DE2210339A1

DE2210339A1 - Schleifrotor

Info

Publication number: DE2210339A1
Application number: DE19722210339
Authority: DE
Inventors: Der Anmelder Ist
Original assignee: Uematsu, Yoshinori, Nagoya, Aichi (Japan)
Priority date: 1971-03-05
Filing date: 1972-03-03
Publication date: 1972-09-28
Also published as: FR2127897A5; IT949849B; JPS4711683U

Description

8701-72/Sch/Ba

Gbm-Anm. SHO 46-14367
AT: 5. März 1971

Yoshinori Uematsu 3-78, Hamada-cho, Minami-ku, JSfagoya, Aichi-ken (Japan)

Schleifrotor

Die Erfindung betrifft einen Schleifrotor mit einer Mehrzahl von mittels einer Habe gehalterten und radial nach außen von ihr wegstehenden nachgiebigen ebenen Schleifblättern.

Die bisher üblichen Schleifrotoren verwenden ein scheibenförmiges Schmirgelpapier, welches entweder in mehreren Lagen mit anderen derartigen Schmirgelscheiben oder auf einer Gummischeibe vorgesehen ist und mit Hilfe einer Handmaschine (Bohrmaschine od. dgl.) in Drehung versetzt wird. Mit einem solchen Schleifrotor lassen sich große ebene Flächen bearbeiten, dagegen bereitet die Bearbeitung konkav oder konvex gekrümmter Flächen, insbesondere mit kleinen Krümmungsradien, große Schwierigkeiten. Das Schleif- oder Schmirgelpapier setzt sich schnell mit Metall- oder Farbpartikeln zu, so daß sich die Schleifwirkung verschlechtert und die Benutzungsdauer des Schleifpapiers herabgesetzt wird. Im Schleifpapier festsitzende Teilchen verursachen nämlich Kratzer in der zu schleifenden Fläche und führen zu übermäßiger Erwärmung der Schleiffläche infolge starker Reibung zwischen dieser und den festsitzenden Teilchen, welche wie eine Kornvergröberung wirken, so daß auch Wärmeschäden der zu schleifenden Fläche eintreten.

Weiterhin sind Schleifrotoren bekannt, bei denen eine Mehrzahl rechteckiger Schmirgelleinen- oder Schleifpapierstücke radial an einer Rotornabe befestigt sind und von dieser nach außen wegragen. Die Schmirgelleinenstücke verlaufen mit ihren Ebenen

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in Richtung der Nabenachse und werden von zwei von beiden Seiten gegen sie angesetzten Halteringen der Nabe festgehalten. Mit der Umfangsflache solcher Schleifrotoren lassen sich Kanten von Werkstücken aus Metall und anderen Materialien relativ gut bearbeiten, jedoch ist eine gleichmäßige Bearbeitung größerer Flächen und gekrümmter Oberflächen wegen der auftretenden Ungleichmäßigkeiten praktisch nicht möglich. Außerdem ist die Lebensdauer eines solchen Rotors relativ kurz.

Die Aufgabe der Erfindung besteht in der Verbesserung dieses bekannten Schleifrotors hinsichtlich seiner Anwendbarkeit und Bearbeitunsgüte. Ferner soll das Auftreten von Wärmeschäden durch Überhitzung vermieden werden und die wirksamen Schleifoberflächen sollen sich gleichmäßiger abnutzen und eine längere Lebensdauer aufweisen und sich leicht erneuern lassen.

Diese Aufgabe wird bei einem Schleifrotor mit einer Mehrzahl von mittels einer Nabe gehalterten und radial nach außen von ihr hervorstehenden nachgiebigen ebenen Schleifblättern erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die Schleifblätter schräg in der Nabe mit gegenüber der Nabenachse geneigten Ebenen befestigt sind. Infolge der schrägen Anordnung der sich überlappenden Schleifblätter vergrößert sich die Kontaktfläche mit dem zu schleifenden Werkstück, so daß sich gleichmäßigere und glattere Oberflächen erzielen lassen. Ferner tritt praktisch kein Festsetzen von Partikeln aus dem Werkstück an den Schleifblättern auf, so daß die Schleifwirkung lange erhalten bleibt und auch die erwähnten Wärmeschäden durch Reibungserhitzung zwischen schleifender und geschliffener Fläche auch bei langem Schleifen mit hoher Geschwindigkeit vermieden werden.

Die Erfindung ist im folgenden anhand der Sarstellungen eines Ausführungsbeispiels im Vergleich zu den bekannten Schleifrotoren näher erläutert. Es zeigt:

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Fig. 1 ein Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Schleifrotores in perspektivischer Darstellung;

Fig. 2 eine perspektivische Teilansicht zur Veranschaulichung des Einsetzens der Schleifblätter in die Nabe;

Fig. 3 eines der Schleifblätter;

Fig. 4 einen Schnitt längs der Linie IV-IV der Fig. 1;

Fig. 5 eine schematische Seitenansicht des in Fig. 1 dargestellten Rotors;

Fig. 6A ein Anwendungsbeispiel zur Veranschaulichung des Schleif ens konkaver und konvexer Flächen mit dem erfindungsgemäßen Schleifrotor;

Fig. 6B einen Vergleich des Anwendungsbeispiels gemäß Fig. 6A mit einem Schleif rotor nach dem Stande der Technik;

Fig. 7 ein weiteres Anwendungsbeispiel des erfindungsgemäßen Schleifrotors zum Kantenschleifen;

Fig. 8A ein Anwendungsbeispiel des erfindungsgemäßen Schleifrotors zum Flächenschleifen;

Fig. 8B ein Vergleichsbeispiel zum Flächenschleifen mit einem Schleifrotor nach dem Stande der Technik;

Fig. 9 eine Draufsicht auf die Schleiffläche des bekannten Schleifrotors nach Fig. 8B mit in der Schleiffläche festgesetzten Materialpartikeln;

Fig. 10 einen Vergleich der Änderung der Korngröße der Schleiffläche mit der Betriebszeit und

Fig. 11 ein Diagramm zur Veranschaulichung des mit zunehmender Schleifdauer anwachsenden abgeschliffenen Materials.

Der in den Figuren als Ausführungsbeispiel der Erfindung dargestellte Schleifrotor enthält eine Anzahl von rechteckigen Schleifblättern 4_f welche in die gewünschte Größe geschnitten sind und wie sie für die bekannten Schleifrotoren handels-

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üblich sind. Sie bestehen beispielsweise aus Schmirgelleinen, dessen Schleifkörner auf einer Unterlage aus Gewebe, Kunstharz oder Papier befestigt sind. Zwei Halteringe 1a und 1b halten die Schleifblätter 4 mit Hilfe eines Nabenringes 6 und einer Klebstofflage 5 an ihren Innenkanten fest.

Die Schleifflächen 4a der Schleifblätter 4 sind gegen die Achsenrichtung A der Nabe des Schleifrotors geneigt, indem die Innenkanten der Schleifblätter 4 zwischen den Halteringen 1a und 1b, die parallel zu dem zwischen ihnen liegenden Nabenring 6 angeordnet sind, eingespannt sind. Dieser Schrägwinkel ist für alle Schleifflächen 4a der Schleifblätter 4 der gleiche und die nachgiebigen Schleifblätter überlappen sich gegenseitig und ragen vom Umfang der Halteringe der Nabe nach außen. Jedes Schleifblatt 4 hat in der Nähe seiner Innenkante 4b zwei Ausnehmungen 4* und 4" in gegenüberliegenden Außenkanten. Von der einen Ausnehmung 4* an verläuft die Seitenkante des Schleifblattes 4 etwas weiter innen als die zugehörige Seitenkante 4b, so daß eine Schulter 4c entsteht.

Die Halteringe 1a und 1b weisen eine Mittelbohrung 2 zur Aufnahme der Maschinenwelle sowie einen hochgebogenen Rand 3 auf. Die Form des Randes 3 ist der Form der Ausnehmungen 4¹ und 4" der Schleifblätter angepaßt, welche mit diesen Ausnehmungen in die Ränder 3 der beiden Halteringe in der nachfolgend beschriebenen Weise eingehängt werden.

Zunächst wird eine der Ausnehmungen 4¹ in den Rand 3 beispielsweise des Ringes 1a eingesetzt. Hierbei ist wichtig, daß das Schleifblatt schräg gegenüber der Ebene des Ringes verläuft, so daß die Schleiffläche nach oben geneigt ist. Auf diese Weise werden nach und nach sämtliche Schleifblätter mit ihren Ausnehmungen 4¹ in den Rand 3 des Ringes eingehängt, so daß sich ihre Schleifflächen überlappen und effektiv eine ineinander übergehende Gesamtoberfläche bilden.

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Die Schleifblätter 4 und der ling 1a werden dann mit einem wärmehärtenden Plastikkleber wie Epoxyharz fixiert. Dazu wird der Kleber in die innere Umfangsfläche der Kante 3 hineingegossen. Anschließend wird der andere Halteringe 1b mit seinem Rand in die Ausnehmungen 4" eingelegt. Da die Ausnehmungen 4' sich gemäß Fig. 3 mit einer Schulter 4c fortsetzen, wird der Haltering 1b so eingesetzt, daß seine Außenfläche unterhalb der durch die Seitenkanten 4b gebildete Oberfläche liegt. Wenn die beiden Halteringe in dieser Weise angebracht sind, dann wird der soweit fertiggestellte Schleifrotor umgedreht, so daß der Ring 1a wegen des noch nicht ausgehärteten Klebstoffs nochmals abgenommen werden kann. Dann wird ein wärmehärtender Plastikkleber in das durch den Innenumfang der Schleifblätter 4 und den Innenumfang des hochragenden Randes

3 des Halteringes 1b gebildete Innere hineingegossen und der Haltering 1a wird wiederum in die Ausnehmungen 4' eingesetzt, und beide Halteringe 1a und 1b werden einem geeigneten Druck ausgesetzt, bis der Klebstoff ausreichend angehärtet ist. Die Schleifblätter und die Halteringe bilden dann einen relativ festen Körper mit einer an den Innenkanten der Schleifblätter

4 befindlichen angehärteten Plastikkleberschicht 5· Man läßt nun den soweit einen festen Körper bildenden Schleifrotor mit Hilfe einer geeigneten Vorrichtung langsam rotieren und füllt ein wärmehärtendes Plastikklebemittel in- den Teil um die Mittelbohrung zwischen die Ringe 1a und 1b. Das Klebemittel füllt dabei den durch die Klebstoffschicht 5 gebildeten Innenraum infolge der Zentrifugalkraft und Oberflächenspannung aus, so daß eine Klebstoffschicht 6 gebildet wird. Der Rotor wird dann auf etwa 100° C 30 Minuten lang erhitzt, so daß der Klebstoff vollständig aushärtet und die Schleifblätter und Halteringe vollendß zu einem festen Körper werden. Die die Mittelbohrung bildende Klebstoffschicht 6 stellt einen Nabenring dar, dessen Innenfläche durch die Bohrungen 2 der Halteringe durch Bohren oder Ausfräsen fertig bearbeitet wird.

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Bβim Einsetzen der beiden Halteringe 1a und 1b ist die gewünschte Dicke des Schleifrotors zu beachten, also der geringere Abstand zwischen den beiden Ringen, der geringere Neigungswinkel zwischen den Schleifblättern, die größere Flachheit der Schleifoberfläche und die geringere Sicke des Rotors.

In den Zeichnungen sind die Schleifblätter zwischen zwei metallischen Halteringen befestigt, wobei die Innenkanten der Schleifblätter zwischen den Metallringen mit einem wärmehärtenden Plastikmaterial umgössen sind, so daß diese Teile einen einzigen Körper bilden. Wenn jedoch das wärmehärtende Plastikmaterial die Aufgabe der festen Halterung der Schleifblätter und der Aufnahme einer Antriebswelle des Antriebsmotors auch allein erfüllen kann, dann können die beiden metallischen Halteringe auch entfallen.

Wenn nämlich dem Klebstoff ein Bindemittel beigemischt wird, dann erhöht sich seine Festigkeit. Als Bindemittel eignen sich Fasermaterialien, Metallspäne, mineralische organische, pflanzliche, tierische oder synthetische Fasern. Sie Reihenfolge bei der Montage der Schleifblätter ist die gleiche wie oben, jedoch können die Halteringe nach dem genügenden Aushärten des Klebstoffes entfernt werden. Wenn die Halteringe nicht benötigt werden, braucht nur ein einziges Mal Klebstoff eingefüllt zu werden.

Ser soweit beschriebene Schleifrotor läßt sich für zahlreiche Schleifarbeiten verwenden, wie sie in den Fig. 6 bis 8 im Vergleich zu der Verwendung herkömmlicher Schleifrotoren veranschaulicht sind.

Wenn beispielsweise ein Werkstück gemäß Fig. 6A geschliffen werden soll, welches einen Obergang einer konkaven Oberfläche 50 mit einer konvexen Oberfläche 51 aufweist, kann wegen der Elastizität der radial verlaufenden Schleifblätter 4 ein Teil

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der rotierenden Schleifflächen in den. schmalen konkaven Teil hineingelangen, so daß die rotierende effektive Oberfläche sowohl mit den konkaven wie auch mit den konvexen Flächen des Werkstückes genügend in Berührung kommt und dort die gewünschte Wirkung entfaltet, wie Schleifen, Hos"fe-oder Farbeentfernen u. dgl.

Pig. 6B zeigt dagegen einen üblichen Schleifrotor nach dem Stande der Technik, der wegen seiner Steifigkeit nicht die konkaven und konvexen Werkstückflächen in der gewünschten Weise berühren kann, so daß ein Schleifen der konkaven Werkstückfläche 50 unmöglich ist und das Schleifen der Kante 53, welche eine konvexe Fläche mit sehr kleinem Radius bildet, sehr große Geschicklichkeit erfordert. Da nämlich dieser scheibenförmige Schleifrotor die gekrümmte Oberfläche der Kantenlinie 53 flach berührt, ist es schwierig, diese Kante nicht beim Schleifen zu beschädigen, was bei nicht sehr geschickter Ausführung leicht eintreten kann.

Mit Hilfe des erfindungsgemäßen Schleifrotors läßt sich jedoch gemäß Fig. 7 durch Andrücken der rotierenden Oberfläche auf die gekrümmte Kantenlinie 53 ein gutes Abschleifen ohne Beschädigung dieser Kurvenoberfläche erreichen, da sich jedes der Schleifblätter längs der in der Figur mit 54 bezeichneten Linie wegbiegen kann.

Der erfindungsgemäße Schleifrotor ermöglicht nicht nur ein Schleifen konkaver und konvexer Werkstückoberflächen, sondern auch ebener Flächen, welche beim Abschleifen mit einem Teil der schrägen rotierenden Schleifblätter in Berührung kommen. Da sich die schrägen Schleifblätter gegenseitig überlappen und die zwischen ihnen befindlichen Zwischenräume eine Kühlluftförderung bewirken, wird eine übermäßige Wärmeerzeugung vermieden, und auch dünnes Material läßt sich gut schleifen. Außerdem erhöht sich die Lebensdauer des Schleifrotors. Ein

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weiterer Vorteil besteht darin, daß die durch die Drehung erzeugte Zentrifugalkraft Metall- und Farbpartikel wegschleudert, welche sich dann nicht mehr zwischen dem Korn der Schleifflächen festsetzen und diese verstopfen.

Im Gegensatz dazu lassen sich bei den üblichen Schleifrotoren mit Schleifscheiben Metall- und Farbteilchen wegen der Reibung zwischen der Schleiffläche und der geschliffenen Fläche nur schwer entfernen, so daß sie zwischen dem Korn der Schleifscheibe verbleiben und deren Schleifoberfläche schließlich verstopfen und damit die Ursache für Überhitzungen und die in Fig. ΘΒ dargestellten Oberflächenbeschädigungen 55 bilden. Ist das zu schleifende Material beispielsweise eine dünne Aluminium- oder Eisenplatte, dann können durch diese Erhitzungen ausgebrannte Stellen entstehen. Die verstopften Schleifflächen verursachen nicht nur eine Überhitzung, sondern sie verkürzen auch die Standzeit ganz wesentlich. Diese Verhältnisse sind in Fig. 10 dargestellt, welche die Verringerung der Korngröße der Schleifoberfläche und damit des Schleifwirkungsgrades mit der Kurve B veranschaulicht. Die ausgezogene Kurve A veranschaulicht die Verhältnisse bei dem erfindungsgemäßen Schleifrotor, dessen Korngröße über einen wesentlich längeren Zeitraum praktisch konstant bleibt.

Ein weiterer Vergleich ist in Fig. 11 veranschaulicht, welche die abgeschliffene Materialmenge bei einer Umfangsgeschwindigkeit von 875 m/min über der Schleifdauer zeigt. Die Schleifblätter hatten eine Korngröße von A60 und das geschliffene Material war ein weicher Stahl (entsprechend der japanischen JIS-Norm SS-41). Der Schleifrotor hatte einen Außendurchmesser von 180 mm, einen Innendurchmesser von 25 mm und eine Breite von ebenfalls 25 mm. Während die Kurve B für einen üblichen scheibenförmigen Schleifrotor gilt, veranschaulicht die Kurve A die Verhältnisse bei einem Schleifrotor nach der Erfindung und läßt erkennen, daß die abgeschliffene Menge

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gegenüber dem bekannten Rotor wesentlich mehr als das Zehnfache beträgt. Der Grund dafür liegt in der bei dem erfindungsgemäßen Schleifrotor nicht auftretenden Verstopfung des Schleifkornes und in der Vermeidung ungleichmäßiger Abnutzungsbeschädigungen durch Deformationen des Schleif materials, dessen Elastizität besser ausgenutzt wird.

Der vorstehend beschriebene Schleifrotor eignet sich besonders gut zur Entfernung von Farbe und Rost und zur Oberflächenbearbeitung dünner Metallbleche, zum Schleifen von Gußteilen und Weichmetallen, wie Aluminium und Lot sowie Plastikmaterial und Holz ebenso wie für ganz allgemeine Schleifanwendungen im weitesten Sinne.

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Claims

-10-Patentansprüche

1) Schleifrotor mit einer Mehrzahl von mittels einer Nabe gehalterten und radial nach außen von ihr wegstehenden nachgiebigen ebenen Schleifblättern, dadurch gekennzeichnet, daß die Schleifblätter (4) schräg in der Nabe mit gegenüber der Nabenachse geneigten Ebenen befestigt sind (Fig. 1).

2) Schleifrotor nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daä der Neigungswinkel der Schleifblätter durch den Zwischenraum zwischen zwei beiderseits einer Wellenbohrung vorgesehenen Halteringen (1a,1b) bestimmt ist.

3) Schleifrotor nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der auf der werkstückseitigen fläche des Rotors befindliche Haltering (1a) gegen diese fläche nach innen zurückgesetzt ist.

4) Schleifrotor nach den Ansprüchen 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die die Schleifoberfläche bildenden schräg angeordneten und durch die beiden Halteringe (ia,1b) zusammengehaltenen Schleifblätter (4) mit Hilfe eines wärmehärtenden Plastikklebers zu einem einzigen Körper verbunden sind.

5) Schleifrotor nach den Ansprüchen 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die dem Werkstück zugewandte wirksame Schleiffläche eine durch die schräg gegenüber der Nabenbohrungsachse angeordneten und sich radial am Umfang der Nabenbohrung überlappenden Schleifblätter gebildete wirksame Schleifoberfläche konvex verläuft.

6) Schleifrotor nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die schräg gegenüber der Nabenachse angeordneten und sich gegenseitig überlappenden Schleif-

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blätter mit Hilfe eines wärmehärtenden Plastikklebers, der mit einem Füllstoff versetzt ist, an der Habe befestigt sind und eine nachgiebige Anordnung bilden.

7) Schleifrotor nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die dem Werkstück zugewandte Endfläche der Nabe nach innen gegenüber der dem Werkstück zugewandten Seite des Rotors versetzt ist.

8) Schleifrotor nach Anspruch 6 und 7, dadurch gekennzeichnet, daß die dem Werkstück zugewandte effektive Schleiffläche des Rotors konvex geformt ist.

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