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Patent Searching and Data


Title:
ABRASIVE CUTTING DISC
Document Type and Number:
WIPO Patent Application WO/1991/005636
Kind Code:
A1
Abstract:
An abrasive cutting disc with a support (1) and cutting segments (3) containing abrasive granules interchangeably secured around its periphery, preferably by means of metal clamps (12). The cutting segments (2) have fabric reinforcements (15). The support (1) is polygonal. The clamps (12) may be slid peripherally into holding grooves (14) or the like in the support (1) which is made of fibre-reinforced plastic.

Inventors:
SELGRAD VOLKER (AT)
LUTZ GUENTHER (AT)
PORPACZY JOHANN (AT)
Application Number:
PCT/AT1990/000099
Publication Date:
May 02, 1991
Filing Date:
October 08, 1990
Export Citation:
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Assignee:
SWAROVSKI TYROLIT SCHLEIF (AT)
International Classes:
B24D5/12; B28D1/12; (IPC1-7): B24D5/12; B28D1/12
Foreign References:
US3418762A1968-12-31
US3220148A1965-11-30
GB129277A1920-06-10
FR2530170A11984-01-20
US4718398A1988-01-12
Attorney, Agent or Firm:
Torggler, Paul (Innsbruck, AT)
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Claims:
P a t e n t a n s p r ü c h e
1. : Trennschleifscheibe mit einem Trägerkörper, an des¬ sen Umfang Schleifkorn enthaltende Schneidsegmente mittels vorzugsweise metallischer Halteteile aus¬ tauschbar befestigt sind, wobei die Schneidsegmente Armierungsgewebe aufweisen, dadurch gekennzeichnet, daß der Trägerkörper (1) polygonal ist und daß die Halteteile (12) in Umfangsrichtung in Haltenuten (14) od. dgl. des Trägerkörpers (1), die seitlich am Trägerkörper (1) angeordnet sind, einschiebbar sind.
2. Trennschleifscheibe nach Anspruch 1, dadurch gekenn¬ zeichnet, daß die Halteteile (12) im Querschnitt U förmig sind und mit Vorsprüngen (13) in den Haltenu¬ ten (14) , die sich seitlich am Trägerkörper (1) be¬ finden, eingreifen, wobei die Anzahl der Haltenuten (14) der Anzahl der Seiten (17) des Trägerkörpers (1) entspricht und jeweils ein Paar der einander ge genüberliegenden Haltenuten (14) einer Seite (17) zugeordnet ist.
3. Trennschleifscheibe nach Anspruch 2, dadurch gekenn¬ zeichnet, daß die Haltenuten (14) mit der zugeordne ten Seite des Polygons jeweils einen Winkel ein¬ schließen.
4. Trennschleifscheibe nach Anspruch 1, dadurch gekenn¬ zeichnet, daß die Anzahl der Seiten (17) des Träger körpers (1) eine ungerade Zahl, vorzugsweise eine Primzahl größer als 5 ist.
5. Trennschleifscheibe nach Anspruch 2, dadurch gekenn¬ zeichnet, daß die Haltenuten (14) im Querschnitt Schwalbenschwanzförmig sind.
6. Trennschleifscheibe nach Anspruch 1 und/oder 2, da¬ durch gekennzeichnet, daß die Schneidsegmente (3) einen schleifkornfreien Segmentfuß (11) aufweisen, in den die Armierungsgewebe (13) ragen und in dem der Halteteil (12) eingebettet ist.
7. Trennschleifscheibe nach Anspruch 6, dadurch gekenn¬ zeichnet, daß Verankerungen (16) vorgesehen sind, die die Einbindung des Halteteiles (12) im Segment fuß (11) verstärken.
8. Trennschleifscheibe nach den Ansprüchen 2 und 6, da¬ durch gekennzeichnet, daß die Segmentfüße (11) aus Kunststoff, beispielsweise Polymethan, Epoxidharz, Phenolharz sind und die Uförmigen Halteteile (12) , die mit ihren Seitenstegen (12*) jeweils den zum Trägerkörper (1) gerichteten Teil (11") eines Seg¬ mentfußes (11) umfassen, in ihrem Mittelsteg (12") Durchbrechungen aufweisen, durch die Kunststoffbrük ken ragen.
9. Trennschleifscheibe nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß der Trägerkörper (1) aus faserverstärktem, vorzugsweise kohlenfaserver stärktem, Kunststoff gefertigt ist.
10. Trennschleifscheibe nach Anspruch 9, dadurch ge¬ kennzeichnet, daß der Trägerkörper (1) mit einem vorzugsweise von Ringabschnitten (6) gebildeten Me tallring (5) versehen ist, der die Schneidsegmente (3) trägt.
11. Trennschleifscheibe nach mindestens einem der An¬ sprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß die vorderen und hinteren Begrenzungskanten (19, 18) der Schneidsegmente (3) zu einer Verbindungslinie (22) zwischen dem der Begrenzungskante (19, 18) benach barten Eckpunkt (23) des Trägerkörpers (1) und dem Mittelpunkt des Trägerkörpers (1) in einem Winkel liegt.
12. Trennschleifscheibe nach Anspruch 11, dadurch ge¬ kennzeichnet, daß die vordere Begrenzungskante (19) eines jeden Schneidsegments (3) gerade und die hin¬ tere Begrenzungskante (18) geknickt ist, derart, daß beide Begrenzungskanten (18, 19) das Schneidsegment (3) außen mit einem stumpfen Winkel (α) zur umfang seitigen Schneidkante (20) begrenzen.
13. Trennschleifscheibe nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß der Trägerkörper (1) von einem faserverstärktem Hochleistungsverbundwerk¬ stoff gebildet wird.
14. Trennschleifscheibe nach Anspruch 13, dadurch ge¬ kennzeichnet, daß der Trägerkörper (1) aus aramidfa serverstärktem Kunststoff gefertigt ist.
15. Trennschleifscheibe nach Anspruch 13, dadurch ge¬ kennzeichnet, daß der Hochleistungsverbundwerkstoff mit Kohlestoffasern verstärkt ist.
16. Trennschleifscheibe nach mindestens einem der An¬ sprüche 1 bis 15, dadurch gekennzeichnet, daß die Schneidsegmente (3) einen geschlossenen Schleifring (2) bilden.
17. rennschleifscheibe nach mindestens einem der An¬ sprüche 1 bis 16, dadurch gekennzeichnet, daß anein¬ ander angrenzende Schneidsegmente (3) eine in etwa Vförmige Aussparung (21) abgrenzen.
Description:
Trennschleifscheibe

Die Erfindung bezieht sich auf eine Trennschleifscheibe mit einem Trägerkörper, an dessen Umfang Schleifkörn enthaltende Schneidsegmente mittels vorzugsweise metallischer Halteteile austauschbar befestigt sind, wobei die Schneidsegmente Armie¬ rungsgewebe aufweisen.

Die Erfindung bezieht sich insbesondere auf eine Trenn- Schleifscheibe, die geeignet ist, Werkstücke mit großem Quer¬ schnitt wirtschaftlich zu schlitzen oder zu trennen. Insbe¬ sondere sollen metallische Werkstücke getrennt werden. Eine derartige Schleifscheibe mit mechanisch austauschbaren Schleifsegmenten unterscheidet sich rein gattungsmäßig von einer Diamantsäge, mit auf ein Trägerblatt aufgeschweißten

Schneidsegmenten, mit einer metallischen Bindung und Diamant- Korn, wie sie bei der Gesteinsbearbeitung verwendet werden.

Obwohl Schleif- oder Trennschleifscheiben mit dem oben ge- nannten Aufbau zumindest in der Literatur bereits bekannt sind, werden für das Trennschleifen von metallischen Werk¬ stücken bis zum heutigen Tag in der Praxis ausschließlich so¬ genannte Vollscheiben verwendet. Bei derartigen Vollscheiben wird der gesamte Scheibenkörper von Korn-Bindemitteln, Ver- starkungs- und Füllstoffen ohne eigentliche, beispielsweise metallische Trägerseheibe gebildet.

Die Herstellung solcher Scheiben mit einem Durchmesser von 800 mm und darüber bereitet einmal erhebliche Schwierigkeiten und weiters sind derartige Trennscheiben nur begrenzt ratio¬ nell verwendbar. Dies ist vor allem dadurch bedingt, daß der¬ artige Trennscheiben, um die beim Einsatz auftretenden star¬ ken Flieh- und Seitenkräfte aufnehmen zu können, sowie aus Fertigungsgründen, mit verhältnismäßig großer Dicke ausge- führt sein müssen (Abdecken der Gewebe mit Schleif asse) . Verfahrensbedingt ergibt sich, daß die Scheiben nur im Be¬ reich eines Scheibenringes von relativ geringer Höhe ab¬ genützt werden können, was sich insbesondere beim Trennen von Werkstücken mit großem Querschnitt als nachteilig erweist.

Der Weiterverwendung derartiger Scheiben für das Trennen von kleineren Querschnitten auf kleineren Maschinen steht ein übermäßig hoher Materialverlust, erhöhte erforderliche Zer¬ spanleistung und dadurch bedingte starke Überlastung der Mo- toren und Maschinen, sowie im Schleifquerschnitt auftretende erhöhte Temperaturen, die zu Schädigungen von Werkstück und Trennscheibe führen, hindernd entgegen.

In diesem Zusammenhang sei angeführt, daß als Durchschnitts- wert für die Scheibenbreite ein Prozent des Außendurchmessers der Trennscheibe anzunehmen ist. Die zum Schneideinsatz kom¬ mende Scheibenbreite kann daher bei den heute erzeugbaren Trennscheiben bis 1500 mm Durchmesser 15 mm oder mehr betra¬ gen.

Bei den derzeit in Verwendung befindlichen Trennscheiben bleibt also ein relativ großer Teil der Trennscheibe unge¬ nutzt.

Andererseits konnten die bisher bekannten Trennschleifschei¬ ben mit einem wiederverwendbaren, metallischen Kern und auf dessen Umfang befestigbaren Schneidsegmenten in der Praxis nicht befriedigen. Die Schwierigkeiten liegen dabei insbeson¬ dere bei der Befestigung der Schneidsegmente am Trägerkörper.

Aus der AT-PS 313 097 ist eine Trennschleifsσheibe bekannt, die einen metallischen, kreisförmigen Trägerkörper aufweist, der an seinem Umfang mit Schneidsegmenten bestückt ist. In die Schneidsegmente sind metallische Trägerplatten eingebet- tet, die mit dem Trägerkörper verschraubt sind. Weiters sind die Schleifsegmente mit Gewebearmierungen versehen.

Mit diesen Trennschleifscheiben konnten die eingangs erwähn¬ ten Nachteile einer Vollscheibe vermieden werden, und es wur- den auch zufriedenstellende Schleifergebnisse erzielt. Den¬ noch haftete dieser Trennschleifscheibe einige Nachteile an. Als besonders nachteilig erwies sich, daß der aus Stahl her¬ gestellte Trägerkörper bereits nach kurzer Einsatzzeit (nach ca. 3 bis 5 Bestückungen) seine Vorspannung verlor und

"weich" wurde. Diese geringe Standzeit des Trägerkörpers war wirtschaftlich gesehen der schwerwiegendste Faktor.

Ein weiterer Nachteil war das große Gewicht des Trägerkör- pers, das zur Folge hatte, daß bei der Montage zwei Personen notwendig waren.

Ein ebenso schwerer Nachteil war das komplizierte Aufspannen der Schleifsegmente. Die Verschraubung war relativ filigran und für den rauhen Stahlwerksbetrieb nicht geeignet. Ebenso war eine Verschmutzung der Verschraubung nicht zu verhindern, was den Austausch der Segmente nochmals erschwerte.

Weiters kam es bei dieser Art von Trennschleifscheibe genauso wie bei anderen bekannten Trennschleifscheiben des öfteren zu einem Ausbrechen der Schleifsegmente an den Segmentstößen. Ein derartiges Ausbrechen ist insofern von gravierender Be¬ deutung, da nicht nur ein Schneidsegment ausgetauscht werden muß, sondern der ganze Schneidring.

Andererseits bietet eine Trennschleifscheibe mit einem Trä¬ gerkörper und darauf aufgespannten Schneidsegmenten deutliche Vorteile, schon allein, wenn man das Problem der Entsorgung betrachtet und ermöglcht den wirtschaftlichen Einsatz teurer Schleifmittel.

Es ist daher Aufgabe der Erfindung, eine Trennschleifscheibe der eingangs erwähnten Art zu schaffen, die unter Vermeidung der oben genannten Nachteile einen schnellen und einfachen Austausch der Segmente erlaubt und die über einen längeren Zeitraum im Einsatz bleiben kann.

Die erfindungsgemäße Aufgabe wird dadurch gelöst, daß der Trägerkörper polygonal ist und daß die Halteteile in Umfangs- richtung in Haltenuten od. dgl. des Trägerkörpers, die seit¬ lich am Trägerkörper angeordnet sind, einschiebbar sind.

Vorteilhaft ist vorgesehen, daß die Halteteile im Querschnitt U-förmig sind und mit Vorsprüngen in Haltenuten, die sich

seitlich am Trägerkörper befinden, eingreifen, wobei die An¬ zahl der Haltenuten der Anzahl der Seiten des Trägerkörpers entspricht und jeweils ein Paar der einander gegenüber lie¬ genden Haltenuten einer Seite zugeordnet ist.

Vorteilhaft ist vorgesehen, daß die Haltenuten mit der zuge¬ ordneten Seite des Polygons jeweils einen Winkel bilden.

Dadurch kommt bei der Befestigung der Schneidsegmente eine Keilwirkung zum Tragen, wodurch die Schneidsegmente während des Schleifens sich selbst arretieren. Auf diese Weise erhält man eine selbsthemmende Konstruktion.

Um die Schwingung der Trennschleifscheibe möglichst gering zu halten, ist in einem Ausführungsbeispiel vorgesehen, daß die Anzahl der Seiten des Trägerkörpers eine ungerade Zahl, vor¬ zugsweise eine Primzahl größer als 5 ist. Die geradzahlige "Harmonische" soll grundsätzlich vermieden werden.

Die Haltenuten des Trägerkörpers und die korrespondierenden Vorsprünge der Hälteteile sind vorteilhaft schwalbenschwanz- förmig.

Ein weiteres Ausführungsbeispiel der Erfindung sieht vor, daß die Schneidsegmente einen schleifkornfreien Segmentfuß auf¬ weisen, in den die Armierungsgewebe ragen und in dem der Hal¬ teteil eingebettet ist.

Auf diese Art kann eine exakte Ausrichtung der Schneidseg- mente gegenüber dem Trägerkörper erzielt werden.

Es können Verankerungen vorgesehen sein, die die Einbindung des Halteteiles im Segmentfuß verstärkt.

Weiters ist vorteilhaft vorgesehen, daß die Segmentfüße aus Kunststoff, beispielsweise Pu, Epoxi, Phenolharz sind und die U-förmigen Halteteile, die mit ihren Seitenstegen jeweils den zum Trägerkörper gerichteten Teil eines Segmentfußes umfas-

sen, in ihrem Mittelsteg Durchbrechungen aufweisen, durch die Kunststoffbrücken ragen.

Vorteilhaft ist vorgesehen, daß der Trägerkörper aus faser- verstärktem, vorzugsweise kohlenfaserverstärktem Kunststoff gefertigt ist. Dadurch werden die Nachteile eines metalli¬ schen Trägerkörpers vermieden. Das heißt, der Trägerkörper ist wesentlich leichter und kann besser gehandhabt werden und die Steifigkeit bzw. die mechanisch dynamischen Eigenschaften des Trägerkörpers bleiben über lange Zeit erhalten. Dadurch ist eine größere Zahl von Bestückungen möglich.

In einem weiteren Ausführungsbeispiel der Erfindung ist vor¬ gesehen, daß der Trägerkörper mit einem vorzugsweise von Ringabschnitten gebildeten Metallring versehen ist, der die Schneidsegmente trägt.

Um das Ausbrechen der Schneidsegmente zu vermeiden, ist er¬ findungsgemäß vorgesehen, daß die vorderen und hinteren Be- grenzungskanten der Schneidsegmente zu einer Verbindungslinie zwischen dem der Begrenzungskante benachbarten Eckpunkt und dem Mittelpunkt des Trägerkörpers in einem Winkel liegt.

Ein vorteilhaftes Ausführungsbeispiel sieht vor, daß die vor- dere Begrenzungskante gerade und die hintere Begrenzungskante geknickt ist, derart, daß beide Begrenzungskanten das Schneidsegment außen mit einem stumpfen Winkel zur u fangsei- tigen Schneidkante begrenzen, während des Trennens.

Dadurch entstehen im Schneidkranz zwischen den Schneidsegmen¬ ten kerbenför ige Ausschnitte. Diese Ausschnitte ermöglichen den Ausgleich für Stauchungen der Schneidsegmente.

Da die hinteren und vorderen Begrenzungskanten mit der Schneidkante eines jeden Schneidsegmentes einen stumpfen Win¬ kel bilden, wird eine bessere Krafteinleitung mit in der Folge geringeren Spannungsspitzen erzielt und das Ausbrechen der Schneidsegmente an den Ecken weitgehend vermieden.

Nachfolgend wird ein Ausführungsbeispiel der Erfindung anhand der Figuren der beiliegenden Zeichnungen eingehend beschrie¬ ben.

Die Fig. 1 zeigt eine schematisch gehaltene Seitenansicht ei¬ ner erfindungsgemäßen Trennschleifscheibe, die Fig. 2 zeigt in Seitenansicht einen Ausschnitt der Trennschleifscheibe, die Fig. 3 zeigt einen Querschnitt durch eine erfindungsge¬ mäße Trennschleifscheibe im Schneidbereich und die Fig. 4 zeigt schaubildlich einen Ausschnitt des Trägerkörpers und ein Schneidsegment.

Die erfindungsgemäße Trennschleifscheibe besteht aus dem Trä¬ gerkörper 1 und dem geschlossenen Schleifring 2, der von Schneidsegmenten 3 gebildet wird. Zwischen den Schneidsegmen¬ ten 3 sind maximal schmale produktionsbedingte Schlitze.

Im Ausführungsbeispiel besteht der Trägerkörper 1 aus einer Scheibe 4, aus kohlenfaserverstärktem Kunststoff und einem Metallring 5, der von Ringabschnitten 6 gebildet wird. Die Ringabschnitte 6 weisen einen verjüngten Steg 7 auf, mit dem sie in eine Nut 8 der Scheibe 4 einsteckbar sind. In der Scheibe 4 sind die Ringabschnitte 6 mittels Schrauben oder Nieten 9 befestigt. Die Befestigung kann aber auch durch Ver- kleben erfolgen.

Obwohl der Trägerkörper 1 mehrstückig ausgeführt ist, bilden die Scheibe 4 und der Metallring 5 eine Einheit, da die Ringabschnitte 6 während des gesamten Einsatzes der Trenn- Schleifscheibe nicht von der Scheibe 4 gelöst werden. Ausge¬ tauscht werden lediglich die Schneidsegmente 3.

Die Schneidsegmente 3 bestehen aus dem eigentlichen Schleif¬ körper 10, der ein beispielsweise in Kunstharz gebundenes Schleifkorn enthält. Weiters ist der Schleifkörper 10 in her¬ kömmlicher Art und Weise mit einem, oder mehreren Armierungs- geweben 15 versehen. Beispiele für das Bindemittel sind Phe¬ nolharz und Epoxidharz aber auch Polyurethan. Beispiele für das Schleifkorn sind Siliziumkarbid und Korund. An den

Schleifkörper 10 schließt unmittelbar ein schleifkornfreier Segmentfuß 11 an, der vorteilhaft aus Polymethan, Epoxidharz und Phenolharz gefertigt ist. In den Segmentfuß 11 ist der eigentliche Halteteil 12 eingebettet.

Wie aus der Fig. 3 ersichtlich ist der Halteteil 12 im Quer¬ schnitt U-förmig und liegt mit seinen Seitenstegen 12* seit¬ lich außen am Segmentfuß 11 und am korrespondierenden Metall¬ teil 6 des Trägerkörpers 1 an.

Jeder Halteteil 12 weist beidseitig stegartige Vorsprünge 13 auf, die in korrespondierende Nuten 14 im Trägerkörper 1 bzw. in die metallischen Ringabschnitten 6 einschiebbar sind. Sowohl die Vorsprünge 13 als auch die Nuten 14 haben schwal- benschwanzförmigen Querschnitt.

Wie weiters aus Fig. 3 ersichtlich, ragen die Armierungsge¬ webe 15 bis in den schleif ornfreien Segmentfuß 11 hinein, wodurch sich ein starker Verbund zwischen dem eigentlichen Schleif örper 10 und dem Segmentfuß 11 ergibt. Der Mittelsteg 12" eines jeden Halteteiles ist mit nicht gezeigten Durchbre¬ chungen versehen, sodaß sich zwischen dem äußeren Bereich 11' und dem inneren Bereich 11" eines jeden Segmentfußes 11 Brük- ken bilden. Weiters können Verankerungen 16 vorgesehen sein, die ebenfalls durch den Horizontalsteg 12' eines jeden Halte¬ teiles 12 ragen und den Verbund zwischen den beiden Bereichen 11* und 11" verbessern.

Wie insbesondere aus der Fig. 2 ersichtlich, ist der Träger- körper 1 ein Polygon und die Nuten 14 sind daher gerade. Sie verlaufen jedoch in einem sehr flachen Winkel zur zugeordne¬ ten Seite 17 des Trägerkörpers, sodaß während des SchleifVor¬ gangs die Schneidsegmente 3 durch Selbsthemmung befestigt werden. Die Pfeile geben in den Figuren der Zeichnungen die Drehrichtung der Segmentscheibe an.

Wie ebenfalls aus der Fig. 2 ersichtlich, bilden die beiden Begrenzungskanten 18, 19 der Schneidsegmente 3 bzw. des Schleifkörpers 10 der Schneidsegmente 3 mit der äußeren

Schneidkante 20 jeweils einen stumpfen Winkel α. Zwischen den aneinander anschließenden Schneidsegmenten 3 wird daher eine kerbenförmige bzw. in etwa V-förmige Ausnehmung 21 gebildet, die einen Ausgleich für Stauchungen der Schneidsegmente 3 er- laubt.

Die vordere Begrenzungskante 19 liegt dabei auf einer Gera¬ den, die sich in einem Winkel zur Verbindungslinie 22 zwi¬ schen dem benachbarten Eckpunkt 23 des Polygons und dessen Mittelpunkt befindet. Die hintere Begrenzungskante 8 ist ge¬ knickt und weist einen nach hinten weisenden Bereich 18' und einen äußeren, nach vorne weisenden Abschnitt 18" auf.

Bei der Montage der Schneidsegmente 3 werden zuerst alle Schneidsegmente 3 zur Hälfte auf den Trägerkörper 1 aufge¬ schoben. Anschließend werden alle Schneidsegmente 3 gleich¬ zeitig zur Gänze in die Nuten 14 eingeschoben und in die in den Figuren 1 und 2 gezeigte Position gebracht. Auch bei der Demontage müssen zuerst alle Schneidsegmente 3 gemeinsam be- wegt werden.