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Die
Erfindung betrifft ein Schleifgerät, insbesondere zum Schleifen
von Natur- und Kunststein, mit einem Drehteller und darauf lösbar angebrachten Schleifsegmenten.
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Schleifgeräte werden
zur spanenden Formung von Werkstoffen, wie Holz, Metall, Stein oder Glas,
eingesetzt. Die Spanabnahme erfolgt hierbei durch eine Vielzahl
von Schleifkörnern,
die in/an einem Schleifkörper
festgelegt sind und mit hoher Geschwindigkeit über den Werkstoff hinweg bewegt werden.
Je nach Einsatzbereich weisen die Körner unterschiedliche Größen und
Härtegrade
auf, die zwischen sehr grob und sehr fein bzw. sehr hart und sehr
weich variieren. Als Material für
die Schleifkörner
haben sich Korund, Siliziumkarbid oder Diamant bewährt, in
selteneren Fällen
wird auch Glas oder Sand bzw. Sandstein eingesetzt.
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Zur
Bearbeitung von Natur- oder Kunststeinen werden Schleifmaschinen
eingesetzt, bei denen das Werkstück
auf einem Werktisch aufgespannt und unter dem schnell rotierenden
Schleifkörper
hindurch bewegt wird. Der Schleifkörper ist üblicherweise als Schleifscheibe
ausgebildet, welche auf der einen Stirnseite mit einzelnen Schleifsegmenten
bestückt und
mit der anderen Stirnseite mit einer rotierenden Welle verbunden
ist. Zur Kühlung
des Werkzeuges und zum Abtransport des beim Schleifen entstehende
Steinstaubes ist eine Wasserspülung
vorgesehen.
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Die
Relativbewegung zwischen den Schleifkörnern der Schleifsegmente und
der Oberfläche
des zu bearbeitenden Werkstückes
führt zu
einem Abtragen des Steinmaterials, in nachteiliger Weise aber auch
zu einem stetigen Abtragen der Schleifkörner. Nach einer gewissen Betriebsdauer
sind die Schleifsegmente daher abgenutzt und müssen durch neue ersetzt werden.
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Um
das Tauschen zu erleichtern sind Ausführungsformen vorgeschlagen
worden, bei denen die Schleifsegmente lösbar an der Schleifscheibe
befestigt sind. Die nach dem Stand der Technik bekannten Schleifgeräte unterscheiden
sich hierbei in der Form und der Befestigungsart der Schleifsegmente.
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Unter
dem Gebrauchsmuster Nr. 201 17 626.2 beispielsweise wird ein Schleifgerät angegeben,
bei welchem die Schleifsegmente eine derartige Form aufweisen, daß der Abstand
zwischen jeweils benachbarten Segmenten vom Rand zur Mitte der Schiebe
hin jeweils zunimmt. Die vorgeschlagenen Segmente sind dabei jedes
für sich
an der Schleifscheibe, vorzugsweise in Halteschuhen mit Schwalbenschwanzführung, festgelegt.
Die vergleichsweise großen
Schleifflächen
der Schleifsegmente führen
in nachteiliger Weise mitunter jedoch dazu, daß der Schleifstaub von den
Schleifflächen
nicht schnell genug und in ausstreichendem Maße abgeleitet werden kann,
so daß sich
die Schleifflächen
mit Staub zusetzen und dadurch die Schleifwirkung herabgesetzt wird.
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Durch
die Schrift
EP 0 614
726 A2 ist Schleifgerät
bekannt geworden, bei welchem die Schleifsegmente jeweils auf dem
Kopf einer Schraube angebracht sind und die genannten Schrauben
jeweils jede für
sich in der Stirnseite der Schleifscheibe einschraubbar sind. Die
Beschränkung
der Schleifsegmente auf die Größe eines
Schraubenkopfes und der zwischen benachbarten Schleifsegmenten ausreichend
große
Zwischenraum führen
in vorteilhafter Weise dazu, daß der
Schleifstaub zusammen mit dem Kühlwasser
zügig abgeführt werden
kann, ohne daß sich
die Schleifflächen
zuset zen. Als nachteilig bei dieser Lösung ist jedoch anzusehen,
daß bei
einem kompletten Wechsel der Schleifsegmente alle mit Schleifkopf
versehenen Schrauben aus der Stirnseite der Schleifscheibe ausgeschraubt
und in einem gleichermaßen
langwierigen Arbeitsvorgang die neuen Schleifsegmente wieder eingesetzt
werden müssen.
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Vor
diesem Hintergrund hat sich die Erfindung die Aufgabe gestellt,
ein Schleifgerät
anzugeben, bei welchem die genannten Nachteile vermieden werden,
das hohe Flexibiltät
und geringe Einstellzeiten bei der Vorgabe der Schleifleistung und der
Feinheit des Schliffs aufweist, und das zudem eine optimales Einschleifen
nach einem Wechsel der Schleifsegmente ermöglicht.
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Erfindungsgemäß wird diese
Aufgabe dadurch gelöst,
daß
- – die
Schleifsegmente jeweils massive Schleifkörper sind, die mit Schleifkörnern versehen
sind und deren Oberfläche
teilweise als plane Fläche
geformt ist,
- – und
jeweils wenigstens zwei der Schleifkörper mit ihrer planen Fläche auf
plattenförmigen
Elementen (1) befestigt sind,
die
– in einem
kreisringförmigen
Bereich des Drehtellers (13) angeordnet
– und lösbar an
genanntem Drehteller (13) festgelegt sind,
- – und
die Kontaktfläche
jedes Schleifkörpers
wesentlich kleiner als genanntes plattenförmiges Element (1)
ausgebildet ist.
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Bei
vorgeschlagenem Schleifgerät
sind die massiven Schleifkörper
in Gruppen von wenigstens zwei jeweils plan anliegend auf einem
plattenförmigen
Element befestigt sind. Die Maße
der Segmente und des plattenförmigen
Elements sind so gewählt, daß die Querschnitte
der Segmente klein gegen die Fläche
des plattenförmigen
Elementes bleiben. Die plattenförmigen
Elemente ihrerseits sind an dem Schleifteller lösbar befestigt, wobei die Elemente
einen Kreisringbereich auf dem Drehteller abdecken.
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Die
vorgeschlagene Ausführung
ermöglicht insbesondere
eine Verwendung des erfindungsgemäßen Schleifgerätes, bei
welcher nach einer Abnutzung der Schleifsegmente die plattenförmige Elemente
mit den verbrauchten Schleifkörper
vom dem Drehteller entfernt und durch Elemente mit unverbrauchten
Schleifkörper
ersetzt werden.
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Hierbei
führt die
Zusammenfassung von Schleifsegmenten zu Gruppen, die jeweils auf
einem plattenförmigen
Element befestigt sind, dazu, daß der Schleifteller bereits
mit einer relativ kleinen Anzahl von Elementen komplett mit Schleifsegmenten abgedeckt
ist. Bei einem Wechsel der Schleifsegmente resultiert hieraus der
Vorteil, daß nur
wenige Befestigungselemente zu lösen
sind, welche die genannten Elemente am Schleifteller festlegen.
Mit ebenso wenigen Handgriffen lassen sich die mit neuen Segmente
bestückten
Elemente wieder einsetzen, so daß insgesamt für den Tausch
der Schleifsegmente in vorteilhafter Weise nur eine sehr gering Zeitspanne
benötigt
wird.
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Der
zügige
Wechsel der Segmente kann dabei gleichermaßen nach einer Abnutzung der
Schleifkörper
als auch bei einem Tausch der Schleifsegmente gegen solche mit anderem
Schleifverhalten durchgeführt
werden. Insbesondere bei letzterem Vor gang gewinnt der Anwender
ein hohes Maß an Flexibilität, da sich
die Abrasivität
und die Feinheit des Schliffes bei dem vorgeschlagenen Schleifgerät innerhalb
kürzester
Zeit umstellen lassen.
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Die
Maße der
Schleifkörper
und des plattenförmigen
Element sind so gewählt,
daß die
Querschnitte der Segmente klein gegen die Fläche des plattenförmigen Elementes
bleiben. Diese geometrischen Abmessungen stellen sicher, daß zwischen benachbarten
Schleifkörpern
ausreichend großer Zwischenraum
vorhanden ist, so daß das
abgetragene Steinmaterial zusammen mit dem Kühlwasser zügig abgeführt werden kann, ohne daß sich die Schleifflächen zusetzen.
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Die
Ausbildung der Schleifsegmente als Quader oder Zylinder erlaubt
schließlich
in vorteilhafter Weise auch neue, einfache Fertigungsverfahren für die Schleifsegmente.
So können
diese beispielsweise als Stangenmaterial hergestellt und in Quader oder
Zylinder der gewünschten
Länge geschnitten werden,
bevor sie mit einem geeigneten Befestigungsmittel an den plattenförmigen Elementen
befestigt werden.
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Bei
der Ausgestaltung der Schleifkörper
sind ohne Nachteil für
die genannten Eigenschaften oder Merkmale des vorliegenden Schleifgerätes mehrere Möglichkeiten
zugelassen. In der Praxis bewährt
haben sich senkrechte Zylinder mit quadratischem oder rechteckigem
Querschnitt. Im Rahmen vorliegender Erfindung bevorzugt werden jedoch
Schleifzylinder, die als senkrechte Kreiszylinder ausgebildet sind. Der
kreisförmige
Querschnitt der Schleifzylinder führt zu besonders stömungsgünstigen
Zwischenräumen zwischen
den einzelnen Zylindern und ermöglicht
daher einerseits eine gute Kühlung
des Werkstücks durch
das Kühlwasser
und un terstützt
andererseits den Abtransport des abgetragenen Materials mit dem Kühlwasser.
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Für die Effektivität des Schleifvorganges
ist die Anordnung der Schleifkörper
auf dem Drehteller von Bedeutung. Wie die Praxis gezeigt hat lassen sich
gute Schleifergebnisse erzielen, wenn die Schleifkörper innerhalb
eines zum Mittelpunkt des Drehtellers konzentrischen Kreisringsektors
angeordnet sind. Die auf dem Drehteller insgesamt vorhandene Schleifkörper liegen
dann auf einem geschlossenen Kreisring. Diese Position verleiht
den Schleifkörper
eine hohe Effektivität,
da bei Flachschleifmaschinen, wie dem vorliegenden Schleifgerät zur Bearbeitung
von Stein, das Abtragen zu einem großen Teil am äußersten
Umfang des rotierenden Schleiftellers erfolgt.
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Bei
einer Weiterbildung der letztgenannten Ausführung sind weitere Schleifkörper vorgesehen, die
entweder auf einem weiteren plattenförmigen Element, oder – wie im
Rahmen vorliegender Erfindung bevorzugt – auf demselben Element, wie
erstere Schleifkörper,
befestigt sind. Die gemäß einem Merkmal
der Erfindung vorgesehene Ausbildung des plattenförmigen Elementes
als Kreisringsektor und die Anordnung ersterer Schleifkörper innerhalb
eines zum Mittelpunkt des Drehtellers konzentrischen Kreisringsektors
legt eine gleichartige Anordnung der weiteren Schleifkörper nahe.
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Die
Ausführung
mit weiteren Schleifkörpern ist
insbesondere für
Anwendungsfälle
vorgesehen, die auf einen großen
Abtrag ausgerichtet sind. Die weiteren Schleifkörper sorgen hierbei für eine Erhöhung der
Standzeit des Schleiftellers.
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Darüber hinaus
ist die vorgeschlagene Ausführungsform
aber auch mit Vorteil bei der Bearbeitung kleiner Werkstücke einzusetzen.
Sofern die Abmessungen der kleinen Werkstücke größer als der Abstand der ersteren
von den weiteren Schleifkörpern
ist, wird beim Durchschieben der Werkstücke unter der rotierenden Schleifscheibe
jedes Werkstück
wenigstens von den ersteren oder den weiteren Schleifkörpern erfaßt, so daß auf dem
Werkstück permanent
ein Anpreßdruck
lastet. Hierdurch wird ein Kippeln des Werkstücks und damit die Ausbildung
der sogenannten "Mäusezähne" – das sind tief eingeschnittenen
Schleifrillen an den Rändern
der Werkstücke – verhindert.
Vorgeschlagene Ausführung
sorgt in vorteilhafter Weise somit für einen gleichmäßigen Abtrag
des Materials bei kleinen Werkstücken.
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Für gleichbleibende
Schleifergebnisse ist es erforderlich, daß alle Schleifkörper in
gleichem Maße zum
Abtragen des Werkstückes
beitragen. Nach einer gewissen Laufzeit des Schleifgerätes stellt
sich diese Bedingung von selbst ein, da sich die Schleifkörper im
Kontakt mit der bearbeitenden Werkstückoberfläche auf eine in einer Ebene
liegende Höhe
abnutzen. Im Anschluß an
einen Austausch der Schleifsegmente ist diese Voraussetzung jedoch
nicht gegeben, da sich die Höhe
der einzelnen Schleifkörper trotz
großer
Präzision
bei deren Herstellung geringfügig
unterscheiden kann.
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Zur
Lösung
dieses Problems werden erfindungsgemäß daher Schleifkörper vorgeschlagen, deren
vom plattenförmigen
Element weg gerichtete Stirnfläche
jeweils eine konvex ausgebildete Oberfläche aufweist. Diese Ausbildung
führt dazu,
daß der Abrieb
des Schleifmaterials in diesem Bereich der Schleifkörper schneller
vonstatten geht, als bei durchgängig
zylindrischer oder quadratischer Form des Schleifsegmentes. Beim
Einschleifen neuer Schleifsegmente ist daher der Kontakt aller Schleifkörper mit
der Werkstückoberfläche bereits
nach kurzer Laufzeit hergestellt. Die vorgeschlagene Ausbildung
führt somit
zu einem optimalen Einschleifverhalten des Schleifgerätes.
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Das
zu bearbeitende Werkstück
wird in der Regel in mehreren Arbeitsschritten bearbeitet, wobei im
ersten Schritt eine grobe und in den nachfolgenden Schritten jeweils
eine immer feinere Bearbeitung erfolgt. Das vorgeschlagene Schleifgerät ermöglicht hierbei
eine vorteilhafte Verwendung, bei welcher nach der Bearbeitung des
Schleifgutes mit Schleifkörpern
eines definierten Schleifverhaltens die plattenförmigen Elemente gegen solche
mit Schleifkörpern
eines anderen Schleifverhaltens ausgetauscht werden.
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Gemäß einem
Merkmal der Erfindung ist dementsprechend vorgesehen, daß die plattenförmigen Elemente
in mehreren Sätze
vorliegen, wobei das Material der Schleifkörper von Satz zu Satz ein unterschiedliches
Schleifverhalten aufweist. Das Schleifverhalften kann sich hierbei
beispielsweise auf die Abrasivität
oder die Feinheit des Schliffs beziehen. Dementsprechend umfaßt die Erfindung
Sätze von
plattenförmigen
Elementen, deren Schleifkörper die
Eigenschaften
besitzen. Wie bereits ausgeführt lassen
sich diese Sätze
mit wenigen Handgriffen vom Schleifteller ab- bzw. an den Schleifteller
anmontieren.
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Zur
Befestigung der Schleifkörper
an den plattenförmigen
Elementen sind grundsätzlich
alle bekannten Arten von Befestigung möglich. Im Rahmen vorliegender
Erfindung wird jedoch eine Befestigung bevorzugt, die als Schweiß-, Löt-, Sinter-
oder Klebeverbindung ausgeführt
ist. Insbesondere sind hierbei Löt-
oder Klebeverbindungen zu empfehlen, da sie preisgünstig auszuführen sind
und das Material keinen hohen, ggf. schädlichen Temperaturen aussetzen.
Gegenüber
bekannten Schleifmaschinen, bei denen die Schleifkörper auf
den Köpfen
von Sechskantschrauben angebracht sind, bietet die vorgeschlagenen
Methode der Befestigung auch den Vorteil, daß der Abstand zwischen den
Schleifkörpern bei
Bedarf gering gewählt
werden kann, da zwischen den Körpern
a priori kein freier Raum zum Ansetzen eines Werkzeuges vorgesehen
werden muß.
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Schließlich wird
noch vorgeschlagen, die lösbare
Festlegung der plattenförmigen
Elemente am Drehteller mittels Schrauben vorzunehmen, deren Köpfe jeweils
in das plattenförmige
Element eingelassen sind. Bevorzugt werden hierbei Schrauben mit konusförmigem Kopf,
der jeweils in eine Bohrung mit komplementär ausgebildeter Oberfläche im plattenförmigen Element
eingreift. Diese Ausbildung führt
in vorteilhafter Weise zum einen dazu, daß die plattenförmigen Elemente
auf dem Drehteller exakt positioniert werden. Zum anderen erlaubt
die vorgeschlagene Festlegung der plattenförmigen Elemente bei einer Befestigung
der Schleifkörper
mittels der oben genannten Löt-
oder Klebeverbindungen, daß die Schleifkörper bis
auf die Löt-
oder Klebeschicht abgenutzt werden können. Das Schleifmaterial wird
bei vorliegender Ausführung
somit optimal ausgenutzt.
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Weitere
Einzelheiten, Merkmale und Vorteile der Erfindung lassen sich dem
nachfolgenden Teil der Beschreibung entnehmen. In diesem Teil werden Ausführungsbeispiele
des Schleifsegmentes der erfindungsgemäßen Schleifvorrichtung anhand
einer schematischen Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen:
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1:
eine bevorzugte Ausführungsform des
plattenförmigen
Elementes mit 4 kreiszylindrischen Schleifkörpern
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2:
eine Variante der Ausführungsform nach 1 mit
7 Schleifzylindern
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3:
eine der Ausführungsform
nach 1 entsprechende Ausbildung des plattenförmigen Elementes
mit 4 Schleifkörpern
von rechteckigem Querschnitt
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4:
eine Variante der Ausführungsform nach 3 mit
7 Schleifkörpern
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5:
einen Schnitt durch ein plattenförmiges
Element
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Der 1 ist
der prinzipielle Aufbau des plattenförmigen Elementes 1 und
seiner Komponenten zu entnehmen. Bei der gewählten Ausführungsform weist das genannte
Element 1 eine Gruppe 2 von 4 Schleifsegmenten
auf, die gemäß beschriebener Ausführungsform
als senkrechte Kreiszylinder 3 ausgebildet sind. Die geometrische
Form des plattenförmigen
Elementes 1 entspricht der eines Sektors 4 eines
zum Mittelpunkt des (nicht dargestellten) Drehtellers konzentrischen
Kreisringes. Zusammen mit weiteren (nicht dargestellten) Kreisringsektoren
decken die plattenförmigen
Elemente daher einen kompletten Kreisring auf dem Drehteller ab.
Die Kreisringsektoren 4 lassen sich mittels (nicht dargestellter) Schrauben,
welche durch die Bohrungen 5 hindurch greifen, lösbar am
Drehteller festlegen. Bei einem Wechsel der Schleifzylinder sind
diese Schrauben mit wenigen Hangriffen gelöst und wieder befestigt, so
daß für den Tausch
aller plattenförmiger
Elemente 1 insgesamt nur eine sehr geringe Zeitspanne benötigt wird.
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Die
Schleifzylinder 3 sind auf dem plattenförmigen Element 1 so
angeordnet, daß deren
Achsen 6 jeweils senkrecht zum plattenförmigen Element 1 ausgerichtet
sind und auf einem Kreis 7 um den Mittelpunkt des Drehtellers
liegen. Der Radiusvektor des Kreises 7 ist in vorliegender
Darstellung mit dem Bezugszeichen 8 gekennzeichnet. Diese
Anordnung der Schleifzylinder 3 verleiht den Zylindern
beim Schleifen eine hohe Effektivität, da bei dem vorgeschlagenen
Schleifgerät
das Abtragen des Werkstückes
zu einem großen
Teil am äußersten
Umfang des rotierenden Drehtellers erfolgt. An dem dem plattenförmigen Element 1 abgewandten
Ende sind die Schleifzylinder 3 jeweils mit einer konvexen
Oberfläche 9 ausgestattet.
Wie bereits dargelegt, erleichtert diese Formgebung den Einschleifprozess
nach Ersatz der abgenutzten Schleifzylinder durch neue.
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Wie
der Darstellung zu entnehmen ist, sind die Maße der Schleifzylinder 3 und
des plattenförmigen
Elementes 1 so gewählt,
daß die
Querschnitte der Zylinder 3–3''' klein gegen
die Fläche
des plattenförmigen
Elementes 1 bleiben. Hierdurch wird gewährleistet, daß zwischen
benachbarten Schleifsegmenten 3, 3' etc. ausreichend große Zwischenräume 10 vorhanden
sind, welche einen effektiven Abtransport des abgetragenen Materials
mit dem Kühlwasser
ermöglichen.
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In 2 ist
eine andere bevorzugte Ausführungsform
wiedergegeben, bei der auf dem plattenförmigen Element 1 weitere
Schleifzylinder 3IV –3VI mit kreisförmigen Querschnitt befestigt
sind. Die Achsen 6IV –6VI der weiteren Schleifzylinder 3IV –3VI sind ebenfalls auf einem Kreis 11 um
den Mittelpunkt des Drehtellers angeordnet, wobei der Radius des
Kreises 11 mit dem Bezugszeichen 12 angedeutet
ist.
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Die
Ausführungen
nach 3 und 4 entsprechen denen von 1 bzw. 2,
wobei jedoch die Schleifzylinder 3 jeweils durch quaderförmige Körper gebildet
werden.
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In 5 ist
ein Schnitt durch das plattenförmige
Element 1 wiedergegeben. Dabei ist der Schnitt so geführt, daß ein Schleifzylinder 3 und
eine Bohrung 5 zur Festlegung des plattenförmigen Elementes 1 am
Drehteller, von dem in vorliegender Figur nur ein Teilbereich 13 wiedergegeben
ist, erfaßt
werden. Der Schnitt läßt die konvexe
Oberfläche 9 des Schleifzylinders 3 erkennen,
welche den Einschleifprozess nach Ersatz der abgenutzten Schleifzylinder erleichtert.
Die in 1–4 nur
schematisch angedeuteten Bohrungen 5 sind in vorliegender
Figur detailiert dargestellt. Wie der Figur zu entnehmen ist, weisen
die Bohrungen 5 jeweils einen konischen Abschnitt 14 auf,
in den jeweils der komplementär
(14') ausgebildete
Kopf 15 der Schraube 16 eingreift. Diese Ausbildung
von Bohrung 5 und Schraube 16 stellen sicher,
daß die
plattenförmigen
Elemente 1 auf dem Drehteller 13 exakt positioniert
werden und die Schleifzylinder 3 bis auf die Löt- oder
Klebeschicht 17 abgenutzt werden können.
