DE102010008407A1

DE102010008407A1 - Rotationsscheibe zur Bearbeitung von Materialoberflächen

Info

Publication number: DE102010008407A1
Application number: DE102010008407A
Authority: DE
Inventors: Henning 24239 Rave; Manfred 35239 Henzel
Original assignee: Klingspor AG
Current assignee: Klingspor AG
Priority date: 2010-02-18
Filing date: 2010-02-18
Publication date: 2011-08-18
Also published as: EP2536534A1; ZA201205420B; US20130203327A1; CN102753308A; BR112012020546A2; WO2011101200A1

Abstract

Es wird ein Verfahren zur Herstellung einer Rotationsscheibe zur Bearbeitung von Materialoberflächen vorgeschlagen, die einen scheibenförmigen Grundkörper (10), der eine zentrale Aufnahme (14) zur direkten oder indirekten Anbindung einer Antriebswelle aufweist, und einen Materialbearbeitungsbelag (18) umfasst, der auf einer stirnseitig angeordneten Ringzone (12) des Grundkörpers (10) aufgebracht ist, umfassend folgende Schritte: – Einlegen von Glasgewebematten in einen Formhohlraum eines Fertigungswerkzeugs; – Verpressen der Glasgewebematten in dem Fertigungswerkzeug zur Ausbildung des Grundkörpers (10) mit einer Lippe (16), die in einem zumindest randnahen Abschnitt ausgebildet ist; – Entformen des Grundkörpers (10); – Belegen der der Lippe (16) abgewandten Stirnseite des Grundkörpers mit dem Materialbearbeitungsbelag (18); – Stapeln von mit jeweils einem Materialbearbeitungsbelag (18) belegten Grundkörpern (10) gleicher Bauart, so dass sich die Lippe (16) eines Grundkörpers (10) jeweils direkt auf dem Materialbearbeitungsbelag (18) eines nächsten Grundkörpers (10) abstützt; – Ausüben eines Drucks auf den Stapel aus Grundkörpern (10), die jeweils mit dem Materialbearbeitungsbelag (18) belegt sind, parallel zur Drehachse der Grundkörper (10); – Lösen des Drucks und Entstapeln der mit den Materialbearbeitungsbelägen (18) belegten Grundkörper (10).

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung einer Rotationsscheibe zur Bearbeitung von Materialoberflächen, eine Rotationsscheibe zur Bearbeitung von Materialoberflächen sowie ein Werkzeug zur Herstellung eines Grundkörpers einer Rotationsscheibe zur Bearbeitung von Materialoberflächen.
Rotationsscheiben zur Bearbeitung von Materialoberflächen sind aus der Praxis bekannt und können insbesondere als Schleifwerkzeug ausgebildet sein, das einen scheibenförmigen Grundkörper aufweist, über den die Rotationsscheibe an einen Antrieb angebunden werden kann und auf dem ein Materialbearbeitungsbelag angeordnet ist. Der Materialbearbeitungsbelag kann aus einzelnen Schleifpapier- bzw. Schleifgewebezuschnitten gebildet sein, die in Umfangsrichtung verteilt übereinander lappend auf einer Stirnseite des Grundkörpers befestigt sind.
Ferner ist es bekannt, den Grundkörper von Rotationsscheiben der vorstehend genannten Art aus Glasgewebematten zu bilden. Hierzu werden Glasgewebemattenzuschnitte in einen Formhohlraum eines Presswerkzeugs übereinander eingelegt und unter Verwendung eines Gießharzes oder dergleichen miteinander verpresst. Aufgrund der Struktur der Glasgewebematten hat der resultierende Grundkörper über die Fläche des Grundkörpers hinweg eine im Wesentlichen konstante Dicke, das heißt es liegen keine Dickensprünge vor.
In der Serienfertigung von Rotationsscheiben zur Bearbeitung von Materialoberflächen, die als Lamellenschleifscheiben bzw. Fächerschleifscheiben ausgebildet sind, werden die mit dem Materialbearbeitungsbelag versehenen Grundkörper auf einem Zentrierstab, der eine zentrale Aufnahme der Grundkörper durchgreift, gestapelt. Zwischen die einzelnen Rotationsscheiben wird eine so genannte Brennplatte eingelegt, die gewährleistet, dass bei Aufbringen eines Drucks auf die Rotationsscheiben, der bezogen auf den Stab axial gerichtet ist, sowohl in zentralen Bereichen als auch in umfangsnahen Bereichen der einzelnen Rotationsscheiben der Materialbearbeitungsbelag gegen den jeweiligen Grundkörper gepresst wird und durch den Pressvorgang eine gute Verklebung des Materialbearbeitungsbelags über die Fläche der Rotationsscheibe erreicht wird.
Es hat sich aber gezeigt, dass der Einsatz der Brennplatten bei der Herstellung der Rotationsscheiben zeitaufwändig und auch kostenintensiv ist.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, den vorstehend genannten Nachteilen entgegen zu treten.
Diese Aufgabe ist durch das Verfahren zur Herstellung einer Rotationsscheibe zur Bearbeitung von Materialoberflächen mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1 gelöst.
Erfindungsgemäß wird mithin ein Verfahren zur Herstellung einer Rotationsscheibe vorgeschlagen, die einen scheibenförmigen Grundkörper, der eine zentrale Aufnahme zur direkten oder indirekten Anbindung einer Antriebswelle aufweist, und einen Materialbearbeitungsbelag umfasst, der auf einer stirnseitig angeordneten Ringzone des Grundkörpers aufgebracht ist. Das Verfahren umfasst folgende Schritte:

– Einlegen von Glasgewebematten in einen Formhohlraum eines Fertigungswerkzeugs;
– Verpressen der Glasgewebematte in dem Fertigungswerkzeug zur Ausbildung des Grundkörpers mit einer Lippe, die in einen zumindest randnahen Abschnitt des Grundkörpers ausgebildet ist;
– Entformen des Grundkörpers aus dem Fertigungswerkzeug;
– Belegen der der Lippe abgewandten Stirnseite des Grundkörpers mit dem Materialbearbeitungsbelag;
– Stapeln von mit jeweils einem Materialbearbeitungsbelag belegten Grundkörpern gleicher Bauart, so dass sich die Lippe eines Grundkörpers jeweils direkt auf den Materialbearbeitungsbelag eines nächsten Grundkörpers abstützt;
– Ausüben eines Drucks auf den Stapel aus Grundkörpern, die jeweils mit dem Materialbearbeitungsbelag belegt sind, parallel zur Drehachse der Grundkörper; und
– Lösen des Drucks und Entstapeln der mit den Materialbearbeitungsbelägen belegten Grundkörper.

Durch das Verfahren nach der Erfindung, bei dem der Grundkörper mit einer Abstützlippe ausgebildet bzw. geformt wird, ist es möglich, beim Verpressen bzw. Verkleben der Materialbearbeitungsbeläge mit den jeweiligen Grundkörpern auf Brennplatten zu verzichten. Vielmehr stützen sich die aus Glasgewebematten gebildeten Grundkörper über die Abstützlippen direkt an einer nächsten Rotationsscheibe ab, so dass der zum Verkleben der Materialbearbeitungsbeläge erforderliche Anpressdruck zuverlässig und gezielt aufgebracht werden kann.
Bei einer speziellen Ausführungsform des Verfahrens nach der Erfindung wird der Stapel von Grundkörpern beim Ausüben des Drucks erhitzt, so dass ein Kleber zum Anbinden des jeweiligen Materialbearbeitungsbelags an den jeweiligen Grundkörper aktiviert wird. Alternativ ist es auch denkbar, Zweikomponentenklebersysteme oder feuchtigkeitsaushärtende Klebersysteme einzusetzen, bei denen gegebenenfalls eine Erhitzung des Stapels unterbleiben kann.
Um eine saubere Stapelung der Grundkörper erreichen zu können, wird der Stapel aus Grundkörpern, die jeweils mit einem Materialbearbeitungsbelag belegt sind, mittels eines Stabes zentriert, der die zentralen Aufnahmen der Grundkörper durchgreift.
Um einen späteren Nutzer der nach dem erfindungsgemäßen Verfahren hergestellten Rotationsscheibe keinem erhöhten Verletzungsrisiko auszusetzen, werden die Lippen der Grundkörper vorzugsweise angeschliffen bzw. entgratet. Das Anschleifen der Lippen erfolgt vorzugsweise vor dem Stapeln der Grundkörper bzw. vor dem Belegen der Grundkörper mit dem Materialbearbeitungsbelag, so dass zudem beim Anpressen der Materialbearbeitungsbeläge bzw. beim Stapeln der Grundkörper eine saubere und gleichmäßige Druckkante über den Umfang der Grundkörper vorliegt.
Die Erfindung hat auch eine Rotationsscheibe zur Bearbeitung von Materialoberflächen zum Gegenstand, die einen scheibenförmigen Grundkörper, der eine zentrale Aufnahme zur direkten und indirekten Anbindung einer Antriebswelle aufweist, und einen Materialbearbeitungsbelag umfasst, der auf einer stirnseitig angeordneten Ringzone des Grundkörpers aufgebracht ist. Der Grundkörper ist aus Glasgewebematten gefertigt und hat in einem zumindest nahe des Umfangsrandes liegenden Abschnitt an der dem Materialbearbeitungsbelag abgewandten Seite eine Lippe, die zumindest teilweise umlaufend ausgebildet ist.
Die Lippe verleiht dem Grundkörper eine erhöhte mechanische Stabilität. Zudem begünstigt die Lippe, wie bereits oben im Zusammenhang mit dem Verfahren nach der Erfindung erwähnt, beim Verkleben des Materialbearbeitungsbelages das Anpressen desselben an den Grundkörper.
Der Grundkörper hat über seine Grundfläche hinweg eine konstante Dicke, das heißt auch im Beriech der Lippe liegen keine Dickensprünge vor.
Bei einer bevorzugten Ausführungsform der Rotationsscheibe nach der Erfindung ist die Lippe vollständig umlaufend ausgebildet. Alternativ kann die Lippe auch nur abschnittsweise in Umfangsrichtung des Grundkörpers ausgebildet sein.
Die Lippe kann an verschiedenen Stellen des Grundkörpers angeordnet sein. Einerseits kann die Lippe den Umfangsrand des Grundkörpers bilden. Dann bildet der Rand des Grundkörpers beim Stapeln von Grundkörpern zum Anbinden des Materialbearbeitungsbelags direkt die Anpresskante bzw. Druckkante.
Alternativ kann die Lippe in Form einer Sicke des Glasgewebemattenaufbaus ausgebildet sein, die vom Umfangsrand des Grundkörpers beabstandet ist. Die Sicke kann einen V-, U- oder auch wannenförmigen Querschnitt haben. Die Basis der Sicke bildet dann beim Anpressen des jeweiligen Materialbearbeitungsbelags an den Grundkörper die druckvermittelnde Fläche bzw. Linie, die auf dem Materialbearbeitungsbelag der nächsten bzw. benachbarten Rotationsscheibe aufliegt.
Der Materialbearbeitungsbelag kann aus mehreren Schleifmittelzuschnitten gebildet sein, die in Umfangsrichtung verteilt auf der jeweiligen Stirnseite des Grundkörpers einander überlappend angeordnet sind.
Je nach praktischer Anforderung kann der Grundkörper einen Durchmesser zwischen 90 mm und 230 mm haben. In Abhängigkeit von der Geometrie der Rotationsscheibe bzw. des Grundkörpers bzw. der Stärke des auf den Grundkörper aufgelegten Materialbearbeitungsbelags kann die Lippe eine Höhe zwischen 1 mm und 8 mm haben.
Die Erfindung hat auch ein Werkzeug zur Herstellung eines Grundkörpers einer Rotationsscheibe zur Bearbeitung von Materialoberflächen zum Gegenstand, der aus mehreren miteinander verbundenen Glasgewebematten gebildet ist. Das Werkzeug umfasst einen Formhohlraum zur Aufnahme der Glasgewebematten, der mit der Form des Grundkörpers korrespondiert und einen Abschnitt zur Ausbildung einer zumindest umlaufenden Lippe des Grundkörpers umfasst.
Zur Fertigung des Grundkörpers wird neben den Glasgewebematten beispielsweise ein die einzelnen Glasgewebematten miteinander verbindendes Gießharz oder dergleichen in den Formhohlraum eingebracht.
Die Fertigung der Lippe des Grundkörpers kann insbesondere dadurch erreicht werden, dass der Abschnitt zur Ausbildung der Lippe ein im Querschnitt randseitiger Knick des Formhohlraums ist.
Zur Ausbildung einer Sicke in dem Grundkörper kann der Abschnitt zur Ausbildung der dann sickenförmigen Lippe aus einer im Querschnitt randnahen wellenartigen Krümmung des Formhohlraums gebildet sein.
Denkbar ist es auch, dass die Rotationsscheibe mehrere in radialer Richtung des Grundkörpers voneinander beabstandete Lippen aufweist. Das Werkzeug zur Herstellung des Grundkörpers ist dann korrespondierend hierzu mit einem Knick und mindestens einer wellenartigen Krümmung oder mehreren wellenartigen Krümmungen der vorstehend genannten Art ausgebildet.
Weiter Vorteile und vorteilhafte Ausgestaltungen des Gegenstandes der Erfindung sind der Beschreibung, der Zeichnung und den Patentansprüchen entnehmbar.
Ausführungsbeispiele einer Rotationsscheibe nach der Erfindung und eines Verfahrens zur Herstellung einer Rotationsscheibe nach der Erfindung sind in der Zeichnung schematisch vereinfacht dargestellt und werden in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert. Es zeigt:
1 eine Draufsicht auf einen Grundkörper einer Rotationsscheibe nach der Erfindung;
2 einen Schnitt durch die Rotationsscheibe nach 1 entlang der Linie II-II in 1;
3 eine vergrößerte Darstellung des Bereichs III in 2;
4 einen Schnitt durch einen Randbereich eines alternativ ausgebildeten Grundkörpers;
5 einen Schnitt durch einen Grundkörper gemäß einer weiteren Alternative; und
6 einen Stapelprozess beim Verkleben eines Materialbearbeitungsbelags mit dem Grundkörper.
In den 1 bis 3 ist ein Grundkörper 10 einer Rotationsscheibe zur Bearbeitung von Materialoberflächen dargestellt, die eine Fächerschleifscheibe bzw. Lamellenschleifscheibe darstellt, bei der im fertigen Zustand auf einer stirnseitig angeordneten Ringzone 12 zur Ausbildung eines Materialbearbeitungsbelages eine Vielzahl von Schleifmittelzuschnitten in Umfangsrichtung verteilt übereinander lappend angeordnet sind. Mittig ist der Grundkörper 10 mit einer zentralen Aufnahme 14 ausgebildet, die zur direkten oder indirekten Anbindung einer Antriebswelle dient, über die die Rotationsscheibe drehend angetrieben werden kann.
Der Grundkörper 10, der beispielsweise einen Durchmesser von 120 mm hat, ist aus miteinander verpressten und verklebten Glasgewebematten gebildet, so dass der Grundkörper 10 über seine laterale Erstreckung keine Dickensprünge aufweist, sondern vielmehr eine konstante Stärke hat.
Der Grundkörper 10 weist des Weiteren an seinem Rand eine Lippe 16 auf, die im Querschnitt einen zumindest annähernd L-förmigen Knick des Grundkörpers darstellt und vollständig umlaufend ausgebildet ist.
Bei dem in den 1 bis 3 dargestellten Grundkörper 10 ist die Ebene der Ringzone rechtwinkelig zur Drehachse ausgebildet. Alternativ kann die Ringzone auch gewölbt oder nach außen abfallend ausgebildet sein.
In 4 ist eine alternative Ausführungsform einer Lippe 16' dargestellt, die einen Grundkörper 10' an dessen Rand begrenzt. Die Lippe 16' ist in Form einer Sicke des Grundkörpers 10' ausgebildet und hat einen im Wesentlichen V-förmigen Querschnitt. Die radial außen liegende Flanke der Sicke bildet den Rand des Grundkörpers 10'.
In 5 ist eine weitere Ausführungsform einer sich in Umfangsrichtung erstreckenden Lippe 16'' eines Grundkörpers 10'' dargestellt. Die Lippe 16'' ist ebenfalls aus einer ringförmigen Sicke des Grundkörpers 10'' gebildet und ist vom äußeren Rand des Grundkörpers 10'' beabstandet.
Bei der Herstellung einer Rotationsscheibe mit dem in den 1 bis 3 dargestellten Grundkörper wird nach der Herstellung des jeweiligen Grundkörpers die Ringzone 12 des Grundkörpers 10 mit dem den Materialbearbeitungsbelag darstellenden Lamellenpaket 18 belegt, wobei zwischen dem Lamellenpaket 18 und dem Grundkörper 10 ein Klebersystem aufgebracht wird. Vor dem Belegen der Grundkörper mit den Lamellenpaketen werden die Ränder der Grundkörper 10, das heißt die Abstützlippen 16 angeschliffen bzw. entgratet.
Wie 6 zu entnehmen ist, werden anschließend Grundkörper 10 gleicher Bauart, die jeweils mit einem Lamellenpaket 18 belegt sind, auf einem Zentrierstab 20 gestapelt, so dass sich eine Lippe 16 eines Grundkörpers 10-1 auf dem Lamellenpaket 18 einer nächsten Rotationsscheibe mit einem Grundkörper 10-2 abstützt.
Die Herstellung von Rotationsscheiben mit den in den 4 und 5 dargestellten Grundkörpern 10' und 10'' erfolgt in entsprechender Weise.
Nach dem Stapeln der mit den Lamellenpaketen 18 belegten Grundkörper 10-1, 10-2 wird parallel zur Achse des Stabs 20 ein Druck F auf den Stapel ausgeübt. Hierbei wird der Aufbau erhitzt, so dass das zwischen dem jeweiligen Lamellenpaket 18 und dem jeweiligen Grundteller 10 angeordnete Klebersystem aktiviert wird.
Anschließend wird der Druck F gelöst, so dass die mit den Materialbearbeitungsbelägen belegten Grundkörper entstapelt werden können.

Claims

Verfahren zur Herstellung einer Rotationsscheibe zur Bearbeitung von Materialoberflächen, die einen scheibenförmigen Grundkörper (10), der eine zentrale Aufnahme (14) zur direkten oder indirekten Anbindung einer Antriebswelle aufweist, und einen Materialbearbeitungsbelag (18) umfasst, der auf einer stirnseitig angeordneten Ringzone (12) des Grundkörpers (10) aufgebracht ist, umfassend folgende Schritte: – Einlegen von Glasgewebematten in einen Formhohlraum eines Fertigungswerkzeugs; – Verpressen der Glasgewebematten in dem Fertigungswerkzeug zur Ausbildung des Grundkörpers (10) mit einer Lippe (16), die in einem zumindest randnahen Abschnitt ausgebildet ist; – Entformen des Grundkörpers (10); – Belegen der der Lippe (16) abgewandten Stirnseite des Grundkörpers mit dem Materialbearbeitungsbelag (18); – Stapeln von mit jeweils einem Materialbearbeitungsbelag (18) belegten Grundkörpern (10) gleicher Bauart, so dass sich die Lippe (16) eines Grundkörpers (10) jeweils direkt auf dem Materialbearbeitungsbelag (18) eines nächsten Grundkörpers (10) abstützt; – Ausüben eines Drucks auf den Stapel aus Grundkörpern (10), die jeweils mit dem Materialbearbeitungsbelag (18) belegt sind, parallel zur Drehachse der Grundkörper (10); – Lösen des Drucks und Entstapeln der mit den Materialbearbeitungsbelägen (18) belegten Grundkörper (10).
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Stapel von Grundkörpern (10) beim Ausüben des Drucks erhitzt wird, so dass ein Kleber zum Anbinden des jeweiligen Materialbearbeitungsbelags (18) an den jeweiligen Grundkörper (10) aktiviert wird.
Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Stapel aus Grundkörpern (10), die jeweils mit einem Materialbearbeitungsbelag (18) belegt sind, mittels eines Stabes (20), der die zentralen Aufnahmen (14) der Grundkörper (10) durchgreift, zentriert wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Lippen (16) der Grundkörper (10) angeschliffen werden.
Rotationsscheibe zur Bearbeitung von Materialoberflächen, umfassend einen scheibenförmigen Grundkörper (10), der eine zentrale Aufnahme (14) zur direkten oder indirekten Anbindung einer Antriebswelle aufweist, und einen Materialbearbeitungsbelag (18), der auf einer stirnseitig angeordneten Ringzone (12) des Grundkörpers aufgebracht ist, wobei der Grundkörper (10) aus Glasgewebematten gefertigt ist und in einem zumindest nahe des Umfangrandes liegenden Abschnitt an der dem Materialbearbeitungsbelag (18) abgewandten Seite eine Lippe (16) umfasst, die zumindest teilweise umlaufend ausgebildet ist.
Rotationsscheibe nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Lippe (16) vollständig umlaufend ausgebildet ist.
Rotationsscheibe nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Lippe (16) den Umfangsrand des Grundkörpers (10) bildet.
Rotationsscheibe nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Lippe (16'') in Form einer Sicke des Glasgewebemattenaufbaus ausgebildet ist und vom Umfangsrand des Grundkörpers beabstandet ist.
Rotationsscheibe nach einem der Ansprüche 5 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass der Grundkörper (10) einen Durchmesser zwischen 90 mm und 230 mm hat und die Lippe (16) eine Höhe zwischen 1 mm und 8 mm hat.
Werkzeug zur Herstellung eines Grundkörper (10) einer Rotationsscheibe zur Bearbeitung von Materialoberflächen, der aus mehreren miteinander verbundenen Glasgewebematten gebildet ist, umfassend einen Formhohlraum zur Aufnahme der Glasgewebematten, der mit der Form des Grundkörpers (10) korrespondiert und einen Abschnitt zur Ausbildung einer zumindest teilweise umlaufenden Lippe (16) des Grundkörpers (10) umfasst.
Werkzeug nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass der Abschnitt zur Ausbildung der Lippe (16) ein im Querschnitt randseitiger Knick des Formhohlraums ist.
Werkzeug nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass der Abschnitt zur Ausbildung der Lippe (16', 16'') aus einer im Querschnitt randnahen wellenartigen Krümmung des Formhohlraums gebildet ist.