Ansicht auf den Umfang der Schleifscheibe zu mindest teilweise im wesentlichen Uförmig sind.
4. Schleifscheibe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Ausnehmun gen (3) in einer radialen Ansicht auf den Umfang der Schleifscheibe im wesentli chen rechteckförmig sind.
5. Schleifscheibe nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Schleifschicht aus einer Vielzahl von Segmenten (2) zusammengesetzt ist, die unter Ausbildung dazwischenliegender Ausnehmungen (3) direkt oder mit Abstand aneinandergereiht sind.
6. Schleifscheibe nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die radiale Erstreckung der Ausnehmungen (3) größer ist als die radiale Dicke der Schleifschicht (2).
7. Schleifscheibe nach Ansruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß sich die Ausneh mungen tiefenmäßig in die Trägerscheibe hinein erstrecken.
8. Schleifscheibe nach Anspruch 5 und Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Segmente jeweils in einen radial äußeren Bereich Schleifmittel, insbesondere Schleifkom, enthalten, wobei die radiale Dicke dieses äußeren Bereiches gerin ger ist als die radiale Erstreckung der zwischen den Segmenten liegenden Aus nehmungen.
9. Schleifscheibe nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß sich die Ausnehmungen (3) bis zum seitlichen Umfangsrand der Schleifscheibe hin erstrecken.
10. Schleifscheibe nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß in der Trägerscheibe (1) Kanäle (7) für die Zufuhr eines Kühlund/oder Schmiermitteis vorgesehen sind, die am Grund der Ausnehmungen (3) enden.
11. Schleifscheibe nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß sie durch Anordnung und Ausgestaltung der Ausnehmungen drehrichtungsge bunden ist.
12. Schleifscheibe nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß ihr Durchmesser über die Breite der Schleifscheibe variiert.
13. Schleifscheibe nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß die Ausneh mungen so gestaltet sind, daß derin Umfangsbewegungsrichtung gesehen hinterste Bereich der Ausnehmung, vorzugsweise die Spitze eines Vförmigen Bereichs der Ausnehmung, an derselben Breitenstelle liegt wie der größte Durchmesser der Schleifscheibe.
14. Schleifscheibe nach einem der Ansprüche 1 bis 13, dadurch gekennzeichnet, daß die Ausnehmungen (3) zur Seite hin abgeschlossen sind (Fig. 8).
15. Schleifeinrichtung mit einer Schleifscheibe nach einem der Ansprüche 1 bis 14 und einer Einrichtung zur Zufuhr eines Kühlund/oder Schmiermittels, dadurch gekennzeichnet, daß das Kühlund/oder Schmiermittel im wesentlichen tangen tial auf die Schleifscheibe im Schleifbereich zugeführt wird.
16. Schleifeinrichtung mit einer Schleifscheibe nach einem der Ansprüche 1 bis 14 und einer Einrichtung zur Zufuhr eines Kuhlund/oder Schmiermittels, dadurch gekennzeichnet, daß das Kühlund/oder Schmiermittel seitlich vorzugsweise von zwei gegenüberliegenden Seiten zum Schleifbereich der Schleifscheibe zuge führt wird.
17. Schleifeinrichtung mit einer Schleifscheibe nach einem der Ansprüche 1 bis 14 und einer Einrichtung zur Zufuhr eines Kühlund/oder Schmiermittels, dadurch gekennzeichnet, daß das Kühlund/oder Schmiermittel, vorzugsweise durch Ka näle in der Trägerscheibe im wesentlichen radial zugeführt wird.
18. Schleifeinrichtung mit einer Schleifscheibe mit einer Trägerscheibe und einer umfangseitig darauf angeordneten Schleifschicht, wobei die Schleifschicht eine Vielzahl über den Umfang verteilter Ausnehmungen aufweist, die in einer radia len Ansicht auf den Umfang der Schleifscheibe becheroder schaufelförmig aus gebildet sind, insbesondere mit einer Schleifscheibe nach einem der Ansprüche 1 bis 14, dadurch gekennzeichnet, daß die Schleifscheibe drehrichtungsgebun den ist, und daß die Ausnehmungen (3) im wesentlichen Vförmig ausgebildet sind, wobei in Umfangsbewegungsrichtung gesehen die Spitze der Vförmigen Ausnehmungen (3) jeweils den hintersten Punkt bildet.
Description:
Schleifscheibe Die Erfindung betriffl eine Schleifscheibe mit einer Trägerscheibe und einer umfangs- seitig darauf angeordneten Schleifschicht, wobei die Schleifschicht eine Vielzahl über den Umfang verteilter Ausnehmungen aufweist. Weiters betriffl die Erfindung eine Schleifeinrichtung mit einer Einrichtung zur Zufuhr eines Kuhl-und/oder Schmiermit- tels.

Es sind bereits Schleifscheiben bekannt, bei denen auf einer Trägerscheibe mit Schleifkorn versehene Segmente über den Umfang verteilt angebracht, beispielsweise aufgeklebt, sind. Es ist auch bereits bekannt, diese Segmente mit einem umfangsmä- ßigen Abstand voneinander anzuordnen und in die zwischen den Segmenten gebilde- ten Ausnehmungen flüssiges Kuhl-und/oder Schmiermittel zuzuführen.

Aufgabe der Erfindung ist es, die bekannten Schleifscheiben zu verbessern, insbeson- dere im Hinblick auf verbesserte Schleifeigenschaften und höhere Standfestigkeit.

Erfindungsgemäß wird dies dadurch erreicht, daß die Ausnehmungen in einer radialen Ansicht auf den Umfang der Schleifscheibe becher-oder schaufelförmig ausgebildet sind.

Während beim Stand der Technik die Ausnehmungen in einer radialen Ansicht auf den Umfang der Schleifscheibe quer zur Umfangsrichtung über die gesamte Breite der Schleifscheibe durchgehend gerade verlaufen, sind die erfindungsgemäßen Ausneh- mungen becher-oder schaufetförmig ausgebildet, d. h. sie sind zumindest über einen gewissen Bereich beidseitig begrenzt, sodaß das in den Schleifbereich zugeführte Kuhl-und/oder Schmiermittel in Querrichtung gehalten ist und somit besser in der Schleifzone verweilt. Dies bedeutet jedoch nicht unbedingt, daß die Ausnehmungen zum Umfangsrand der Schleifscheibe hin geschlossen sein müssen. Die Ausnehmun- gen können auch bis zum seitlichen Umfang der Schleifscheibe hin reichen, also zur Seite hin offen sind, daß aber dennoch becher-oder schaufelförmige Formen der Aus- nehmung gebildet werden, vorzugsweise durch im wesentlichen V-oder U-förmig ge- staltete Ausnehmungen. Ob seitlich offene oder geschlossene Ausnehmungen ver-

wendet werden und wir breit die seitlichen Öffnungen dieser Ausnehmungen sind, kann von der Art der Küh ! mittetzufuhr, von der Kuhl-und/oder Schmiermittelmenge bzw. dem Zuführdruck gewäh ! t werden.

Solche im wesentlichen V-oder U-förmigen Ausnehmungen ermöglichen noch einen zusätzlichen Effekt, nämlich das Führen von Kühl-und/oder Schmiermittel vom Um- fangsrand der Schleifscheibe aus zur Mitte hin (also zur Pfeilspitze des V oder zum Scheitel des U). Es können auch mehrere V's und U's nebeneinander gereiht sein und insgesamt beispielsweise eine gezackte Form der Ausnehmungen ergeben. Es kommt somit zu einem hydrodynamischen Druckaufbau. Solche Schleifscheiben mit V-bzw.

U-förmigen Ausnehmungen, die über den Umfang verteilt sind, sind im allgemeinen drehrichtungsgebunden, d. h. der gewünschte Effekt läßt sich nur bei einer Drehrich- tung erzielen, nämlich der, bei dem das V bzw. U nach vorne offen bewegt wird. Ver- suche der Anmelderin haben gezeigt, daß sich mit einer solchen Ausbildung tatsäch- lich wesentliche Verbesserungen erzielen lassen, nämlich eine geringere Leistungs- aufnahme, niedrigere Schleifkräfte (insbesondere Normalkräfte), ein sauberes Schliff- bild ohne Brandflecken durch bessere Wärmeabfuhr und schließlich die Möglichkeit höherer Vorschubwerte. Gegenversuche, bei denen die identische Schleifscheibe mit umgekehrter Drehrichtung betrieben worden ist, haben wesentlich schlechtere Ergeb- nisse gezeigt und damit den drehrichtungsgebundenen erfindungsgemäßen Effekt bei im wesentlichen V-oder U-förmigen Ausnehmungen indirekt bestätigt.

Weitere Vorteile und Einzelheiten der Erfindung werden anhand der nachfolgenden Figurenbeschreibung näher eriäutert.

Die Fig. 1 zeigt in einer teilweise weggebrochenen perspektivischen Ansicht ein erstes Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Schleifscheibe, die Fig. 2 zeigt die Schleifscheibe in einer teilweise weggebrochenen Umfangsansicht, die Fig. 3 zeigt einen Teil der Umfangsabwicklung einer erfindungsgemäßen Schleif- scheibe,

die Fig. 4 zeigt in einer schematischen Seitenansicht ein Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Schteifeinrichtung, die Fig. 5 und die Fig. 6 zeigen jeweils Ausführungsbeispiele einer erfindungsgemäßen Schleifscheibe in einem senkrecht auf die Achse geführten Schnitt, die Fig. 7 und die Fig. 8 zeigen jeweils weitere Umfangsabwicklungen von Ausfüh- rungsbeispielen erfindungsgemäßer Schleifscheiben. die Fig. 9a zeigt einen teilweisen Radialschnitt durch ein Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Schleifscheibe, die fig. 9b zeigt eine radiale Ansicht auf den Umfang dieser Schleifscheibe, die Fig. 10 zeigt in einem Längsschnitt die besondere Ausbildung eines Schleifseg- mentes, die Fig. 11a bis 11c zeigen stark schematisiert weitere Möglichkeiten der Formen der Ausnehmungen in jeweils einer radialen Ansicht auf den Umfang der Schleifscheibe.

Bei der in den Fig. 1 und 2 dargestellten Schleifscheibe sind auf einen Träger bzw. eine Trägerscheibe 1 (beispielsweise aus Stahl, Keramik, dämpfender Trägerkörper, CF-Trägerkörper) mehrere mit umfangsmäßigen Abstand voneinander angeordnete Schleifsegmente 2 aufgeklebt. Das Schleifkorn (Schleifmittel) und die Bindungsart sind an sich beliebig. Beispielsweise sind Korunde, CBN (Kubisches Bornitrid) geeignete Schleifmittel. Als Bindungen kommen beispielsweise Keramik, Kunstharz oder Metall in Frage.

Die gesonderten Schleifsegmente sind dabei pfeilförmig ausgebildet, sodaß sich zwi- schen ihnen V-förmige Ausnehmungen 3 ergeben, die in den Fig. 1 und 2 schwarz dargestellt sind. Diese V-förmigen Ausnehmungen sind in einer radialen Ansicht auf den Umfang der Schleifscheibe (etwa in der Mitte der Fig. 2) becher-bzw. schaufel- förmig ausgebildet.

Bei dem in Fig. 3 dargestellten Ausführungsbeispiel biiden ebenfalls V-förmige Seg- mente (beispielsweise ein keramisches Schleifmaterial) im wesentlichen V-förmige Ausnehmungen 3, die zum seitlichen Umfangsrand 1a der Scheibe hin offen sind. Ob- wohl die Ausnehmungen 3 zur Seite hin offen sind, gibt es doch einen becher-oder schaufelförmigen Bereich, der in der Fig. 3 punktiert dargestellt ist und der die Um- fangslänge A und die Umfangsbreite B aufweist. Dieser Bereich ist beidseitig ge- schlossen, sodaß das Kühl-und/oder Schmiermittel quer zur Bewegungsrichtung 4 bzw. Umfangsrichtung nicht austreten kann.

Die seitlich offenen Ausnehmungen 3 erlauben beispielsweise eine Kühlmittelzufuhr von der Seite her, wie sie über die Einrichtungen 5 in Fig. 2 erfolgt. Das Kuhl-und/oder Schmiermittel, welches in flüssiger Form aus den Düsen der Einrichtungen 5 austritt, kann von der Seite her in die seitlich offenen Ausnehmungen eindringen und wird dort aufgrund der V-Form der Ausnehmung zur Mitte der Schleifscheibe hin geführt.

Die Fig. 4 zeigt stark schematisiert eine erfindungsgemäße Schleifscheibe und eine Einrichtung 5 zur Zufuhr von Kühi-und/oder Schmiermittel und zwar in im wesentlichen tangentialer Richtung knapp oberhalb des Kontaktbereiches mit dem Werkstück 6.

Erfindungsgemäß ! äßt sich nicht nur im Gleichlauf sondern auch im Gegenlauf schlei- fen.

Neben den in Fig. 2 und 4 dargestellten Varianten zur Zufuhr des Kühl-und/oder Schmiermittels besteht auch noch die an sich bekannte Möglichkeit, das Kühl- und/oder Schmiermittel über radiale Kanäle 7 nach außen in den Bereich der Ausneh- mungen 3 zu führen. Selbstverständlich können alle Möglichkeiten der Kuhl-und/oder Schmiermittelzufuhr miteinander beliebig kombiniert werden.

Die Fig. 6 schematisch ein besonders bevorzugtes Ausführungsbeispiel, bei dem die radiale Erstreckung der Ausnehmung 3 größer ist als die radiale Dicke der Schleif- schicht bzw. der Schleifsegmente 2. Mit anderen Worten-erstreckt sich hier jede Aus- nehmung 3 tiefenmäßig bis in die Trägerscheibe 1 hinein. Dies hat zur Folge, daß selbst bei nahezu vollständig abgeschliffenen Schleifsegmenten 2 immer noch ein Ausnehmungsbereich 3a als becher-oder schaufelförmiger Bereich zur Verfügung

steht : Anstelle von dickeren Schieifsegmenten kann auf dem Träger auch eine vor- zugsweise einlagige dünne Schicht aus Schleifkorn aufgebracht sein. Die Ausnehmun- gen können sich dann tiefenmäßig hauptsächlich im Träger erstrecken. Bei dickeren Schleifsegmenten kann zum Einsparen von Schleifkorn vorgesehen sein, daß die Segmente jeweils in einen radial äußeren Bereich Schleifmittel, insbesondere Schleif- korn, enthalten, wobei die radiale Dicke dieses äußeren Bereiches geringer ist als die radiale Erstreckung der zwischen den Segmenten liegenden Ausnehmungen.

Bei dem in Fig. 7 dargestellten Ausführungsbeispiet sind die Schleifsegmente 2 im we- sentlichen U-förmig profiliert, sodaß sich insgesamt im Wesentlichen U-förmige Aus- nehmungen 3 dazwischen ergeben, welche in einer radialen Ansicht auf den Umfang der Schleifscheibe becher-oder schaufelförmig ausgebildet sind.

Bei dem in Fig. 8 dargestellten, nicht drehrichtungsgebundenen Ausführungsbeispiel sind die Schleifsegmente 2 in der Draufsicht zweimal rechtwinkelig abgewinkelt und so eng aneinander angeordnet, daß zur Seite der Schleifscheibe hin keine Öffnung existiert, es sind also im wesentlichen becherförmige Ausnehmungen 3 gebildet. An- ders als bei U-oder V-förmigen Ausnehmungen gibt es bei diesem Ausführungsbei- spiel keinen richtungsgebundenen Führungseffekt zur Schleifscheibenmitte hin, aller- dings reichen die seitlich geschlossenen becherförmigen Ausnehmungen aus, um eine Verbesserung gegenüber herkömmlichen Schleifscheiben zu erzielen, bei denen die Ausnehmungen zur Seite hin völlig offen sind.

Bei dem in den Fig. 9a und 9a dargestellten Ausführungsbeispiel variiert der Durch- messer der Schleifscheibe über die Breite der Schleifscheibe, d. h. die auf dem Träger 1 aufgebrachte Schleifschicht 2 weist ein Höhenprofil H auf, dessen Maximum mit 2' bezeichnet ist. Dieses Maximum 2'ist beim Schleifen am höchsten belastet. Die Erfin- dung erlaubt es nunmehr durch spezielle Gestaltung der Ausnehmungen 3, wie sie beispielsweise in Fig. 9b gezeigt ist, gerade diesem Maximum 2'am meisten Kühlmit- tel zuzuführen. indem beispielsweise die Spitze 3'eines V-förmigen Bereiches bezüg- lich der Umfangsbewegungsrichtung 8 an der gleichen Breitenstelle (angedeutet durch die strichlierte Linie 7) liegt wie das Maximum 2'. Durch diese Ausbildung wird das Kühl-und/oder Schmiermittel bevorzugt an die Breitenstelle 7 gefördert und damit das

Höhenmaximum 2'im Durchmesser der Schleifscheibe bevorzugt gekühtt bzw. ge- schmiert.

Überhaupt erlaubt es die Erfindung durch spezielle Ausbildung der Ausnehmungen eine gezielte Verteilung und Zufuhr des Kuhl-und/oder Schmiermittels zu verwirkii- chen.

Bei dem in Fig. 10 dargestellten Ausführungsbeispiel ist das Schleifsegment 2-in ra- dialer Richtung gesehen-verschieden ausgebildet, nur der radial äußere Bereich 2b weist Schleifkorn auf. Der radial innere Bereich 2b ist frei von Schleifkorn. Dennoch erstreckt sich die Ausnehmung 3 in radialer Richtung über beide Bereiche 2a und 2b.

Die Fig. 11 a bis 11 c zeigen weitere Ausführungsbeispiele für die Anordnung der Aus- nehmungen 3. Bei der Fig. 11 a wechseln U-förmige und V-förmige Ausnehmungen ab, bei der Fig. 11 b sind zwei V-förmige Ausnehmungen unter Ausbildung einer insgesamt "gezackten"Linie nebeneinander angeordnet. Die Fig. 11c zeigt über die Umfangsflä- chen verteilte V-förmige Ausnehmungen 3.

Die Erfindung ist nicht auf die dargestellten Ausführungsbeispiele beschränkt. Die Form der Segmente bzw. der dazwischen gebildeten Ausnehmungen kann variieren, beispielsweise ist eine gezackte Form der Ausnehmungen möglich. Die Länge und die Dimensionierung der Segmente bzw. der Ausnehmungen kann den jeweiligen Schlei- ferfordernissen angepaßt werden. Grundsätzlich ist es auch möglich, eine durchge- hende Schleifschicht zu verwenden, in der die Ausnehmungen ausgebildet sind. In der Praxis ist aber der Aufbau aus einer Vielzahl direkt oder mit Abstand aneinanderge- reihter Segmente voraussichtlich günstiger. Der Begriff der Schleifscheibe ist weit zu sehen und umfaßt auch Ablichtwerkzeuge.