DE1502645B2

DE1502645B2 - PERIODIC GRINDING DISC

Info

Publication number: DE1502645B2
Application number: DE1965N0026316
Authority: DE
Inventors: Arnold M. Holden Mass. Cook (V.StA.)
Original assignee: Norton Co., Worcester, Mass. (V.StA.)
Priority date: 1964-04-14
Filing date: 1965-03-03
Publication date: 1976-11-11
Also published as: DE1502645A1; US3277611A

Description

Die Erfindung betrifft eine Umfangsschleifscheibe, bestehend aus einem gegossenen keramischen, mit Verstärkungseinlagen versehenen Kern, der über wenigstens einen Spannring unter Druckvorspannung steht, und aus am Umfang des Kerns anliegenden Schleifsegmenten, die mit dem Kern über vorgespannte radiale Zuganker verbunden sind, die sich durch in den Kern eingegossene Hülsen erstrecken und an deren inneren Enden abstützen.The invention relates to a peripheral grinding wheel, consisting of a cast ceramic, with Reinforcing core provided with at least one clamping ring under compressive tension stands, and from the circumference of the core abutting grinding segments, which are pre-stressed with the core radial tie rods are connected, which extend through sleeves cast into the core and at their support inner ends.

Eine derartige für Holzschliff vorgesehene Umfangsschleifscheibe ist bereits bekannt (US-PS 22 79 486). Dabei stützen sich die Zuganker an ihren inneren, mit einer Spannmutter versehenen Enden an einem Spannring ab, so daß der bei gedehnten Zugankern gegossene Kern nach seinem Aushärten zwischen dem Innenumfang der Schleifsegmente und dem Spannring unter Druckvorspannung eingespannt ist.Such a peripheral grinding wheel intended for wood pulp is already known (US Pat. No. 2,279,486). The tie rods are supported at their inner ends, which are provided with a tension nut, on a tension ring from, so that the core cast with stretched tie rods after it has hardened between the Inner circumference of the grinding segments and the clamping ring is clamped under pressure pretension.

Bei einer Schleifscheibe der vorgenannten Art wirken im Betrieb mit hohen Drehzahlen starke Fliehkräfte auf die Schleifsegmente, was zu einer Dehnung der Zuganker und damit zu einer Verringerung der Druckvorspannung des Kerns führt. Ebenfalls werden während des Betriebs örtliche Druckstöße auf die Schleifscheibe ausgeübt, und es treten Temperaturdifferenzen auf, die zu Änderungen in der Vorspannung des Kerns führen. Selbst wenn durch entsprechend hohe Druckvorspannung im Kern erreicht wird, daß eine Wechselbeanspruchung des Kerns zwischen Druck und Zug vermieden wird, wirken sich die Spannungsänderungen im keramischen Kern nachteilig aus und können zu einer vorzeitigen Zerstörung bzw. zu einem Reißen des Kerns führen.In the case of a grinding wheel of the aforementioned type, strong centrifugal forces act during operation at high speeds on the grinding segments, which leads to a stretching of the tie rods and thus to a reduction in the Compressive bias of the core leads. Local pressure surges are also applied to the Grinding wheel exerted, and there are temperature differences that lead to changes in the preload of the core. Even if it is achieved by a correspondingly high compressive bias in the core that an alternating stress on the core between compression and tension is avoided, the changes in tension have an effect in the ceramic core and can lead to premature destruction or to core rupture.

Der Erfindung liegt dementsprechend die Aufgabe zugrunde, die Lebensdauer einer Umfangsschleifscheibe der vorgenannten Art zu erhöhen, indem eine auch bei unterschiedlichen Betriebsbedingungen im wesentlichen gleichbleibende Druckvorspannung des Kerns und ein im wesentlichen gleichbleibender Anlagedruck zwischen den Schleifsegmenten und dem Kern aufrechterhalten wird.The invention is accordingly based on the object of increasing the service life of a peripheral grinding wheel to increase the aforementioned type, even under different operating conditions in the essentially constant compressive prestress of the core and an essentially constant contact pressure is maintained between the abrasive segments and the core.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die Zuganker über Tellerfedern an den inneren Enden der Hülsen abgestützt sind und daß der Spannring im Außenumfangsbereich des Kerns angeordnetAccording to the invention, this object is achieved in that the tie rods are attached to the inner via disc springs Ends of the sleeves are supported and that the clamping ring is arranged in the outer circumferential region of the core

ίο ist.ίο is.

Durch die Abstützung der Zuganker über Tellerfedern am Kern wird erreicht, daß unabhängig von den vorgenannten Einflüssen der Anlagedruck zwischen den Schleifsegmenten und dem Kern im wesentlichen gleich bleibt und ferner wird die Druckvorspannung des Kerns unabhängig von der Spannung der Zuganker durch den Spannring bzw. mehrere Spannringe bewirkt, die den Kern umschließen und infolge der Ringspannung unter Druckvorspannung setzen, ohne daß ein entsprechender Druck am Innenumfang des Kerns aufgebracht werden muß. Daher erfährt der Kern selbst bei einer im Betrieb auftretenden Längung der Zuganker keine oder doch nur eine vergleichsweise geringe Änderung seiner Vorspannung.By supporting the tie rods on the core via disc springs, it is achieved that regardless of the the aforementioned influences of the contact pressure between the grinding segments and the core essentially remains the same and furthermore the compressive prestress of the core is independent of the tension of the tie rods caused by the clamping ring or several clamping rings that enclose the core and as a result of the Put ring tension under compressive tension without applying a corresponding pressure on the inner circumference of the Kerns must be applied. Therefore, the core experiences the elongation that occurs during operation Tie rod no or only a comparatively small change in its preload.

Bei einer zweckmäßigen Ausbildungsform liegt der Spannring an den äußeren Enden der Hülsen an. Mittels dieser Maßnahme kann auf einfache Weise die erforderliche selbständige Zugspannung im Spannring erzeugt werden, indem vor dem Gießen des keramisehen Kerns der Spannring mittels der Zuganker gedehnt wird, wobei die Schleifsegmente nach Art von Gewölbesteinen in Umfangsrichtung aneinander gedrückt werden. Werden zwischen benachbarten Schleifsegmenten Zwischenstücke angeordnet, die nach dem Aushärten des Kerns entfernt, beispielsweise weggeschmolzen werden, so werden die Schleifsegmente mittels der vorgespannten Zuganker radial gegen die Außenumfangsfläche des Kerns vorgespannt, während der Kern durch den zuvor gedehnten Spannring einer Druckvorspannung ausgesetzt wird, die sich nicht mehr auf die Zuganker überträgt, weil die Hülsen fest in den Kern eingegossen sind.In an expedient embodiment, the clamping ring rests against the outer ends of the sleeves. By means of this measure, the required independent tensile stress in the clamping ring can be achieved in a simple manner are generated by stretching the clamping ring by means of the tie rods before the ceramic core is cast is, the grinding segments pressed against one another in the circumferential direction like arched stones will. If spacers are arranged between adjacent grinding segments, the removed after the core has hardened, for example melted away, so the grinding segments radially prestressed against the outer circumferential surface of the core by means of the prestressed tie rods, while the core is subjected to a compressive prestress due to the previously stretched clamping ring, which is no longer transfers to the tie rods because the sleeves are firmly cast into the core.

Zweckmäßigerweise ist je ein Spannring auf den beiden einander gegenüberliegenden Seiten jeder in einer Radialebene angeordneten Reihe von Zugankern angeordnet. Hierdurch ergibt sich eine stabile Abstützung, die ein Aufbringen der zur Erzielung der erforderlichen Vorspannungen benötigten Kräfte gestattet. Appropriately, there is a clamping ring on each of the two opposite sides a radial plane arranged row of tie rods. This results in a stable support, which allows the forces required to achieve the required pretensioning to be applied.

Ferner ist es von Vorteil, wenn die im Kern angeordneten Verankerungsteile mit einem Überzug aus einem nachgiebigen Material wie Latex versehen sind. Die Verankerungsteile können dann begrenzte Bewegungen gegenüber dem Kern ausführen, so daß Spannungen im Kern infolge unterschiedlicher Wärmedehnung vermieden werden.It is also advantageous if the arranged in the core Anchoring parts are provided with a coating made of a flexible material such as latex. The anchoring parts can then perform limited movements with respect to the core, so that tensions be avoided in the core due to different thermal expansion.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird nachfolgend anhand einer schematischen Zeichnung näher erläutert. Es zeigtAn exemplary embodiment of the invention is described in greater detail below with the aid of a schematic drawing explained. It shows

Fig. 1 einen Teil der Schleifscheibe im Radialschnitt, 1 shows a part of the grinding wheel in radial section,

Fig. 2 einen Teilschnitt längs Linie 2-2 in Fig. 1 und
Fig. 3 eine Teilansicht auf den Außenumfang der Schleifscheibe, wobei ein Teil weggebrochen ist, um die Anordnung zwischen den Spannringen und den Zugank.em zu veranschaulichen.
Die zur Herstellung von Holzschliff vorgeseheneFig. 2 is a partial section along line 2-2 in Fig. 1 and
3 is a partial view of the outer circumference of the grinding wheel, with a part broken away to illustrate the arrangement between the clamping rings and the Zugank.em.
The one intended for the production of wood pulp

Umfangsschleifscheibe umfaßt mehrere Schleifsegmente 10, die an der Außenumfangsfläche eines zylindrischen Kerns 12 angeordnet sind, der eine zentrale Öffnung 14 aufweist, um die Schleifscheibe mit einer Antriebswelle oder Nabe zu verbinden. Gemäß Fig. 1 und 2 ist jedes Segment 10 mit dem Kern 12 durch vier Zuganker 16 verbunden, deren äußere Enden 18 bei 20 mit einem Grobgewinde oder mit mehreren in axialen Abständen verteilten Rippen versehen sind, um die Schrauben in radialen Öffnungen 22 der Segmente 10 zu verankern, wie es in der US-PS 24 21885 beschrieben ist. Die inneren Enden der Zuganker 16 sind bei 24 mit Gewinde versehen und erstrecken sich jeweils durch zwei Tellerfedern 26, deren konkave Flächen einander zugewandt sind, und die in das Material des Kerns 12 eingebettet werden. Wenn die Muttern 28 auf die inneren Enden der Zuganker aufgeschraubt und gegen die ihnen nach innen benachbarten Tellerfedern festgezogen werden, werden die Zuganker 16 zwischen den Segmenten 10 und den Tellerfedern 26 auf Zug beansprucht. Während der Herstellung werden die Gewindeenden 24 der Zuganker 16, die Tellerfedern 26, Hülsen 34 und die Muttern 28 mit Latex oder einem ähnlichen nachgiebigen Material 25 bzw. 37 mit einer ausreichenden Dicke überzogen, um ein Festhaften dieser Teile am Beton des Kerns 12 zu verhindern; dieser Überzug läßt begrenzte Bewegungen dieser Teile gegenüber dem Beton für den Fall zu, daß eine Wärmedehnung der Zuganker eintritt, und außerdem ist eine gute Übertragung von Wärme von den Enden der Zuganker zu dem der Achse der Schleifscheibe näher benachbarten Betonmaterial des Kerns gewährleistet. Die Tellerfedern 26 bestehen aus Federstahl, so daß sie große Druckkräfte aufnehmen können, ohne eine bleibende Verformung zu erleiden, wobei sie gleichzeitig begrenzte Bewegungen zulassen, ohne daß eine Einbuße an Elastizität und damit auch bezüglich der Haltekraft zu befürchten ist.Circumferential grinding wheel comprises a plurality of grinding segments 10, which on the outer peripheral surface of a cylindrical Core 12 are arranged, which has a central opening 14 to the grinding wheel with a To connect the drive shaft or hub. 1 and 2, each segment 10 with the core 12 is through four Tie rod 16 connected, the outer ends 18 at 20 with a coarse thread or with several in axially spaced ribs are provided to hold the screws in radial openings 22 of the segments 10 to anchor, as described in US Pat. No. 2,421,885. The inner ends of the tie rods 16 are threaded at 24 and each extend through two disc springs 26, the concave of which Faces face one another and which are embedded in the material of the core 12. If the Nuts 28 are screwed onto the inner ends of the tie rods and against the inwardly adjacent ones Disc springs are tightened, the tie rods 16 between the segments 10 and the Disc springs 26 claimed on train. During manufacture, the threaded ends 24 become the tie rods 16, Belleville washers 26, sleeves 34, and nuts 28 with latex or similar resilient material 25 or 37 coated with a sufficient thickness to allow these parts to adhere to the concrete of the core 12 to prevent; this coating leaves limited movements of these parts with respect to the concrete in the event to that a thermal expansion of the tie rod occurs, and also is a good transfer of heat from the ends of the tie rods to the concrete material of the closer adjacent to the axis of the grinding wheel Kerns guaranteed. The disc springs 26 are made of spring steel so that they absorb large compressive forces can without suffering permanent deformation, while at the same time allowing limited movements, without fear of a loss of elasticity and thus also of the holding force.

In den Kern 12 werden Spannringe 30 aus Metall eingebettet, wobei gemäß Fig.2 auf beiden Seiten jeder Reihe von Zugankern 16 ein solcher Spannring angeordnet wird. Die Spannringe 30 werden in einem geringen Abstand von der äußeren Umfangsfläche des Kerns 12 angeordnet und auf Zug vorgespannt, wenn sie in den Beton eingegossen werden; diese Vorspannung wird danach au' / eine solche Weise übertragen, daß die Spannringe 3 } auf den Kern 12 in Richttung nach innen ständig une Druckspannung aufbringen, die von den Vorspannkräften unabhängig ist, welche durch die Segmente 10 aufgebracht werden. Beim Herstellen der Schleifscheibe wird auf jeden Zuganker 16 eine Hülse 34 so aufgeschoben, daß sich das innere Ende der Hülse an der äußeren der beiden zugehörigen Tellerfeder 26 abstützt, während sich das äußere Ende jeder Hülse 34 an einer Halteplatte 36 abstützt, deren Öffnung einen größeren Durchmesser hat als die Zuganker. Die Halteplatte 36 stützt sich ihrerseits an den Innenflächen der Spannringe 30. Die Hülsen 34 haben einen Innendurchmesser, der größer ist als der Durchmesser der Zuganker 16, so daß sich die Schrauben mit einem Spiel in die Hülsen 34 einführen lassen. Im Betrieb erwärmt sich die Schleifscheibe und die reichlich bemessenen Öffnungen der Hülsen 34 verhindern eine direkte Berührung zwischen dem Zuganker 16 einerseits und der Hülse 34 und der Halteplatte 36 andererseits, so daß Wärme nur in einem minimalen Ausmaß an den umgebenden Beton abgegeben wird.Tension rings 30 made of metal are embedded in the core 12, such a tension ring being arranged on both sides of each row of tie rods 16 as shown in FIG. The clamping rings 30 are arranged at a small distance from the outer circumferential surface of the core 12 and preloaded in tension when they are poured into the concrete; this pretension is then transmitted in such a way that the clamping rings 3 } constantly apply a compressive stress to the core 12 in an inward direction, which is independent of the pretensioning forces which are applied by the segments 10. When producing the grinding wheel, a sleeve 34 is pushed onto each tie rod 16 so that the inner end of the sleeve is supported on the outer of the two associated disc springs 26, while the outer end of each sleeve 34 is supported on a holding plate 36, the opening of which has a larger one Diameter than the tie rod. The holding plate 36 is in turn supported on the inner surfaces of the clamping rings 30. The sleeves 34 have an inner diameter which is greater than the diameter of the tie rod 16, so that the screws can be inserted into the sleeves 34 with play. In operation, the grinding wheel heats up and the large openings in the sleeves 34 prevent direct contact between the tie rod 16 on the one hand and the sleeve 34 and retaining plate 36 on the other, so that only a minimal amount of heat is given off to the surrounding concrete.

Die Schleifscheibe wird in der üblichen Weise hergestellt, wie es in der US-PS 24 21885 beschrieben ist; hierbei werden die Segmente 10 zusammen mit dazwischenliegenden Abstandsstücken 52 so ange-The grinding wheel is manufactured in the usual manner as described in US Pat. No. 2,421,885 is; here, the segments 10 together with spacers 52 in between are so arranged

5 ordnet, daß sie einen Kranz bilden, wobei die in die nach innen weisenden Flächen der Segmente 10 eingebauten Zuganker 16 radial nach innen ragen. Die Segmente werden während der Montage provisorisch in ihrer Lage gehalten, z.B. mit Hilfe von hier nicht5 arranges that they form a ring, with the built into the inwardly facing surfaces of the segments 10 Tie rods 16 protrude radially inward. The segments are provisional during assembly held in their position, e.g. not with the help of here

ίο gezeigten kreisrunden Spannorganen oder anderen Halteteilen. Danach werden die Spannringe 30 in den durch die Segmente 10 gebildeten Kranz auf beiden Seiten der Reihen von Zugankem 16 eingelegt. Die Halteplatten 36 werden dann auf die Zuganker 16 aufgeschoben, und radial nach außen bewegt, um sie zur Anlage an den Innenflächen der Spannringe 30 zu bringen; anschließend werden die Hülsen 34 so auf die Zuganker 16 aufgeschoben, daß die äußeren Enden der Hülsen 34 zur Anlage an den Halteplatten 36 kommen; schließlich werden die Tellerfedern 26 auf die inneren Enden der Schrauben in Anlage an den inneren Enden der Hülsen aufgeschoben und die Muttern 28 auf die mit Gewinde versehenen inneren Enden der Zuganker 16 aufgeschraubt. Die Muttern 28 werden bis zu einer Zugkraft von etwa 1150 kg angezogen. In diesem Stadium der Herstellung der Schleifscheibe stehen die Zuganker 16 unter Zugspannung, die Hülsen 34 sind einer Druckbeanspruchung ausgesetzt, und in den Spannringen 30 wirkt eine Zugspannung. ίο shown circular clamping elements or other holding parts. Thereafter, the clamping rings 30 are in the ring formed by the segments 10 on both sides of the rows of tie rods 16 inserted. The retaining plates 36 are then pushed onto the tie rods 16, and moved radially outward to bear against the inner surfaces of the clamping rings 30 bring; then the sleeves 34 are pushed onto the tie rods 16 so that the outer ends the sleeves 34 come to rest on the holding plates 36; Finally, the disc springs 26 are on the inner ends of the screws pushed into contact with the inner ends of the sleeves and the Nuts 28 are screwed onto the threaded inner ends of the tie rods 16. The nuts 28 are tightened up to a tensile force of about 1150 kg. At this stage of the making of the Grinding wheel, the tie rods 16 are under tensile stress, the sleeves 34 are subject to compressive stress exposed, and a tensile stress acts in the clamping rings 30.

Nunmehr werden die Außenflächen der Zuganker 16, der Muttern 24, der Tellerfedern 26, der Hülsen 34 und der Halteplatten 36 mit Latex oder einem gleichwertigen Material 37 überzogen.The outer surfaces of the tie rods 16, the nuts 24, the disc springs 26 and the sleeves 34 are now and the retaining plates 36 are coated with latex or an equivalent material 37.

Das zwischen den Segmenten 10 angeordnete Material 52 ist während des Zusammenbaus der Teile stabil, d. h. es hält der Vorspannung der Teile stand, die auf die Gewölbewirkung der einzelnen Segmente zurückzuführen ist, welche vor dem Erhärten und während des Erhärtens des Betonkerns wirksam ist. Beispielsweise ist zu diesem Zweck eine thermoplastische Fugenfüllmasse geeignet, wie sie in der US-PS 20 54 771 beschrieben ist.
Ein Gemisch aus für die Herstellung des Kerns geeigneten Materialien, z. B. ein gewöhnliches Betongemisch, wird in den Raum zwischen dem Kranz von Segmenten 10 und einem Formkern gegossen, so daß sämtliche Befestigungsmittel wie Spannringe, Zuganker, Verstärkungsrahmen usw. innerhalb des Kranzes von Segmenten vollständig eingebettet werden. Man kann die Schleifscheibe bis zur gewünschten axialen Länge aufbauen.The material 52 arranged between the segments 10 is stable during the assembly of the parts, ie it withstands the pretensioning of the parts, which is due to the arching effect of the individual segments, which is effective before the hardening and during the hardening of the concrete core. For example, a thermoplastic joint filling compound, as described in US Pat. No. 2,054,771, is suitable for this purpose.
A mixture of materials suitable for making the core, e.g. B. an ordinary concrete mix is poured into the space between the wreath of segments 10 and a mandrel so that all fasteners such as clamping rings, tie rods, reinforcing frames, etc. are completely embedded within the wreath of segments. The grinding wheel can be built up to the desired axial length.

Wird die Schleifscheibe nach dem Aushärten des Kerns erwärmt, schmilzt die thermoplastische Fugenfüllmasse 52 weg und die anfänglich zwischen benachbarten Flächen der Segmente 10 wirkende Druckspannung wird aufgehoben, so daß jedes Segment 10 jetzt einen Druck nur auf die Außenfläche des Kerns 12 ausübt, wobei dieser Druck durch die Spannung der Zuganker 16 aufgebracht wird. Da bei der bevorzugten Ausbildungsform der Erfindung jedes Segment 10 mit vier Zugankem 16 versehen ist, werden die Segmente jeweils mit einer Kraft von etwa 4500 kg gegen die Umfangsfläche des Kerns gedrückt. Die Spannung der Zuganker wird jetzt direkt auf jedes einzelne Segment 10 übertragen, um es in fester Anlage an der Umfangsfläche des Kerns 12 zu halten. Gleichzeitig wird die Vorspannung der Spannringe 30 auf denIf the grinding wheel is heated after the core has hardened, the thermoplastic joint filling compound melts 52 away and the compressive stress initially acting between adjacent surfaces of the segments 10 is canceled so that each segment 10 now only exerts pressure on the outer surface of the core 12 exerts, this pressure being applied by the tension of the tie rods 16. As with the preferred Embodiment of the invention each segment 10 is provided with four tie rods 16, the segments each pressed against the circumferential surface of the core with a force of about 4500 kg. The voltage the tie rod is now transferred directly to each individual segment 10 in order to make it firmly attached to the To hold the peripheral surface of the core 12. At the same time, the bias of the clamping rings 30 is on the

Kern 12 weitgehend unabhängig von dem Druck aufgebracht, den die Segmente 10 aufbringen.Core 12 applied largely independently of the pressure that the segments 10 apply.

Die Zuganker 16 kommen über die Tellerfedern 26, die Hülsen 34 und die Halteplatten 36 zur Wirkung, wobei sich alle diese Teile unter dem Einfluß von Wärme in einem begrenzten Ausmaß gegenüber dem Kern bewegen können, da zwischen diesen Teilen und dem Kern 12 der erwähnte Überzug aus Latex oder einem anderen elastischen Material vorhanden ist, der nicht an dem Beton haftet. Die Tellerfedern 26 dienen dazu, die Segmente 10 auch während des Betriebs in fester Anlage an der Umfangsfläche des Kerns zu halten, und zwar auch dann, wenn sich die Schrauben infolge von Fliehkräften und einer Temperaturerhöhung dehnen.The tie rods 16 come into effect via the disc springs 26, the sleeves 34 and the retaining plates 36, all of these parts being under the influence of heat to a limited extent in relation to the Can move core, since between these parts and the core 12 of the mentioned latex coating or some other resilient material that does not adhere to the concrete is present. The disc springs 26 are used to ensure that the segments 10 are in firm contact with the peripheral surface of the even during operation To hold the core, even if the screws are moved as a result of centrifugal forces and an increase in temperature stretch.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen1 sheet of drawings

Claims

Patent claims:

1. Circumferential grinding wheel, consisting of a cast ceramic, with reinforcement slot provided core, which is under compressive prestress via at least one clamping ring, and from am Perimeter of the core abutting grinding segments, which are connected to the core via prestressed radial tie rods are connected, which extend through sleeves cast in the core and to their inner Support ends, characterized in that the tie rods (16) via disc springs (26) are supported on the inner ends of the sleeves (34) and that the clamping ring (30) in the outer circumferential area of the core (12) is arranged.

2. Peripheral grinding wheel according to claim 1, characterized in that the clamping ring (30) on the outer ends of the sleeves (34) rests.

3. Peripheral grinding wheel according to claim 2, characterized in that one clamping ring (30) on the two opposite sides of each row arranged in a radial plane of tie rods (16) is arranged.

4. peripheral grinding wheel according to one of claims 1 to 3, characterized in that the anchoring parts (16, 26, 28, 34) arranged in the core (12) with a coating (25, 37) made of a compliant material such as latex.