DE10130477B4

DE10130477B4 - Schleifscheibe mit Segmenten zum Verhindern einseitiger Abnutzung

Info

Publication number: DE10130477B4
Application number: DE10130477A
Authority: DE
Inventors: Chang Hyun Lee; Joon Ho Chang
Original assignee: Ehwa Diamond Industrial Co Ltd
Current assignee: Ehwa Diamond Industrial Co Ltd
Priority date: 2001-02-19
Filing date: 2001-06-25
Publication date: 2005-09-29
Anticipated expiration: 2021-06-26
Also published as: JP2002239918A; US6527634B2; DE10130477A1; KR100433194B1; KR20020068089A; US20020115398A1

Abstract

Schleifscheibe (10) an deren Schleifseite mehrere Segmente (22, 24) befestigt sind, wobei die Segmente (22, 24) jeweils in einen inneren Bereich (22b, 24b) und einen diesen umgebenden äußeren Bereich (22a, 24a) unterteilt sind und die äußeren Bereiche (22a, 24a) durch Anpassung der Teilchengröße und/oder des Anteils an hochabrasiven Teilchen und/oder der Härte des Metallbindemittels zur Verbindung der Schleifteilchen so ausgebildet sind, daß sie eine höhere Widerstandsfähigkeit gegenüber Abnutzung besitzen als die inneren Bereiche (22b, 24b).

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Schleifscheibe zum Schleifen verschiedener harter Materialien, wie Granit, Fliesen, Ziegeln, Betonblöcken oder dgl. unter Verwendung von Schleifmitteln einschließlich Diamanten und insbesondere eine Schleifscheibe, die vor einseitiger Abnutzung geschützt ist oder vor der Abnutzung, die besonders an der Außenseite der Segmente aufgrund der Belastung beim Schleifen auftritt, um die Bearbeitungsqualität der geschliffenen Oberfläche zu verbessern.

Herkömmlicherweise wird eine Schleifscheibe durch ein Verfahren hergestellt, bei dem die Diamantteilchen, die kubischen Bohrnitrid (CHN)-Teilchen oder andere hochabrasive Teilchen, die als „Schleifklingen" wirken, zusammen mit dem Metallpulver, dem Harz oder dem Keramikpulver zum Unterstützen der Schleifteilchen und zum Ermöglichen einer dauerhaften Selbstregeneration der Schleifteilchen gemischt werden, die sich ergebende Mischung verfestigt wird und danach das verfestigte Segment einem Sintern unterzogen wird, so daß Segmente hergestellt werden können, und dann die gesinterten Segmente an einem Auflageteil oder einem „Schaft" zum Übertragen einer Drehung mittels Schweißen, Löten oder Verbundwirkung befestigt werden.

Die Schleifscheibe wird mit einer hohen Geschwindigkeit von ungefähr 10.000 U/min gedreht, was einer Umfangsgeschwindigkeit von ungefähr 70 bis 80 m/sek entspricht, um den Segmenten die Möglichkeit zum Schleifen zu geben, wobei der abgeriebene Eisenstaub und die abgeschliffenen Bruchstücke von dem geschliffenen Produkt einer hohen Zentrifugalkraft ausgesetzt sind, wodurch die Segmente einer doppelt großen Schleifbelastung ausgesetzt werden.

Eine sorgfältige Prüfung der benutzten Segmente offenbart, daß die Segmente im äußeren Randbereich intensiv abgenutzt sind.

Eine solche einseitige Abnutzung kann der Tatsache zugeschrieben werden, daß die Segmente bei jeder Schleifbewegung in eine longitudinale oder seitliche Richtung im äußeren Bereich einer größeren Schleifbelastung ausgesetzt sind, als im inneren Bereich.

Aufgrund dieser einseitigen Abnutzung im äußeren Bereich der Segmente muß die Schleifscheibe vorzeitig ersetzt werden, bevor der innere Bereich der Segmente ausreichend abgenutzt ist. Ferner kann die Bearbeitungsqualität einer geschliffenen Oberfläche aufgrund dieser einseitigen Abnutzung- schlecht bei den Stellen sein, die dem äußeren Bereich der Segmente entsprechen.

Die vorliegende Erfindung wurde im Hinblick auf die vorstehend erläuterten Gegebenheiten gemacht, so daß es die Aufgabe der Erfindung ist, eine Schleifscheibe bereitzustellen, bei der die einseitige Abnutzung oder die Abnutzung, die besonders im äußeren Bereich der Segmente aufgrund der Belastung beim Schleifen auftritt, verhindert werden kann, um hierdurch die Bearbeitungsqualität der geschliffenen Oberfläche zu verbessern und ferner die Lebensdauer eines Diamantwerkzeuges zu verlängern.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch eine Schleifscheibe mit den Merkmalen des Anspruchs 1 sowie eine Schleifscheibe mit den Merkmalen des Anspruchs 5 gelöst, wobei sich vorteilhafte Ausgestaltungen aus den Unteransprüchen ergeben.

Die vorstehend beschriebene Aufgabe wird erfindungsgemäß insbesondere durch eine Schleifscheibe gelöst mit mehreren Seg menten, die an der Unterseite eines Grundkörpers (Felgenelements) der Schleifscheibe befestigt sind einem Grundkörper, der die Segmente unterstützt, Rippenelementen zum Verbinden des Grundkörpers mit einem Scheibenelement, das ein Loch in der Mitte zur Ankopplung an ein motorbetriebenes Werkzeug aufweist, wobei die Segmente jeweils in einen inneren Bereich und einen diesen umgebenden äußeren Bereich um die Abgrenzungsschnittstelle abgegrenzt sind und die äußeren Bereiche so behandelt wurden, daß sie einen Abschnitt mit höherer Abnutzungswiderstandsfähigkeit bilden, als die inneren Bereiche, durch Steuerung der Teilchengröße und/oder des Anteils der hochabrasiven Teilchen oder durch Steuerung der Bindungskraft des Metallbindemittels zum Zusammenbinden der Schleifteilchen.

Die vorliegende Erfindung wird nun anhand eines Ausführungsbeispiels mit Bezug auf die beigefügten Zeichnungen erläutert.
1 zeigt eine Ansicht der Unterseite einer Schleifscheibe gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel der Erfindung,
2 zeigt eine Querschnittsansicht einer Schleifscheibe gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel der Erfindung und
3 zeigt eine Ansicht der Unterseite einer Schleifscheibe gemäß einem anderen Ausführungsbeispiel der Erfindung.
Die Schleifscheibe 10, wie sie in den 1 und 2 gezeigt ist, weist ein Scheibenelement 12 mit einem Befestigungsloch 12a zur Befestigung an dem Ausgangsanschluß eines motorbetriebenen Werkzeugs, mehrere Rippenelemente 14, die sich radial von dem Scheibenelement 12 weg erstrecken, und ein Grundkörper (Felgenele ment) 16 auf, zum Verbinden der Rippenelemente 14 am Umfang, wobei die Gesamtkontur der Rippenelemente eine konische Becherform besitzt. Das Bezugszeichen 15 bezeichnet ein Staubaustragungsloch.
Die Schleifsegmente 22 und 24, die an der Unterseite (Schleifseite) des Grundkörpers 16 auf der Schleifscheibe 10 befestigt sind, sind jeweils bei einer Abgrenzungsschnittstelle in einen inneren Bereich und einen äußeren Bereich abgegrenzt, wobei die äußeren Bereiche so behandelt werden, daß sie einen Bereich mit höherer Widerstandsfähigkeit gegen Abnutzung bilden, im Vergleich zu den inneren Bereichen, und zwar durch Steuerung der Teilchengröße und/oder des Anteils der hochabrasiven Teilchen, wie z. B. den Diamantteilchen oder den kubischen Bohrnitridteilchen, oder durch Steuern der Härte des Metallbindemittels zum Verbinden der Schleifteilchen.
Mit inneren Bereichen sind dabei die mittleren Abschnitte der Segmente 22 und 24 gemeint und die äußerer Bereiche ergeben die Randabschnitte der Segmente, welche die mittleren Abschnitte mit vorgegebener Dicke bzw. Breite umschließen, wie es durch die schwarzen Kreise und die Schraffierung in 1 dargestellt ist. Auf diese Weise haben gemäß der Erfindung die äußeren Bereiche oder Randabschnitte eine höhere Widerstandsfähigkeit gegen Abnutzung als die inneren Bereiche oder mittleren Abschnitte.
Die Form der Segmente, die gemäß dieser Erfindung verwendet werden, schließen Kreise, Ellipsen, Stromlinienformen und dgl. ein, damit die Schleifsplitter leicht abgestoßen werden können.
Allgemein sind die Schleifsegmente aus den hochabrasiven Teilchen, wie z. B. Diamantteilchen und kubische Bohrnitridteilchen, die eine vorgegebene Größe haben, und dem Metallbinde mittel zum Verbinden der hochabrasiven Teilchen zusammengesetzt.
Entsprechend stellt die vorliegende Erfindung eine wirkungsvolle Maßnahme zum Verhindern einseitiger Abnutzung bereit, und zwar über die Steuerung der Partikelgröße und des Anteils der hochabrasiven Teilchen sowie der Härte der Metallverbindung beim Herstellen der Schleifsegmente.
Beispiel 1
Dieses Beispiel betrifft eine Schleifscheibe, bei der Schleifsegmente 22 und 24 in Form von kreisförmigen Scheiben mit konstanter Dicke ausgebildet sind, bei denen hochabrasive Teilchen von kleiner Größe und mit großem Anteil in den äußeren Bereichen 22a und 24a verteilt sind, wohingegen hochabrasive Teilchen von relativ großer Größe, jedoch in kleinerer Menge, in den inneren Bereichen 22b und 24b verteilt sind. Bezüglich der Grenzfläche des äußeren Bereichs an den inneren Bereich als Referenzfläche besitzen die äußeren Bereiche dieses Beispiels eine größere Widerstandsfähigkeit gegen Abnutzung als die inneren Bereiche.
Im folgenden wird als Einheit für die Größe der Teilchen das Mesh (Gitterweite) verwendet.
Wenn beispielsweise hochabrasive Teilchen mit 80/90 Mesh in einem äußeren Bereich verwendet werden, dann werden in dem inneren Bereich hochabrasive Teilchen mit 40/50 Mesh verwendet.
Die Bedeutung von mehr oder weniger Anteil bezieht sich auf die Konzentration der Diamanten. Die Konzentration von 100 entspricht ungefähr 4,4 Karat des Diamanten pro 1 cc (Rauminhalt). Falls somit beispielsweise die Konzentration der hochabrasiven Teilchen in den äußeren Bereichen 22a und 24a der Segmente 22 oder 24 einem Betrag von 60 hat, sollte der entsprechende Wert in den inneren Bereichen 22b oder 24b niedriger als 60 sein.
1 zeigt beispielsweise eine Anordnung, bei der mehrere Paare auf der Unterseite eines Grundkörpers 16 einer Schleifscheibe 10 angeordnet sind, die jeweils aus einem kleineren Segment 22 und einem größerem Segment 24 bestehen, wobei die Erfindung allerdings nicht auf diese Anordnung beschränkt ist.
Wenn eine Schleifscheibe 10 mit Segmenten beim Schleifen verwendet wird, die wie vorstehend beschrieben ausgebildet sind, um eine einseitige Abnutzung zu verhindern, ergibt sich eine gleichmäßige Abnutzung der Schleifscheibe, da die äußeren Bereiche 22a und 24a der Segmente wirksamer arbeiten können, als die inneren Bereiche 22b und 24b.
Folglich wird die geschliffene Oberfläche eines Produkts aufgrund der gleichmäßigen Abnutzung hinsichtlich der Bearbeitungsqualität verbessert und ferner kann die Lebensdauer des Werkzeugs verlängert werden.
Beispiel 2
Das Beispiel 2 betrifft den Fall, bei dem hochabrasive Teilchen in gleicher Weise bezüglich der Teilchengröße und Anteils sowohl in den äußeren als auch den inneren Bereichen 22a, 24a und 22b, 24b verwendet werden, jedoch in den äußeren Bereichen 22a und 24a ein härteres Metallbindemittel verwendet wird, als in den inneren Bereichen 22b und 24b.
Das Metallbindemittel bezeichnet hier ein Metallpulver im gesinterten Zustand, durch das eine Bindung der hochabrasiven Teilchen während des Sinters erzeugt wird. Somit entspricht die Härte der Metallverbindung der Härte des Metalls.
Gemäß diesem Beispiel ist die Widerstandsfähigkeit gegen Abnutzung aufgrund der größeren Härte der Metallverbindung beim äußeren Abschnitt 22a und 24a besser als diejenige der inneren Abschnitte 22b und 24b mit dem Ergebnis, daß ähnliche hervorragende Wirkungen wie im vorstehenden Beispiel erzielt werden.
Beispiel 3
Dieses Beispiel betrifft die Anordnung der hochabrasiven Teilchen und der Metallverbindung in so einer Weise, daß in den äußeren Abschnitten 22a und 24a der Segmente ein größerer Anteil eines hochabrasiven Pulvers mit geringerer Teilchengröße in einer härteren Metallverbindung verteilt ist, wohingegen in den inneren Abschnitten 22b und 24b der Segmente ein geringerer Anteil des hochabrasiven. Pulvers mit größerer Teilchengröße in einer weicheren Metallverbindung verteilt ist.
Diese Anordnung der Segmente 22 und 24 entspricht der Kombination des Beispiels 1 und des Beispiels 2, so daß von Natur aus die vergrößerte Konzentration der harten Materialien in den äußeren Abschnitten im Vergleich zu den inneren Abschnitten die Schleifscheibe widerstandsfähiger gegenüber der einseitigen Abnutzung macht.
Beispiel 4
Die Schleifscheibe dieses Beispiels ist in 3 dargestellt.
In diesem Beispiel sind eine Anzahl von weichen Segmenten 42 in Verlängerung der Rippen 14 und eine Anzahl harter Segmente 44, die zwischen entsprechend benachbarten weichen Segmenten 42 angeordnet sind, an der Unterseite des Grundkörpers 16, wie es in 3 gezeigt ist, befestigt. Wie in den vorhergehenden Beispielen besitzen die harten Segmente 44 in diesem Beispiel eine höhere Widerstandsfähigkeit gegenüber Abnutzung beim Schleifbetrieb als die weichen Segmente 42.
Die weichen Segmente 42 können einen kleineren Anteil an hochabrasiven Teilchen großer Teilchengröße, die in einer weichen Verbindung verteilt sind, aufweisen, wohingegen die harten Segmente 44 einen größeren Anteil an hochabrasiven Teilchen kleinerer Teilchengröße, die in einer harten Verbindung verteilt sind, aufweisen. Vorzugsweise sind die harten Segmente 44 in der Nähe des radial äußersten Bereichs auf der Unterseite des Grundkörpers 16 angeordnet.
Die Schleifscheiben 10 gemäß den Beispielen 1 bis 3 wurden so ausgebildet, daß sie mit dem Problem der einseitigen Abnutzung unter Schleifbelastung zurechtkommen, indem jedes der Segmente 22 und 24 durch die Anpassung der Teilchengröße und des Anteils an hochabrasiven Teilchen und/oder der Härte der Metallverbindung in einen inneren Bereich mit geringer Widerstandsfähigkeit und einen äußeren Bereich mit größerer Widerstandsfähigkeit unterteilt wird.
Im Gegensatz dazu, wird gemäß diesem vierten Beispiel die einseitige Abnutzung dadurch verhindert, daß die harten Segmente 44 und die weichen Segmente 42 getrennt voneinander vorgesehen sind und durch die harten Segmente 44 bewirkt wird, daß die mögliche einseitige Abnutzung behoben wird aufgrund der weichen Segmente 42.

Claims

Schleifscheibe (10) an deren Schleifseite mehrere Segmente (22, 24) befestigt sind, wobei die Segmente (22, 24) jeweils in einen inneren Bereich (22b, 24b) und einen diesen umgebenden äußeren Bereich (22a, 24a) unterteilt sind und die äußeren Bereiche (22a, 24a) durch Anpassung der Teilchengröße und/oder des Anteils an hochabrasiven Teilchen und/oder der Härte des Metallbindemittels zur Verbindung der Schleifteilchen so ausgebildet sind, daß sie eine höhere Widerstandsfähigkeit gegenüber Abnutzung besitzen als die inneren Bereiche (22b, 24b).
Schleifscheibe (10) gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die hochabrasiven Teilchen mit einer kleineren Teilchengröße mit einem größeren Anteil in den äußeren Bereichen (22a, 24a) der Segmente (22, 24) verteilt sind, wohingegen die hochabrasiven Teilchen mit einer größeren Teilchengröße mit einem kleineren Anteil in den inneren Bereichen (22b, 24b) der Segmente (22, 24) verteilt sind.
Schleifscheibe (10) gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß härteres Bindemittel in den äußeren Bereichen (22a, 24a) der Segmente (22, 24) verteilt ist und weicheres Bindemittel in den inneren Bereichen (22b, 24b) der Segmente (22, 24) verteilt ist und daß die hochabrasiven Teilchen mit derselben Teilchengröße mit demselben Anteil in dem äußeren und dem inneren Bereich der Segmente (22, 24) verteilt sind.
Schleifscheibe (10) gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die hochabrasiven Teilchen mit einer kleineren Teilchengröße mit einem größeren Anteil in einem harten Bindemittel in den äußeren Bereichen (22a, 24a) der Segmente (22, 24) verteilt sind, wohingegen die hochabrasiven Teilchen mit einer größeren Teilchengröße in einem kleineren Anteil in einem weichen Bindemittel in den inneren Bereichen (22b, 24b) der Segmente (22, 24) verteilt sind.
Schleifscheibe (10) an deren Schleifseite mehrere Segmente (42, 44) befestigt sind, dadurch gekennzeichnet, daß ein Teil der Segmente (42, 44) harte Segmente (44) und ein anderer Teil weiche Segmente (42) sind, wobei in den harten Segmenten (44) hochabrasive Teilchen mit einer kleineren Teilchengröße mit einem größeren Anteil in einem hartem Bindemittel verteilt sind, wohingegen in den weichen Segmenten (42) hochabrasive Teilchen mit einer größeren Teilchengröße mit einem kleinerem Anteil in einem weichen Bindemittel verteilt sind.
Schleifscheibe (10) gemäß einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß sie ein Grundkörper (16), an dem die Segmente (22, 24) befestigt sind, ein Scheibenelement (12) zur Kopplung der Schleifscheibe mit einem motorbetriebenen Werkzeug und Rippenelemente (14), die das Scheibenelement (12) mit dem Grundkörper (16) verbinden, aufweist.
Schleifscheibe (10) gemäß Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die harten Segmente (44) in dem äußersten Bereich des Grundkörpers (16) angeordnet sind.