LAMELLENSCHLEIFSCHEIBE

[0001] Die Erfindung betrifft eine Lamellenschleifscheibe, umfassend einen rotationssymmetrischen Trägerteller, auf weichen ringförmig um den Umfang verteilt flächige Lamellen aus Schleifmateriai an jeweils einer ihrer Kanten so angehaftet sind, dass sie sich von einem inneren Bereich des Trägertellers zu einem äußeren Bereich erstrecken und ihre äußeren Enden über den Umfang des Trägertellers überstehen, wobei die Ebenen der Lamellen mit der Ebene des Trägertellers jeweils einen festen, spitzen Winkel einschließen.

[0002] Aus dem Stand der Technik sind Fächerschleifscheiben bekannt, wobei auf einem Trägerteller Schleiflamellen fächerartig um den Umfang des Trägertellers angeordnet sind. Bei solchen herkömmlichen Fächerschleifscheiben überlappen sich jeweils mehrere Lamellen. Jede Lamelle ist auf einer Seite durch mehrere benachbarte Lamellen unterstützt und ist daher auf dieser Seite vom Trägerteller beabstandet. An der gegenüberliegenden Seitenkante liegen die Lamellen jedoch auf dem Trägerteller auf. Dadurch sind die Lamellen unter einem relativ flachen Winkel gegenüber dem Trägerteller verkippt. Derartige Fächerschleifscheiben werden vorzugsweise in Wiήkelschleifgeräten zur Entfernung von Schweißnähten und Craten eingesetzt. Der Arbeitsbereich einer herkömmlichen Fächerschleifscheibe liegt vornehmlich in deren äußeren Umfangsbereich. Die Arbeitsfläche wird jedoch durch die jeweils vom Trägerteller abgewandten Seiten der Lamellen gebildet und ist im wesentlichen parallel zum Trägerteller. Bei einem Schleifvorgang muss daher eine herkömmliche Fächerschleifscheibe unter einem verhältnismäßig flachen Winkel auf die Werbtückoberfläche aufgesetzt werden. Oberflächen in Ecken und Kanten sind damit häufig nicht zugänglich. Schweißnähte und Grate in Kanten sind mit einer herkömmlichen Fächerschleifscheibe daher nur schwer zu bearbeiten. Insbesondere können damit keine weichen Schleifübergänge erzielt werden.

[0003] Vor diesem Hintergrund ist es A u f g a b e der Erfindung, die bekannten Schleifscheiben in der Weise zu verbessern, dass damit Kanten besser bearbeitet werden können.

[0004] Die Lösung der Aufgabe gelingt mit einer Lamellenschleifscheibe gemäß dem unabhängigen Sachanspruch 1. Eine erfindungsgemäße Lamellenschleifscheibe umfasst demnach einen rotationssymmetrischen Trägerteller, auf welchem ringförmig um den Umfang verteilt flächige Lamellen aus Schleifmaterial an jeweils einer ihrer Kanten so angehaftet sind, dass sie sich von einem inneren Bereich des Trägertellers zu einem äußeren Bereich erstrecken und ihre äußeren Enden über den Umfang des Trägertellers überstehen. Dadurch wird der Durchmesser der Lamellenschleifscheibe im Vergleich zum Trägerteller vergrößert und die äußeren Lamellenenden bilden eine äußere Umfangs- kante. Die Ebenen der Lamellen bilden mit der Ebene des Trägertellers jeweils einen festen spitzen Winkel, der größer als 0 ° ist und kleiner als 90°. Wenn die Ebene des Trägertellers und die Ebene der Schleiflamelle einen Winkel von kleiner als 90 ° einschließen und die Lamellen eine gleichmäßige Dicke aufweisen, so lässt sich naturgemäß zwischen der rückwärtigen Seite der Lamelle und dem Trägerteller ein Winkel von über 90 ° messen. Diese rückwärtige Seite der Lamellen wird im folgenden als dem Trägerteller abgewandte Seite bezeichnet.

[0005] Erfindungsgemäß sind die Lamellen außerdem so angeordnet, dass sie an ihren äußeren Enden an der äußeren Umfangskante im Ruhezustand räumlich in der Weise voneinander getrennt sind, dass sie bei geringem Druck auf die äußere Umfangskante oder auf ihre vom Trägerteller abgewandte Seite elastisch nachgeben. Bei stärkerem Druck geben sie erfindungsgemäß nur so weit nach, bis die äußeren Enden mehrerer benachbarter Lamellen aufeinander zum Aufliegen kommen, sich dadurch gegenseitig unterstützen, und so zusammen einen starren überstand bilden. Durch den stärkeren Druck und den Kontakt der einzelnen benachbarten Lamellen werden die Lamellen zu einem festen Paket verdichtet und ähneln dann in ihrer Steifigkeit einer verpressten herkömmlichen Fächerschleifscheibe.

[0006] Diese Konstruktion ermöglicht im Betrieb eine Doppelfunktion der erfindungsgemäßen Lamellenschleifscheibe. Der Druck auf die Lamellen wird durch den Anpressdruck, mit dem eine sich drehende Schleifscheibe auf ein Werkstück gedrückt wird, reguliert. Bei einem geringen Anpressdruck der Scheibe auf eine Werkstückoberfläche kann ein geringer Materialabtrag erreicht werden. Die erfindungsgemäße Lamellenschleifscheibe eignet sich dann beispielsweise zum feinentgraten und für weiche Schleifübergänge. Bei stärkerem Schleifdruck versteifen sich die Lamellen gegenseitig und es entsteht ein harter Kontakt mit der Werkstückoberfläche, so dass ein größerer Materialabtrag er-

reicht werden kann. Mit der erfindungsgemäßen Lamellenschleifscheibe können daher zwei verschiedene Arbeitsgänge durchgeführt werden, was Zeitaufwand ige Scheibenwechsel unnötig macht.

[0007] Zusätzlich ist die Arbeitsfläche der Lamellenschleifscheibe bei stärkerem Anpressdruck durch die Verformung der Lamellen gegenüber einer herkömmlichen Fächerschleifscheibe in Richtung zur äußeren Mantelfläche hin verschoben. Diese äußere Mantelfläche wird durch die äußeren Enden der verbogenen Lamellen gebildet. Dies ermöglicht, dass die erfindungsgemäße Schleifscheibe auch unter einem sehr steilen Winkel auf eine Werkoberfläche aufgesetzt werden kann. Dies ermöglicht es mit der Umfangskante bzw. der Zylindermantelfläche, welche durch die äußeren Lamellenenden gebildet ist, auch in sonst unzugänglichen Ecken zu schleifen.

[0008] Zum Antrieb der Lamellenschleifscheibe mit einer Antriebsmaschine weist der Trägerteller im Zentrum eine Durchlassöffnung zur Aufnahme einer Antriebswelle auf. Die Durchlassöffnung kann einfach zylindrisch sein, beispielsweise mit einem Durchmesser von 15/16" oder 22,2 mm. Alternativ kann die Durchlassöffnung auch ein Innengewinde aufweisen, zum Beispiel ein M10, M14 oder 5/8". Für das Schleifen in Kanten ist es auch günstig, wenn der Trägerteller flach ausgeführt ist.

[0009] Die Lamellen können so angeordnet sein, dass sie einander an ihren dem Zentrum des Trägertellers zugewandten Enden berühren. Entsprechend der ringförmigen Anordnung sind jedoch die äußeren, über den Trägerteller hinausstehenden Enden voneinander beabstandet. Dabei sollen die Lamellen so dicht angeordnet sein, dass bei lokalem Druck auf einzelne Lamellen, mehrere Lamellen in Kontakt miteinander geraten und sich gegenseitig so unterstützen, dass der überstand der Lamellenenden über den Trägerteller an dieser Stelle starr wird. Die äußeren Lamellenenden müssen daher zwar voneinander beabstandet sein damit sie sich verformen können, sie dürfen aber auch nicht zu weit voneinander entfernt angeordnet sein, damit sich jeweils mehrere Lamellen unterstützen können. Ist der Zwischenraum zu groß, so können sich die Lamellen auch bei starkem Anpressdruck nicht ausreichend zu einem Paket verdichten und würden daher nur weiter federnd wirken. Der am äußeren Umfangsrand gemessene Zwischenraum zwischen zwei äußeren Lamellenenden sollte daher möglichst nicht größer als 2 mm sein.

[0010] In einer bevorzugten Weiterbildung der Erfindung entspricht daher der Abstand der äußeren Enden jeweils zweier benachbarter Lamellen im Mittel dem zwei- bis dreifachen der Lamellendicke. Als Abstand ist hier die Summe der Lamellendicke und des Zwischenraumes zwischen den Lamellen bezeichnet. Die Mittelung bezieht sich dabei auf die gesamte Scheibe, wobei naturgemäß die Schwankungen der Abstände möglichst gering sein sollen.

[0011] In einer besonders bevorzugten Variante entspricht der Abstand der äußeren Enden zweier benachbarter Lamellen jeweils zwischen 2,5 und 3,5 mm. Dementsprechend und in Abhängigkeit von der Größe der Scheibe ist auch die Anzahl der Lamellen und der Zwischenwinkel, welche benachbarten Lamellen miteinander einschließen, bestimmt.

[0012] Grundsätzlich können die Lamellen radial oder tangential angeordnet sein, das heißt die Verlängerungen der Mittelgeraden durch jede Lamelle können sich im Zentrum der Scheibe schneiden oder jeweils unter einem Winkel zur radialen Richtung verkippt sein. Gemäß einer bevorzugten Weiterbildung verlaufen die Kanten der Lamellen, an welchen sie am Trägerteller angehaftet sind, entlang einem Radius des Trägertellers. Das bedeutet, die entsprechenden Kanten aller Lamellen laufen auf das Zentrum des Trägertellers zu.

[0013] In der folgenden Tabelle sind beispielhaft günstige Lamellenzahlen für verschiedene Scheibendurchmesser von 100 mm bis 178 mm angegeben. Der Durchmesser bezieht sich auf den Gesamtdurchmesser der mit Lamellen bestückten Scheibe. Im Vergleich dazu ist der Durchmesser des Trägertellers um den zweifachen Betrag des überstandes kleiner. Die folgenden Angaben sind beispielsweise für Lamellen mit einer Dicke von 1,5 mm günstig.

[0014] Bei einem Gesamtdurchmesser der Scheibe von 125 mm und einem mittleren Abstand der äußeren Lamellenenden von ca. 3 mm können also beispielsweise 130 Lamellen auf der Scheibe angebracht sein. Auf 360 ° verteilt, schließen dann jeweils zwei Lamellen einen Zwischenwinkel von 2,8 ° miteinander ein.

[0015] In einer bevorzugten Ausführungsvariante beträgt der Gesamtdurchmesser der Lamellenschleifscheibe zwischen 120 und 130 mm. Die Anzahl der Lamellen beträgt entsprechend Vorzugs-

weise zwischen 120 und 140 Lamellen. Die Lamellen haben dabei eine bevorzugte Länge von 30 bis 35 mm.

[0016] In einer anderen bevorzugten Variante hat die Lamellenschleifscheibe einen Durchmesser zwischen 170 mm und 185 mm und umfasst 160 bis 220 Lamellen. Die Länge der Lamellen bei dieser größeren Variante der Lamellenschleifscheibe beträgt vorzugsweise zwischen 35 und 45 mm.

[0017] Erfindungsgemäß stehen die Lamellenenden über den äußeren Umfangsrand des Trägertellers über und bilden einen überstand. Vorzugsweise ist der Radius der Scheibe durch diesen überstand um mindestens 10 mm über den Radius des Trägertellers vergrößert. Bei der oben genannten größeren Variante der Lamellenschleifscheiben ist sogar ein noch größerer überstand von mindestens 15 mm günstig. Der überstand sollte jedoch zweckmäßig auch nicht mehr als 20 mm betragen, da sonst eventuell die Stabilität des überstandes nachlässt.

[0018] Die Breite der Lamellen beträgt vorzugsweise zwischen 13 und 20 mm. Im Vergleich zu einer herkömmlichen Fächerschleifscheibe sind die Lamellen gegenüber der Ebene des Trägertellers steiler aufgestellt und schließen einen größeren Winkel mit dieser ein.

[0019] In einer bevorzugten Weiterbildung der erfindungsgemäßen Lamellenschleifscheibe beträgt der Winkel, welchen Lamellen und Trägerteller einschließen, zwischen 40 ° und 70 °. Durch die Verkippung der Lamellen gegenüber dem Trägerteller ist die Höhe des Lamellenrings über dem Trägerteller geringer als die Lamellenbreite, beispielsweise beträgt die Höhe 10 mm bei einer Lamellenbreite von 13 mm und einem Verkippungswinkel von 50 °.

[0020] Die Lamellen sind streifenförmig und können aus Schleifgewebe oder Schleifpapier bestehen. In einer bevorzugten Weiterbildung bestehen die Lamellen aus einem Schleifgewebe, welches durch ein mit Schleifkorn besetztes Gewebe gebildet ist. Geeignet ist ein Mischgewebe aus Baumwolle und Polyester oder ein Hanf/Flachs/Sisal-Gewirke, das den im Betrieb auftretenden hohen mechanischen Belastungen standhält. Die Lamellen sind zumindest auf ihrer dem Trägerteller abgewandten Seite abrasiv ausgestaltet. Bevorzugt sind Lamellen mit Zirkonkorundbestreuung. Je nach Körnung und Stärke der Grundlage wie Gewebe oder Papier weisen die Lamellen eine bestimmte Dicke und auch eine Biegesteifigkeit auf. Die Körnung der Schleiflamellen beträgt dabei vorzugsweise zwischen 40 und 100, besonders bevorzugt zwischen 40 und 60.

[0021] Damit die Lamellen auf Druck nachgeben können und dabei die Klebestelle nicht bricht, besitzt der Klebstoff, mit dem die Lamellen auf dem Trägerteller angehaftet sind, vorzugsweise eine

Restelastizität. Geeignet ist beispielsweise Polyurethankleber und Kalt- oder Heißkleber. Eine Restelastizität ermöglicht auch eine zusätzliche Dämpfungswirkung an der Verbindungsstelle zwischen Lamellen und Trägerteller.

[0022] Zur Herstellung einer erfindungsgemäßen Lamellenschleifscheibe ist es günstig, wenn der Trägerteller einen Anschlagring in Form einer ringförmigen Erhebung auf der Oberfläche aufweist, welcher die Innenkante der Lamellen festlegt. Die Innenkanten der Lamellen stehen dann von außen an diesen Anschlagring an. Auch zwischen dem Anschlagring und den Innenkanten der Lamellen kann eine Klebeverbindung günstig sein;

[0023] In einer bevorzugten Weiterbildung weist der Anschlagring zur besseren Verankerung des Klebers außerdem an seiner äußeren Mantelfläche eine ringförmige Hinterschneidung auf. Bei der Verklebung des Trägertellers mit den Lamellen kann so der Klebstoff in diese Hinterschneidung fließen und daher für eine bessere Verankerung sorgen. Günstig für einen guten Halt der Lamellen auf dem Trägerteller ist es außerdem, wenn die Auflagefläche für die Lamellen auf dem Trägerteller eine Struktur aufweist, die ein Verrutschen der Lamellen verhindert. Geeignet ist hier besonders eine O- berfläche mit pyramidenförmigen Erhebungen, die einerseits für eine höhere Klebeoberfläche sorgen und andererseits ein durch Vibrationen verursachtes Verrutschen der Lamellen verhindern.

[0024] Der Trägerteller besteht vorzugsweise aus einem spanbaren Material, das sich leicht trimmen lässt. Ein solches Material ist beispielsweise ein Kunststoff, wie ABS, oder ein mit Naturfasern verstärkter Kunststoff. Geeignet ist hierbei besonders ein Hanffaser-Polypropylen Gemisch. Ein solcher Trägerteller kann beispielsweise im Spritzgussverfahren aus Granulat hergestellt werden, wobei das Granulat aus Hanffasern und einem Bindemittel besteht.

[0025] Im folgenden soll die Erfindung anhand des in den Figuren 1 bis 6 dargestellten Ausführungsbeispiels weiter erläutert werden. Es zeigen schematisch:

Figur 1 : eine Lamellenschleifscheibe in Draufsicht auf die Oberseite mit Lamellen;

Figur 2: eine Lamellenschleifscheibe in Seitenansicht;

Figur 3: eine Teilansicht einer Lamellenschleifscheibe in Draufsicht;

Figur 4: eine Seitenansicht einer Lamellenschleifscheibe mit elastisch verbogenen Lamellen;

Figur 5: Lamellenschleifscheibe im vertikalen Schnitt durch das Scheibenzentrum; und

Figur 6: den Einsatz einer Lamellenschleifscheibe zur Entgratung in einer Kante.

[0026] Eine Lamellenschleifscheibe 10 umfasst einen Trägerteller 11 und um den Umfang angeordnete Lamellen 12. Der Trägerteller 11 weist im Zentrum eine Durchlassöffnung 21 für die Montage auf einer Antriebswelle 22 einer Antriebsmaschine auf. Die Durchlassöffnung 21 kann mit verschiedenen Befestigungsvorrichtungen zur drehfesten Montage auf der Antriebswelle 22 ausgestattet sein. Der Trägerteller 11 weist außerdem einen Anschlagsring 18 auf, an dem die Lamellen 12 mit ihren inneren Enden 19 anstehen. Die Lamellen 12 sind gleichmäßig um den Umfang des Trägertellers 11 verteilt. Sie sind mit einer Seitenkante an den Trägerteller angehaftet und schließen an dieser Klebekante einen Winkel α mit dem Trägerteller ein. Dieser Winkel α ist für alle Lamellen gleich groß. Die in den Figuren dargestellten unterschiedlichen Winkel deuten lediglich die perspektivische Ansicht an. Die Lamellen 12 sind auf dem Trägeteller so angeordnet, dass ihre mittlere Längsachse entlang einem Radius des Trägertellers ausgerichtet ist. Die Klebekante jeder Lamelle fällt daher nicht mit einem Radius des Trägertellers zusammen. Die Lamellen stoßen mit ihrem inneren Ende 19 ah einen Anschlagring 18 an und sind dadurch in ihrer radialen Position definiert. Das äußere Ende 14 der Lamellen steht über den Umfang des Trägertellers über und bildet einen überstand 17.

[0027] Bei Druck auf die Lamellenenden in Umfangsrichtung, angedeutet durch den Pfeil 15 in Figur 4, geben die Lamellen elastisch nach, bis sie in Kontakt mit der benachbarten Lamelle kommen und diese ebenfalls elastisch verformen. Die gleiche Wirkung erzielt man durch Druck auf die von dem Trägerteller abgewandte Oberseite der Lamellen in Richtung hin zum Trägerteller angedeutet durch Pfeil 16 in Figur 4. Der Druck bewirkt, dass sich mehrere benachbarte Lamellen aneinander anlegen, sich dabei gegenseitig unterstützen und auf diese Weise einen starren überstand bilden. Durch diese überlappung und Anlagerung der äußeren Enden 14 der Schleiflamellen 12 wird eine harte Schleifoberfläche gebildet. Die Schleifoberfläche ist zu der durch die Lamellenenden 14 gebildeten Zylindermantelfläche verschoben.

[0028] An ihren inneren Enden 19 sind die einzelnen Lamellen 12 an dem Anschlagring 18 angelagert. Der Anschlagring 18 weist eine ringförmige Hinterschneidung 20 auf. In dieser Hinterschnei- dung 20 kann Klebstoff zur Verbindung von Lamellen 12 und Trägerteller 11 bei der Produktion hineinfließen und auf diese Weise für eine bessere Verankerung sorgen.

[0029] Zum Entfernen von Schweißnähten 23 in Kanten kann die Lamellenschleifscheibe 10 unter einem steilen Winkel an dem Grad angesetzt werden, da bei starkem Druck auch die Zylindermantelfläche der Lamellenschleifscheibe 10 eine Schleifoberfläche bildet.