EP3015222A1

EP3015222A1 - Schleifscheibe

Info

Publication number: EP3015222A1
Application number: EP15176163.2A
Authority: EP
Inventors: Jan Schuster
Original assignee: Lukas-Erzett Vereinigte Schleif- und Fraswerkzeugfabriken & Co KG GmbH
Current assignee: Lukas-Erzett Vereinigte Schleif- und Fraswerkzeugfabriken & Co KG GmbH
Priority date: 2015-07-09
Filing date: 2015-07-09
Publication date: 2016-05-04
Anticipated expiration: 2035-07-09
Also published as: US20180193981A1; UA121498C2; CA2992056C; JP6494866B2; BR112018000050A2; WO2017005569A1; PH12018500072A1; CN107848095A; SI3015222T1; RU2664842C1; ZA201800503B; CL2018000069A1; CN107848095B; PL3015222T3; BR112018000050B1; SG11201800067VA; ES2653813T3; MX377999B; MX2018000272A; US10500698B2

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Schleifscheibe (3), die um eine Drehachse (D) drehend antreibbar ist und eine Vorderseite (4) sowie eine von der Vorderseite (4) abgewandte Rückseite (5) aufweist, wobei die Schleifscheibe (3) weiterhin Folgendes aufweist: ein mehrlagiges Schleifrondenpaket (2) mit einer Mehrzahl von Schleifronden (6), die entlang der Drehachse (D) flächig übereinander gestapelt sind und die jeweils einen zentralen Durchbruch (7) aufweisen, wobei die zentralen Durchbrüche (7) gemeinsam eine Ausnehmung (10) des Schleifrondenpakets (2) bilden, dadurch gekennzeichnet, dass die Schleifscheibe (3) einen Trägerteller (1) aufweist, der in der Ausnehmung (10) angeordnet ist, und dass die Schleifronden (6) jeweils einzeln an dem Trägerteller (1) befestigt sind.

Description

Die Erfindung betrifft eine Schleifscheibe, mit der ein Werkstück abrasiv bearbeitet werden kann. Die Schleifscheibe ist um eine Drehachse drehend antreibbar und weist eine Vorderseite und eine von der Vorderseite abgewandte Rückseite auf. Die Schleifscheibe ist insbesondere mit einer Antriebsmaschine verbindbar, um angetrieben zu werden. Die Schleifscheibe weist ein mehrlagiges Schleifrondenpaket mit einer Mehrzahl von Schleifronden auf, wobei die Schleifronden entlang der Drehachse flächig übereinander gestapelt sind und jeweils einen zentralen Durchbruch aufweisen. Die zentralen Durchbrüche bilden gemeinsam eine Ausnehmung des Schleifrondenpakets.
Ein solches Schleifwerkzeug ist aus der WO97/05991 A1 bekannt. Das dort beschriebene Werkzeug umfasst eine Vielzahl von übereinander angeordneten Scheiben aus einem flexiblen Schleifmaterial, wobei jede Scheibe einen zentralen Nabenabschnitt aufweist. Die Scheiben weisen jeweils im Nabenabschnitt einen zentralen Durchbruch auf, mit dem die Scheiben auf einen Dorn bzw. eine Spindel aufgefädelt sind und über Spannteller miteinander zentral verspannt sind. Die Durchbrüche der Scheiben bilden zusammen eine Ausnehmung zur Aufnahme des Dorns bzw. der Spindel. In einem radial außerhalb vom Nabenabschnitt angeordneten Ringabschnitt sind die einzelnen Scheiben radial eingeschnitten und bilden radial verlaufende Finger, die den Schleifbereich des Werkzeugs bilden. Der Schleifbereich bzw. der zum Bearbeiten eines Werkstücks aktive Teil des Werkzeugs ist in Richtung parallel zur Drehachse nicht axial abgestützt oder versteift. Vielmehr verhält sich das Werkzeug entsprechend der Festigkeiten und Flexibilitäten der einzelnen Scheiben flexibel. Durch den Verschleiß beim Gebrauch solcher Schleifwerkzeuge kommt es zum Auffächern und Ausreißen großer Stücke der Scheiben.
Die DE 10 2011 108 859 A1 beschreibt ein Werkzeug zur spanenden Bearbeitung von Materialoberflächen mit mehreren zum Spanen ausgebildeten Scheiben, die um eine Rotationsachse antreibbar sind. Die einzelnen Scheiben sind derart teilweise überlappend aufeinander geschichtet, dass ein Teil jeweils einer Scheibe durch einen Einschnitt einer darüberliegenden Scheibe hindurch auf diese zu liegen kommt. Die Scheiben sind somit ineinander verschachtelt bzw. ineinander verschränkt angeordnet. Diese so miteinander verbundenen Scheiben können als Schleiflamellenpaket ausgebildet sein und auf einem Trägerteller befestigt sein.
DE 195 11 004 C1 zeigt ein Werkzeug mit einem tellerförmigen Träger, der eine Befestigungsfläche aufweist. Auf der Befestigungsfläche ist ein ringförmiger Belag angeordnet. Der ringförmige Belag besteht aus einer Vielzahl von Schleiflamellen, die ringförmig schindelartig sich teilweise überlappend angeordnet sind. Durch die schindelartige Anordnung der Schleiflamellen sind diese nicht flächig zu einer Oberfläche des zu bearbeitenden Werkzeugs ausgerichtet.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine Schleifscheibe bereitzustellen, die eine optimierte Ausrichtung der wirksamen Schleifoberfläche zum Werkstück gewährleistet und eine hohe Standzeit aufweist.
Die Aufgabe wird durch eine Schleifscheibe mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst. Vorteilhafte Ausführungsbeispiele ergeben sich aus den abhängigen Ansprüchen.
Erfindungsgemäß ist demnach vorgesehen, dass die Schleifscheibe einen Trägerteller aufweist, der in der durch die Durchbrüche zumindest einer Teilzahl, respektive Vielzahl der Schleifronden gebildeten Ausnehmung angeordnet ist, wobei jede einzelne Schleifronde an dem Trägerteller befestigt ist. Die einzelnen Schleifronden müssen somit nicht untereinander bzw. miteinander verbunden sein. Es ist jedoch nicht ausgeschlossen, dass neben der Befestigung jeder einzelnen Schleifronde an dem Trägerteller auch eine Verbindung der Schleifronden untereinander vorgesehen sein kann. Wichtig ist jedoch, dass die Schleifronden des Schleifrondenpakets einzeln an dem Träger befestigt sind, so dass nicht durch das Losreißen einer einzelnen Schleifronde von dem Träger das gesamte Schleifrondenpaket vom Träger abgelöst wird. Das Schleifrondenpaket ist zwischen der Vorderseite und der Rückseite der Schleifscheibe angeordnet. Insbesondere bildet eine außenliegende erste Schleifronde des Schleifrondenpaktes die Vorderseite. Insbesondere bildet eine außenliegende letzte Schleifronde des Schleifrondenpakets die Rückseite der Schleifscheibe. Insbesondere ist die Drehachse durch eine sich senkrecht zur Vorderseite und senkrecht zur Rückseite der Schleifscheibe erstreckende Längsachse definiert, die durch den Rotationsmittelpunkt der Schleifscheibe verläuft.
Gemäß einem Aspekt der vorliegenden Erfindung ist die Ausnehmung zumindest über einen Längsabschnitt im Umfang unterschiedlich ausgebildet. Insbesondere wird die Form und/oder Größe der Ausnehmung durch die zentralen Durchbrüche von zumindest einer Teilzahl oder Vielzahl der Schleifronden definiert, respektive begrenzt. Weiterhin können die zentralen Durchbrüche von zumindest einer Teilmenge der Schleifronden des Schleifrondenpaktes unterschiedlich groß ausgebildet sein. Mit anderen Worten kann jeder der Durchbrüche im Vergleich mit den weiteren Durchbrüchen eine unterschiedlich große Querschnittsfläche aufweisen. Ebenso können einige der Durchbrüche gleich groß sein bzw. gleich große Querschnittsflächen aufweisen, sodass lediglich eine Teilmenge der Durchbrüche unterschiedlich groß ausgebildet ist.
Insbesondere kann die Ausnehmung derart gestaltet sein, dass diese, ausgehend von der Vorderseite hin zur Rückseite des Schleifrondenpakets, im Umfang größer werdend ausgebildet ist. Die Ausnehmung ist somit im Wesentlichen konusförmig gestaltet, wobei sich der Konus zur Rückseite des Schleifrondenpakets hin öffnet. Durch die konusförmige Ausnehmung und dem darin befindlichen Trägerteller wird gewährleistet, dass jede Schleifronde in unmittelbaren Kontakt zum Trägerteller angeordnet ist und mit diesem verbunden werden kann. Die konusförmige Gestaltung der Ausnehmung gewährleistet zudem, dass möglichst große Flächenbereiche der Schleifronden mit dem Trägerteller verbunden werden können. Vorzugsweise können die zentralen Durchbrüche der Schleifronden zumindest entlang eines sich parallel zur Drehachse erstreckenden Abschnitts, respektive Längsabschnitts, d.h. in Richtung der Drehachse, des Schleifrondenpakets ausgehend von der Vorderseite hin zur Rückseite größer werdend ausgebildet sein. Somit können beispielsweise die Schleifronden einer ersten Hälfte des Schleifrondenpakets, die sich zum Beispiel von der Vorderseite bis zur Mitte der Schleifscheibe erstreckt, sukzessive größer werdende Durchbrüche aufweisen. Alternativ oder zusätzlich können die zentralen Durchbrüche der Schleifronden zumindest entlang eines sich parallel zur Drehachse erstreckenden Abschnitts des Schleifrondenpakets ausgehend von der Rückseite hin zur Vorderseite größer werdend ausgebildet sind. Somit können beispielsweise die Schleifronden einer ersten bzw. zweiten Hälfte des Schleifrondenpakets, die sich zum Beispiel von der Rückseite bis zur Mitte der Schleifscheibe erstreckt, sukzessive größer werdende Durchbrüche aufweisen. In Kombination kann die Schleifscheibe insbesondere eine erste Hälfte mit Schleifronden, deren Durchbrüche ausgehend von der Vorderseite zur Rückseite größer werden, und eine zweite Hälfte mit Schleifronden, deren Durchbrüche ausgehend von der Rückseite zur Vorderseite größer werden, bzw. von der Mitte der Schleifscheibe hin zur Rückseite wieder kleiner werden.
Zur Ausbildung der Ausnehmung in Form eines Konus kann vorgesehen sein, dass die zentralen Durchbrüche der Schleifronden, ausgehend von der Vorderseite des Schleifrondenpakets, hin zur Rückseite größer werdend ausgebildet sind. Dies bedeutet, dass die Querschnittsflächen der Durchbrüche zur Rückseite hin sukzessive größer werden. Bei kreisförmigen Durchbrüchen werden demnach die Durchmesser der einzelnen Durchbrüche zur Rückseite hin größer.
Die einzelnen Schleifronden können jeweils mit einem zentralen Ringabschnitt an einer parallel zur Vorderseite angeordneten Befestigungsfläche des Trägertellers mit diesem verbunden sein. Hierzu ist der Trägerteller vorzugsweise im Längsschnitt, bezogen auf die Drehachse, stufenförmig ausgebildet. Der Trägerteller kann mehrere in Drehachsenrichtung hintereinander angeordnete Befestigungsflächen auf unterschiedlichen Durchmessern um die Drehachse aufweisen.
Bei einer bevorzugten Ausführungsform ist der Trägerteller in die Ausnehmung eingegossen. Hierzu kann in die Ausnehmung ein aushärtbares Material, wie beispielsweise Kunstharz, Epoxidharz, Phenolharz oder Polyurethan, oder ein anderes Material eines Klebe- oder Kittsystem, eingebracht werden, welches die einzelnen Schleifronden nach dem Aushärten zusammenhält.
Vorzugsweise ist in dem Trägerteller ein Gewindeelement mit einem Innengewinde zum Befestigen der Schleifscheibe an einer Antriebsmaschine angeordnet. In der Ausführungsform, bei der der Trägerteller in die Ausnehmung eingegossen ist, kann das Gewindeelement, z.B. in Form einer Gewindemutter, vor dem Ausgießen in die Ausnehmung eingelegt werden.
Die Durchbrüche der Schleifronden können einen von einem Kreis abweichenden Querschnitt aufweisen. Zum Beispiel können die Durchbrüche in Form von Polygonen gestaltet sein. Es sind jedoch auch andere Möglichkeiten denkbar, wie z.B. radial verlaufende Ausnehmungen oder Stege. Eine solche Ausgestaltung der Durchbrüche gewährleistet eine erhöhte Verdrehsicherheit des Schleifrondenpakets gegenüber dem Trägerteller.
Die Außenumfangsflächen der einzelnen Schleifronden sind vorzugsweise in Form, Größe und Ausrichtung identisch. Zum Beispiel können die Außenumfangsflächen kreisförmig ausgebildet sein, so dass sich eine kreiszylindrische Außenfläche der Schleifscheibe um die Drehachse ergibt. Weiterhin können die Schleifronden jeweils eine Außenumfangsfläche aufweisen, wobei die Außenumfangsflächen im Querschnitt der Schleifscheibe betrachtet jeweils unter Bildung eines Winkels zwischen 5 und 85°, insbesondere zwischen 20° und 40°, vorzugsweise etwa 30° zur Drehachse angeordnet sind. Somit können die Außenumfangsflächen dachförmig angeordnet sein. Des Weiteren können die Außenumfangsflächen der Schleifronden auf einer gemeinsamen Umfangsfläche liegen. Die Umfangsfläche kann insbesondere konisch oder zylindrisch ausgebildet sein. Durch die winklig zur Drehachse ausgerichteten Außenumfangsflächen können auch bei einer schräg zum Werkstück gehaltenen Schleifscheibe gute Schleifergebnisse erzielt werden.
Die einzelnen Schleifronden können zudem radiale Ausnehmungen aufweisen, wobei die radialen Ausnehmungen der einzelnen Schleifronden identisch ausgebildet sind und in Richtung zur Drehachse fluchtend zueinander angeordnet sind. Hierdurch wird gewährleistet, dass bei drehend angetriebener Schleifscheibe das Schleifergebnis durch die Ausnehmungen für den Benutzer sichtbar ist. Insbesondere ist die Schleifscheibe rotationssymmetrisch zur Drehachse.
Gemäß einem weiteren Aspekt der vorliegenden Erfindung kann die Schleifscheibe eine Stützschicht zur axialen Abstützung des Schleifrondenpaketes aufweisen. Die Stützschicht ist vorzugsweise an der Rückseite angeordnet, könnte aber auch an der Vorderseite angeordnet sein. Die Stützschicht kann ein Fiberelement, insbesondere aus einem Gewebematerial, sein. Vorzugsweise ist die Stützschicht aus Glasfasern und Phenolharz hergestellt. Somit ist die Stützschicht im Vergleich zu den Schleifronden fester, bzw. unnachgiebiger, d.h. die Flexibilität der Schleifronden ist größer als die der Stützschicht. Im Laufe der Anwendung der Schleifscheibe und dem damit verbundenen zunehmenden Verschleiß der Schleifronden kann es unter Umständen zu einem langsamen Umbiegen oder Umklappen der untersten oder sogar unteren Lagen der Schleifronden kommen. Dies kann durch die Stützschicht zur axialen Abstützung des Schleifrondenpakets verhindert werden. Insbesondere ist ein maximaler radialer Abstand einer Außenumfangsfläche der Stützschicht kleiner als ein maximaler radialer Abstand einer Außenumfangsfläche der unmittelbar an der Stützschicht anliegenden Schleifronde oder aller Schleifronden. Somit kann die Schleifscheibe beim schrägen Ansetzen der Schleifscheibe am Werkstück radial außenseitig geringfügig nachgeben, wodurch bessere Schleifergebnisse erzielt werden.
Weiterhin kann zumindest eine Teilmenge der Schleifronden jeweils an einer zur Vorderseite der Schleifscheibe weisenden Seite eine Schleifschicht aufweisen. D.h. die Schleifronden, insbesondere alle Schleifronden, weisen eine eigene Schleifschicht, respektive eine Schleifkornbeschichtung auf. Die Schleifschicht kann sich über die gesamte zur Vorderseite der Schleifscheibe weisenden Seite erstrecken oder nur einen Teilabschnitt dieser Seite umfassen. Dadurch, dass die Schleifronden eine Schleifschicht aufweisen, können die Schleifronden der Reihe nach beginnend an der Vorderseite hin zur Rückseite nacheinander verbraucht werden. Sobald die oberste Schleifronde abgenutzt, bzw. aufgebraucht ist, kann insbesondere ohne Absetzen der Schleifscheibe mit der darunter liegenden nächsten Schleifronde weiter geschliffen werden. In analoger Weise kann zumindest eine Teilmenge der Schleifronden zusätzlich oder alternativ zur Schleifschicht an der Vorderseite der Schleifronde an einer zur Rückseite der Schleifscheibe weisenden Seite eine Schleifschicht, respektive eine Schleifkornbeschichtung aufweisen. Wenn die Schleifscheibe die Stützschicht aufweist, die beispielsweise an der Rückseite der Schleifscheibe angeordnet ist, können die einzelnen Schleifronden auch nur an der zur Vorderseite weisenden Oberflächen eine Schleifkornbeschichtung aufweisen. Weiterhin kann die letzte oder die letzte und weitere, direkt davor befindliche Lagen von Schleifronden auch mit der Kornseite entgegengesetzt der anderen Lagen eingelegt und vergossen werden. In diesem Fall kann der Anwender die Schleifscheibe beidseitig verwenden und/oder auch wenden. Dies kann von Vorteil sein, wenn die Lagen unterschiedlich sind, zum Beispiel unterschiedliche Körnungen enthalten. Es kann aber auch bei identischem Schleifronden von Vorteil sein, da die Flexibilität der Schleifronden in Kornrichtung in der Regel deutlich geringer ist. Dadurch stabilisieren sich die beiden Schleifbeschichtungen benachbarter in Anlage zueinander befindlicher Schleifronden gegenseitig und die Schleifscheibe wird steifer. Insbesondere kann die gesamte Schleifronde schleiffähig sein, d.h. die Schleifschicht erstreckt sich parallel zur Drehachse über die gesamte Quererstreckung der jeweiligen Schleifronde und kann somit beginnend bei der zur Vorderseite weisenden Seite bis hin zu der zur Rückseite weisenden Seite durchgehend zum Schleifen verwendet werden.
Insbesondere bestehen die Schleifronden aus Schleifmittel auf Unterlage. Die darin verwendete Unterlage kann ein Gewebe, Gelege oder Vlies (auch verpresst) sein. Es kommt die ganze Bandbreite der gängigen Unterlagen für Schleifmittel auf Unterlage in Frage, auch Kombinationen, wie z.B. Papier-Gewebe oder andere auf dem Markt bekannten Materialkombinationen oder (schwache) Vulkanfiber, die sich beim Anwenden abbaut, um einen kontinuierlichen Verschleiß des Trägers sicherzustellen. Des Weiteren können die Unterlage und/oder die Schleifronden möglichst spannungsisotrop sein. Somit baut sich die Unterlage, bzw. bauen sich die Schleifronden möglichst gleichmäßig, d.h. kreisförmig ab. Zugfestigkeiten in Kett- und Schussrichtung bzw. auch in der Diagonalen sollten möglichst identisch sein. Beispiele sind zum Beispiel Schleifmittel auf Unterlage und Unterlagen dafür, wie Sie bei segmentierten Breitbändern verwendet werden. Weiterhin kann vorgesehen sein, dass das Schleifleinen und das Schleifmittel auf Unterlage relativ hohe Zugfestigkeiten aufweisen.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform der erfindungsgemäßen Schleifscheibe kann zumindest eine der Schleifronden eine Mehrzahl an Schleifrondensegmenten aufweisen, die in Umfangsrichtung verteilt stumpf aneinanderstoßen. Dadurch kann der Verschnitt bei Herstellung der einzelnen Schleifronden optimiert werden. Mit anderen Worten ist zumindest eine der Schleifronden aus mehreren einzelnen Teilstücken, den Schleifrondensegmenten, zu einer Schleifronde zusammengesetzt. Die einzelnen Schleifrondensegmente überlappen sich nicht, sondern stoßen stumpf aneinander. Insbesondere sind alle der Schleifronden aus einzelnen Schleifrondensegmenten zusammengesetzt.
Bevorzugte Ausführungsbeispiele werden im Folgenden anhand der Zeichnungen näher erläutert. Hierin zeigen:

Figur 1: eine Draufsicht auf die Rückseite einer ersten Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Schleifscheibe;
Figur 2: einen Querschnitt der Schleifscheibe gemäß Figur 1;
Figur 3: eine perspektivische Darstellung des Schleifrondenpakets der Schleifscheibe gemäß Figur 1;
Figur 4: eine perspektivische Ansicht des Schleifrondenpakets gemäß Figur 3 mit in die Ausnehmung eingelegter Gewindemutter;
Figur 5: eine perspektivische Ansicht einer zweiten Ausführungsform eines Schleifrondenpakets;
Figur 6: eine perspektivische Ansicht einer dritten Ausführungsform eines Schleifrondenpakets;
Figur 7: eine Draufsicht auf die Vorderseite einer zweiten Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Schleifscheibe;
Figur 8: eine Draufsicht auf die Rückseite einer dritten Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Schleifscheibe;
Figur 9: einen Querschnitt der Schleifscheibe gemäß Figur 8;
Figur 10: eine Seitenansicht einer vierten Ausführungsform eines Schleifrondenpakets;
Figur 11: eine Draufsicht auf die Vorderseite einer vierten Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Schleifscheibe; und
Figur 12: einen Querschnitt der Schleifscheibe gemäß Figur 11.

Die Figuren 1 bis 4 zeigen eine erste Ausführungsform einer Schleifscheibe 3 und werden im Folgenden zusammen beschrieben.
Die Schleifscheibe 3 umfasst ein Schleifrondenpaket 2 mit einer Mehrzahl von einzelnen Schleifronden 6. Das Schleifrondenpaket 2 ist an einem Trägerteller 1 befestigt, wobei jede einzelne Schleifronde 6 mit dem Trägerteller 1 unmittelbar verbunden ist bzw. an diesem befestigt ist. Die Schleifscheibe 3 ist um eine Drehachse D drehend antreibbar. Die Schleifscheibe 3 weist eine Vorderseite 4 zur spanenden Bearbeitung eines Werkstücks auf. Ferner weist die Schleifscheibe 3 eine von der Vorderseite 4 abgewandte Rückseite 5 auf. Die einzelnen Schleifronden 6 sind flächig in Richtung der Drehachse D übereinander gestapelt. Auf der Vorderseite 4 ist eine Abschlussronde 8 vorgesehen, die Teil des mehrlagigen Schleifrondenpakets 2 ist. Die Abschlussronde 8 ist ebenfalls eine Schleifronde des Schleifrondenpaketes 2. Die Abschlussronde 8 ist jedoch optional und kann auch weggelassen werden. Alle Schleifronden 6 weisen ein flexibles Trägermaterial auf und sind zumindest auf zur Vorderseite 4 hin gerichteten Oberfläche mit einer Schleifkornbeschichtung versehen. Die Abschlussronde 8 kann ebenfalls mit einer Schleifkornbeschichtung versehen sein bzw. aus demselben Material hergestellt sein, wie die Schleifronden 6. Somit kann die Abschlussronde 8 als erste Schleifronde betrachtet von der Vorderseite 4 der Schleifscheibe 3 einen Großteil zur Schleifleistung beitragen. Grundsätzlich können die Schleifronden 6 und die Abschlussronde 8 jeweils auch auf zur Rückseite 5 hin gerichteten Oberfläche mit einer Schleifkornbeschichtung ausgestattet sein.
Die Schleifronden 6 weisen zentrale Durchbrüche 7 auf. Auch die Abschlussronde 8 ist mit einem zentralen Durchbruch 9 versehen. Die Abschlussronde 8 kann jedoch auch durchgehend flächig ohne zentralen Durchbruch ausgestaltet sein.
Die zentralen Durchbrüche 7 der Schleifronden 6 sind im ersten Ausführungsbeispiel der Schleifscheibe 3 kreisförmig konzentrisch zur Drehachse D ausgebildet, wobei die Durchmesser der zentralen Durchbrüche 7, ausgehend von der Vorderseite 4 hin zur Rückseite 5, größer werden. Die Durchbrüche 7 bilden somit eine zentrale Ausnehmung 10 im Schleifrondenpaket 2.
In der Ausnehmung 10 des Schleifrondenpakets 2 ist der Trägerteller 1 angeordnet, an dem die Schleifronden 6 und die Abschlussronde 8 befestigt sind. In der gezeigten Ausführungsform ist der Trägerteller 1 in die Ausnehmung 10 eingegossen. Hierbei kann, wie in Figur 4 dargestellt, vorher in die Ausnehmung 10 eine Gewindemutter 15 eingelegt sein, mit der die Schleifscheibe 3 an einem Antriebswerkzeug befestigbar ist. Der Raum um die Gewindemutter 15 und innerhalb der Ringscheiben kann nun mit einem härtenden Material (Kunstharz, Epoxidharz, Phenolharz Polyurethan oder jedem anderen dem Fachmann bekannten Klebe- oder Kittsystem), welches die Schleifronden 6 und Gewindemutter 15 nach dem Aushärten zusammenhält, ausgegossen werden. Alternativ zur Gewindemutter 15 können auch andere Gewindeelemente oder Hülsen verwendet werden. Voraussetzung ist immer die Montierbarkeit auf eine Antriebsmaschine. Im bevorzugten Fall eines Winkelschleifers hat die Gewindemutter 15 den Vorteil der schnellen Aufschraubbarkeit auf den Winkelschleifer. Eine gewöhnliche Sechskantmutter ist bereits ausreichend, um Stabilität der Verankerung im Kitt- bzw. Harzsystem zu verbessern. Es sind aber auch andere Geometrien, insbesondere mit erhöhter Oberfläche (aufgeraut, "Flügel", "Krempe" etc.) denkbar. Das Material des Gewindeelements kann Metall, bevorzugt rostfreies Metall, aber auch Kunststoff sein. Selbstverständlich ist auch eine Kombination aus Metallgewinde, eingebettet in einen Kunststoffring etc. denkbar.
In der Ausführungsform gemäß der Figuren 1 bis 4 weist der Trägerteller 1 zum Befestigen an einer Antriebsmaschine einen zentralen Durchbruch 14 auf.
Die Ausnehmung 10 und der Trägerteller 1 sind somit im Wesentlichen konusförmig gestaltet, wobei der Konuswinkel sich zur Rückseite 5 hin öffnet.
Die Durchmesser der Durchbrüche 7 der einzelnen Schleifronden 6 sind zudem derart gestuft, dass sich zur Rückseite 5 hin weisende offenliegende Ringabschnitte 11 bilden, mit denen die einzelnen Schleifronden 6 in Anlage zu stufenförmig ausgebildeten Befestigungsflächen 12 des Trägertellers 1 angeordnet sind und an diesem befestigt sind. Somit ist gewährleistet, dass eine möglichst große Fläche der einzelnen Schleifronden 6 in Anlage zu dem Trägerteller 1 sind. Ebenso weist die Abschlussronde 8 einen sich zur Rückseite 5 hin weisenden offenliegenden Ringabschnitt 23 auf, mit dem die Abschlussronde 8 in Anlage mit einer Befestigungsfläche 24 des Trägertellers 1 angeordnet ist und an diesem befestigt ist.
Die einzelnen Schleifronden 6 weisen jeweils eine kreisförmige Außenumfangsfläche 13 auf. Die Außenumfangsflächen 13 aller Schleifronden 6 und der Abschlussronde 8 weisen denselben Durchmesser auf, so dass sich insgesamt eine kreiszylindrische Außenfläche des Schleifrondenpakets 2 mit der Schleifscheibe 3 ergibt.
Die Ausnehmung 10 ist im wesentlichen kegelstumpfförmig abgestuft gestaltet, wobei das Material, das zur Herstellung des Trägertellers 1 in die Ausnehmung 10 eingegossen wird, beim Einfüllen nicht oder nur im geringen Umfang zwischen die Schleifronden 6 fließt. Idealerweise beträgt der Kegelwinkel einer den Trägerteller 10 umhüllenden Mantelfläche etwa 160 bis 170 Grad, vorzugsweise etwa 164 Grad. Hierdurch wird ermöglicht, dass der Werker die Schleifscheibe 3 in unterschiedlichen Winkeln an die Oberfläche des zu bearbeitenden Werkstücks ansetzen kann. Dabei lässt sich das Schleifrondenpaket 2 weitestgehend vollständig abarbeiten, bis der Trägerteller 1 auf das Werkstück trifft.
Figur 5 zeigt eine zweite Ausführungsform eines Schleifrondenpakets 2 einer Schleifscheibe 3. Die Durchbrüche 7 der Schleifronden 6 sind bei dieser Ausführungsform im Querschnitt nicht kreisförmig, sondern weichen von einer Kreisform ab. Sie sind in Form eines sechseckigen Polygons ausgebildet. Der Trägerteller (hier nicht dargestellt) ist entsprechend gestaltet, so dass eine erhöhte Drehsicherheit des Schleifrondenpakets 2 gegenüber dem Trägerteller gewährleistet ist.
Figur 6 zeigt eine dritte Ausführungsform eines Schleifrondenpakets 2, wobei zur Erhöhung der Drehsicherheit des Schleifrondenpakets 2 gegenüber dem Trägerteller 1 (hier nicht dargestellt) in die einzelnen Schleifronden 6 radial verlaufende Ausnehmungen 17 vorgesehen sind, wobei die zur Rückseite 5 nächstliegende Schleifronde 6 anstatt der Ausnehmungen 17 radial verlaufende Stege 18 aufweist.
Figur 7 zeigt die Draufsicht auf eine Vorderseite 4 einer zweiten Ausführungsform einer Schleifscheibe 3, wobei die Außenumfangsflächen 13 der Schleifronden 6 eine von einem Kreis abweichende Kontur aufweisen. In die Außenumfangsflächen 13 der Schleifronden 6 sind radial nach innen verlaufende Sichtausnehmungen 19 vorgesehen, die bei drehend angetriebener Schleifscheibe 3 einen Blick auf das Schleifergebnis ermöglichen.
Figuren 8 und 9 zeigen eine dritte Ausführungsform einer Schleifscheibe 3, wobei die Außenumfangsflächen 13 der Schleifronden 6 und der Abschlussronde 8, wie zuvor in Bezug auf die Figuren 1 bis 6 beschrieben, eine kreiszylindrische Außenumfangsfläche 20 bilden. Zusätzlich zu den Schleifronden 6 und der Abschlussronde 8 weist die Schleifscheibe 3 eine Stützschicht 21 aus einem Glasfasergewebe mit Phenolharz auf. Die Stützschicht 21 weist ebenfalls einen Durchbruch 22, der zusammen mit den weiteren Durchbrüchen 7, 9 der Schleifronden 6 und der Abschlussronde 8 die zentrale Ausnehmung 10 bildet. Der Trägerteller 1 ist in die Ausnehmung 10 eingegossen, sodass auch die scheibenförmige Stützschicht 21 am Trägerteller 1 befestigt ist. Die Durchbrüche 7 der Schleifronden 6 werden ausgehend von der Vorderseite 4 hin zur Rückseite 5 größer, wobei der Durchbruch 22 der Stützschicht 21 kleiner als der Durchbruch 7 der benachbarten Schleifronde 6 ist. Zudem weist die Stützschicht 21 einen kleineren Außendurchmesser als die Schleifronden 6 auf.
Im Laufe der Anwendung der Schleifscheibe 3 und dem damit verbundenen zunehmenden Verschleiß der Schleifronden 6 kann es unter Umständen zu einem langsamen Umbiegen oder Umklappen der untersten oder sogar unteren Lagen der Schleifronden 6 kommen. Dies kann durch die Verstärkung in Form der Stützschicht 21 zur axialen Abstützung des Schleifrondenpakets 2 verhindert werden.
In einer besonderen Ausführung wird die Ausnehmung 10 des Schleifrondenpakets 2 nicht nur mit aushärtbarem Material eben aufgefüllt, sondern auch noch die letzte Lage der Schleifronden 6 rückseitig mit aushärtbarem Material bestrichen. Hierdurch wird die letzte Schleifronde 6 auf der Rückseite zusätzlich an den Trägerteller 1 gebunden und gleichzeitig gegen Umklappen verstärkt. Alternativ kann die letzte Schleifronden 6 auch durch eine Fiberscheibe oder einer Scheibe aus einem anderen härteren Material ersetzt sein, welches fester ist als die darüber liegenden Schleifronden 6.
In Figur 10 ist eine vierte Ausführungsform eines Schleifrondenpakets 2 in Seitenansicht dargestellt. Die einzelnen Schleifronden 6 weisen jeweils eine kreisförmige Außenumfangsfläche 13 auf, wobei die Außenumfangsflächen 13 derart in Form und Größe gestaltet sind, dass diese eine konusförmige Außenumfangsmantelfläche 20 des Schleifrondenpakets 2 bilden. Die Außenumfangsflächen 13 der Schleifronden 6 sind mit Blick auf die Seitenansicht unter Bildung eines Winkels α zur Drehachse angeordnet. Der Winkel α kann zwischen 5° und 85°, insbesondere zwischen 20° und 40° betragen und ist hier lediglich beispielhaft mit etwa 30° gezeigt. Der optimale Winkel α resultiert allerdings aus der Schleifaufgabe, für die die Schleifscheibe 3 eingesetzt werden soll.
Figur 11 zeigt die Draufsicht auf eine Vorderseite 4 einer vierten Ausführungsform einer Schleifscheibe 3, wobei die Außenumfangsflächen 13 der einzelnen Schleifronden 6 und der beiden Abschlussronden 8 jeweils eine kreisförmige Außenumfangsfläche 13 aufweisen. Die Außenumfangsflächen 13 aller Schleifronden 6 und Abschlussronden 8 weisen denselben Außendurchmesser auf, so dass sich insgesamt eine kreiszylindrische Außenfläche des Schleifrondenpakets 2 ergibt. In Figur 12 ist die Schleifscheibe 3 gemäß der vierten Ausführungsform in Schnittansicht gezeigt. Erkennbar ist, dass die Durchbrüche 7 der Schleifronden 6 im Unterschied zu den vorgenannten Ausführungsformen nicht ausgehend von der Vorderseite 4 hin zur Rückseite 5 kontinuierlich größer werden. Stattdessen sind die zentralen Durchbrüche 7 der in Figur 12 gezeigten Schleifronden 6 und Abschlussronden 8 zumindest teilweise unterschiedlich groß ausgebildet. Konkret sind die zentralen Durchbrüche 7, 9 des Schleifrondenpakets 2 zumindest entlang eines sich parallel zur Drehachse D erstreckenden Längsabschnitts, der sich ausgehend von der Vorderseite 4 hin zur Mitte erstreckt, größer werdend ausgebildet, wobei der Durchbruch 7 der mittleren Schleifronde 6 am größten ist. Weitergehend sind die zentralen Durchbrüche 7, 9 des Schleifrondenpakets 2 entlang eines sich anschließenden und parallel zur Drehachse D erstreckenden weiteren Längsabschnitts, der sich ausgehend von der Mitte hin zur Rückseite 5 erstreckt, kleiner werdend ausgebildet. Der Durchbruch 9 der beiden Abschlussronden 8 ist identisch ausgebildet und kleiner als die Durchbrüche 7 der Schleifronden 6. Beginnend an der Vorderseite 4 entsprechen sich zudem von den hier fünf zwischen den Abschlussronden 8 liegenden Schleifronden 6 der Schleifscheibe 3 die erste und die fünfte sowie die zweite und die dritte Schleifronde 6 in Form und Größe.
Die Durchmesser der Durchbrüche 7, 9 der einzelnen Schleifronden 6 und der an der Vorderseite 4 angeordneten Abschlussronde 8 in einem Längsabschnitt, der sich ausgehend von der Vorderseite 4 hin zur Mitte erstreckt, sind derart gestuft, dass sich die zur Rückseite 5 hin weisenden offenliegenden Ringabschnitte 11, 23 bilden, mit denen diese Schleifronden 6 und die vorderseitige Abschlussronde 8 in Anlage zu stufenförmig ausgebildeten Befestigungsflächen 12, 24 des Trägertellers 1 angeordnet sind und an diesem befestigt sind. Die Durchmesser der Durchbrüche 7, 9 der weiteren einzelnen Schleifronden 6 und der an der Rückseite 5 angeordneten Abschlussronde 8 in einem weiteren Längsabschnitt, der sich ausgehend von der Mitte des Schleifrondenpaketes 2 zur Rückseite 5 erstreckt, sind derart gestuft, dass sich die zur Vorderseite 4 hin weisenden offenliegenden Ringabschnitte 11, 23 bilden, mit denen diese Schleifronden 6 und die rückseitige Abschlussronde 8 in Anlage zu stufenförmig ausgebildeten Befestigungsflächen 12, 24 des Trägertellers 1 angeordnet sind und an diesem befestigt sind. Somit ist gewährleistet, dass eine möglichst große Fläche der einzelnen Schleifronden 6 und der Abschlussronden 8 in Anlage zu dem Trägerteller 1 sind.
In einer weiteren Ausführung kann die letzte oder die letzte und weitere, direkt davor befindliche Lagen von Schleifronden 6 auch mit der Kornseite entgegengesetzt der anderen Lagen eingelegt und vergossen werden. In diesem Fall kann der Anwender die Schleifscheibe 3 beidseitig verwenden und/oder auch wenden. Dies kann von Vorteil sein, wenn die Lagen unterschiedlich sind, zum Beispiel unterschiedliche Körnungen enthalten. Es kann aber auch bei identischem Schleifronden 6 von Vorteil sein, da die Flexibilität der Schleifronden 6 in Kornrichtung in der Regel deutlich geringer ist. Dadurch stabilisieren sich die beiden Schleifbeschichtungen benachbarter in Anlage zueinander befindlicher Schleifronden 6 gegenseitig und die Schleifscheibe 3 wird steifer.
Letztlich kann in einer weiteren besonderen Ausführung auch völlig auf das Gießen des Trägertellers 1 verzichtet werden. In diesem Fall kann ein Trägerteller, zum Beispiel ein kegelstumpfförmiger Teller aus ABS-Kunststoff oder anderem Material, welches üblicherweise für Stützteller für Schleifrondenteller (Fächerschleifscheiben) eingesetzt wird, verwendet werden. Auf diesem werden dann mit einem Kittsystem die Schleifronden 6 befestigt.
Die Schleifronden 6 bestehen aus Schleifmittel auf Unterlage. Die darin verwendete Unterlage kann ein Gewebe, Gelege oder Vlies (auch verpresst) sein. Es kommt die ganze Bandbreite der gängigen Unterlagen für Schleifmittel auf Unterlage in Frage, auch Kombinationen, wie z.B. Papier-Gewebe oder andere auf dem Markt bekannten Materialkombinationen oder (schwache) Vulkanfiber, die sich beim Anwenden abbaut, um einen kontinuierlichen Verschleiß des Trägers sicherzustellen.
In einer bevorzugten Ausführung ist die Unterlage und/oder die fertigen Schleifronden 6 und/oder die Abschlussronden 8 möglichst spannungsisotrop. Somit baut sich die Unterlage, bzw. die Schleifronden 6, bzw. die Abschlussronden 8 möglichst gleichmäßig, d.h. kreisförmig ab. Zugfestigkeiten in Kett- und Schussrichtung bzw. auch in der Diagonalen sollten möglichst identisch sein. Beispiele sind zum Beispiel Schleifmittel auf Unterlage und Unterlagen dafür, wie Sie bei segmentierten Breitbändern verwendet werden. Das Schleifleinen und das Schleifmittel auf Unterlage sollten grundsätzlich relativ hohe Zugfestigkeiten aufweisen.
In einer besonderen Ausführung werden Schleifmittel auf Unterlage mit hoher Einreißfestigkeit in möglichst allen Richtungen (längs, quer und diagonal) verwendet. In einer bevorzugten Ausführung ist das verwendete Gewebe des Schleifmittels auf Unterlage ein X oder Y-Träger.
In einer bevorzugten Ausführung handelt es sich beim Schleifkorn um Keramikkorn oder Mischungen davon mit Zirkonkorund und/oder Korund.

Bezugszeichenliste

1: Trägerteller
2: Schleifrondenpaket
3: Schleifscheibe
4: Vorderseite
5: Rückseite
6: Schleifronde
7: Durchbruch
8: Abschlussronde
9: Durchbruch
10: Ausnehmung
11: Ringabschnitt
12: Befestigungsfläche
13: Außenumfangsfläche
14: Durchbruch
15: Gewindemutter
16: Innengewinde
17: Ausnehmung
18: Steg
19: Sichtausnehmung
20: Außenumfangsmantelfläche
21: Stützschicht
22: Durchbruch
23: Ringabschnitt
24: Befestigungsfläche

D: Drehachse
α: Winkel

Claims

Schleifscheibe (3), die um eine Drehachse (D) drehend antreibbar ist und eine Vorderseite (4) sowie eine von der Vorderseite (4) abgewandte Rückseite (5) aufweist, wobei die Schleifscheibe (3) weiterhin Folgendes aufweist:
ein mehrlagiges Schleifrondenpaket (2) mit einer Mehrzahl von Schleifronden (6), die entlang der Drehachse (D) flächig übereinander gestapelt sind und die jeweils einen zentralen Durchbruch (7) aufweisen, wobei die zentralen Durchbrüche (7) gemeinsam eine Ausnehmung (10) des Schleifrondenpakets (2) bilden,

dadurch gekennzeichnet,

dass die Schleifscheibe (3) einen Trägerteller (1) aufweist, der in der Ausnehmung (10) angeordnet ist, und

dass die Schleifronden (6) jeweils einzeln an dem Trägerteller (1) befestigt sind.
Schleifscheibe (3) nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet,
dass die zentralen Durchbrüche (7) von zumindest einer Teilmenge der Schleifronden (6) des Schleifrondenpaktes (2) unterschiedlich groß ausgebildet sind.
Schleifscheibe (3) nach einem der vorangehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet,
dass die zentralen Durchbrüche (7, 9) der Schleifronden (6) zumindest entlang eines sich parallel zur Drehachse (D) erstreckenden Abschnitts des Schleifrondenpakets (2) ausgehend von der Vorderseite (4) hin zur Rückseite (5) größer werdend ausgebildet sind.
Schleifscheibe (3) nach einem der vorangehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet,
dass die zentralen Durchbrüche (7, 9) der Schleifronden (6) zumindest entlang eines sich parallel zur Drehachse (D) erstreckenden Abschnitts des Schleifrondenpakets (2) ausgehend von der Rückseite (5) hin zur Vorderseite (4) größer werdend ausgebildet sind.
Schleifscheibe (3) nach einem der vorangehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet,
dass die einzelnen Schleifronden (6) jeweils mit einem zentralen Ringabschnitt (11) an einer parallel zur Vorderseite (4) angeordneten Befestigungsfläche (12) des Trägertellers (1) mit diesem verbunden sind.
Schleifscheibe (3) nach einem der vorangehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet,
dass der Trägerteller (1) in die Ausnehmung (10) eingegossen ist.
Schleifscheibe (3) nach Anspruch 6,
dadurch gekennzeichnet,
dass ein Gewindeelement (15) mit einem Innengewinde (16) zum Befestigen der Schleifscheibe (3) an einer Antriebsmaschine in dem Trägerteller (1) angeordnet, insbesondere in den Trägerteller (1) eingegossen, ist.
Schleifscheibe (3) nach einem der vorangehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet,
dass die Durchbrüche (7) der Schleifronde (6) einen von einem Kreis abweichenden Querschnitt aufweisen, insbesondere einen polygonförmigen Querschnitt aufweisen.
Schleifscheibe (3) nach einem der vorangehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet,
dass die Schleifronden (6) jeweils eine Außenumfangsfläche (13) aufweisen, wobei die Außenumfangsflächen (13) aller Schleifronden (6) in Form, Größe und Ausrichtung identisch sind.
Schleifscheibe (3) nach einem der vorangehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet,
dass die Schleifronden (6) jeweils eine Außenumfangsfläche (13) aufweisen, wobei die Außenumfangsflächen (13) im Querschnitt der Schleifscheibe (3) betrachtet jeweils unter Bildung eines Winkels (α) zwischen 5° und 85°, insbesondere zwischen 20° und 40° zur Drehachse (D) angeordnet sind.
Schleifscheibe (3) nach Anspruch 9 oder 10,
dadurch gekennzeichnet,
dass die Außenumfangsflächen (13) radiale Ausnehmungen (19) aufweisen.
Schleifscheibe (3) nach einem der vorangehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet,
dass die Schleifscheibe (3) an der Rückseite (5) eine Stützschicht (21) aufweist.
Schleifscheibe (3) nach einem der vorangehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet,
dass zumindest eine Teilmenge der Schleifronden (6) jeweils an einer zur Vorderseite (4) der Schleifscheibe (3) weisenden Seite eine Schleifschicht aufweisen.
Schleifscheibe (3) nach einem der vorangehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet,
dass zumindest eine Teilmenge der Schleifronden (6) jeweils an einer zur Rückseite (5) der Schleifscheibe (3) weisenden Seite eine Schleifschicht aufweisen.
Schleifscheibe (3) nach einem der vorangehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet,
dass zumindest eine der Schleifronden (6) eine Mehrzahl an Schleifrondensegmenten aufweist, die in Umfangsrichtung verteilt stumpf aneinanderstoßen.