DE3413890C2 - - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Anordnung zur Befestigung eines Schleifsegments insbesondere auf dem Tragkörper eines bei der Herstellung von Holzschliff verwendeten Schleifelements nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.

Holzschliff wird bekanntlich durch Drücken von Holz gegen ein rotierendes Schleifelement hergestellt, d. h. gegen einen Schleifstein mittels einer Druckvorrichtung z. B. einen hydraulischen Zylinder. Die Kühlung des Schleifelements erfolgt von außen durch Wasserstrahlen. Als rotierendes Schleifelement dient herkömmlicherweise ein Schleifstein. Früher wurden Natursteine oder Betonsteine verwendet, heutzutage dagegen fast ausschließlich keramische Materialien. Die als Schleifelemente im allgemeinen verwendeten keramischen Segmente sind meistens durch Spannelemente an dem Zylindertragkörper befestigt, der aus Eisenbeton oder aus Metall besteht. Ein Problem der heutzutage verwendeten Befestigungslösungen, die z. B. in den US-Patenten 24 21 885, 27 45 226, 27 69 286 und 32 77 611 dargestellt sind, ist die ungleiche Wärmedehnzahl des Schleifsegments und des als Spannelement dienenden Befestigungsbolzens. Falls die Vorspannung der Bolzen nicht groß genug ist, verursacht diese Verschiedenheit der Wärmedehnzahl das Lösen der Segmente, wenn der Schleifstein von seiner Einbautemperatur auf seine Betriebstemperatur erwärmt wird. Die Betriebstemperaturen der heutigen Druckschleifmaschinen werden ständig erhöht. Dies verursacht immer mehr Probleme bei der Befestigung der Schleifsgemente, weil die Wärmedehnzahl des Eisens etwa zweimal so hoch ist wie die Wärmedehnzahl der keramischen Materialien.

Man hat versucht, das Problem bei neuen Konstruktionen so zu lösen, daß die Vorspannung der Befestigungsbolzen so erhöht wird, daß sie das sowohl durch die Fliehkraft als auch durch den Wärmeausdehnungsunterschied entstehende Lösen ausgleichen kann. Auf diese Weise werden aber am Segment schon bei der Einbauphase große innere Spannungen erzeugt, die später bei der Verwendung des Steins oft zu Brüchen und Lösen führen.

Der Zweck dieser Erfindung ist, eine Anordnung darzustellen, durch die die obengenannten, bei der Befestigung der Schleifsegmente auftretenden Probleme möglichst weitgehend beseitigt werden.

Dies wird erfindungsgemäß mit der im Anspruch 1 gekennzeichneten Anordnung erreicht. In den Unteransprüchen sind vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung wiedergegeben.

Durch die erfindungsgemäße Anordnung wird vor allem der Vorteil erreicht, daß die bei der Schleifsituation wirkende Spannkraft in der gewünschten Stärke gewählt werden kann, wodurch z. B. für das erste Spannelement der Segmente keine besondere Vorspannung nötig ist, vielmehr garantiert die Anordnung die Erhaltung der Spannkraft in der Betriebssituation bei Temperaturerhöhung und erübrigt sogar bei Bedarf jegliche Vorspannung.

Dabei nehmen die inneren Spannungen der Segmente wesentlich ab, und es ist möglich, höhere Schleifbelastungen anzuwenden.

Nachstehend sind einige Ausführungsformen der Anordnung nach der Erfindung mit Hinweis auf Zeichnungen dargestellt.

Fig. 1 zeigt schematisch eine Befestigungsart der Schleifsegmente am Tragkörper des Schleifelements;

Fig. 2 zeigt in größerem Maßstab den Querschnitt A-A nach Fig. 1 und die

Fig. 3 bis 5 zeigen einige weitere Ausführungsformen der Anordnung nach der Erfindung als Querschnittsabbildungen, wobei in der Fig. 3 die Bezugsbuchstaben des Berechtigungsbeispiels dargestellt sind.

Mit Bezug auf die Fig. 1 werden die Segmente 1, die bei dieser Ausführungsform quadratische, aus keramischem Material hergestellte Stücke sind, mit dem Tragkörper des Schleifelements, z. B. mit der Fläche eines zylindrischen Tragkörpers durch eine Befestigungsleiste oder Platte 2 sowie Spannelementen mit Befestigungsteilen, insbesondere Bolzen 3, verbunden. Die Befestigungsleiste kann entweder nach der Figur zwischen den nebeneinanderliegenden Segmenten oder am Mittelteil der Segmente liegen. Die Form der Segmente muß nicht unbedingt quadratisch sein, sondern sie können nach der Erfindung variieren und z. B. sechseckig, rechteckig oder dergleichen sein.

Bei der Ausführungsform nach der Fig. 2 werden die nebeneinanderliegenden Segmente durch das erste Spannelement, den Bolzen 3, am Tragkörper 4 des Schleifelements befestigt. An den Rändern der Segmente 1 sind Nuten angeordnet, die bei zusammengesetzter Stellung der Segmente einen Schwalbenschwanzeinschnitt bilden. Die Befestigungsleiste oder Platte 2 entspricht mit ihrem Querschnitt im wesentlichen der Form des Schwalbenschwanzeinschnitts zwischen den Segmenten und ist am Bolzen 3 mit einer Bohrung versehen.

Der Kopf 16 des Bolzens 3 dient als das erste Spannelement auf der Oberfläche der Platte 2. Bei dieser Ausführungsform kann die Platte 2 als das zweite Spannelement oder als sein Teil dienen.

Das Spannen des Befestigungsbolzens 3 erfolgt am Kopf 16 von außen durch die Öffnung 5, die durch an den Rändern der Segmente 1 angeordnete Nuten gebildet wird.

Nach der Fig. 2 ist bei jedem Bolzen 3 auf der Seite der Anschlußfläche am Trägerkörper 4 eine radiale Bohrung oder eine Öffnung 6 gebildet, in der eine Hülse 7 zentral angeordnet ist, die hauptsächlich als das zweite Spannelement dient. Die Tiefe der Bohrung bzw. der Öffnung ist größer als die Länge der Hülse 7. Die Hülse 7 ist am Tragkörper 4 auf der Seite der Anschlußfläche der Tragkörperaußenfläche, z. B. durch das Gewinde 8 und der an der Deckplatte 9 des Tragkörpers z. B. durch Schweißen befestigt.

Der Außendurchmesser der Hülse 7 ist nach der Befestigungsstelle wesentlich geringer als der Durchmesser der Bohrung 6. Am entgegengesetzten Ende der Befestigungsstelle 8 der Hülse 7 ist das Ausdehnungsteil 11, das sich auf die Seitenflächen der Bohrung 6 abstützt. Der Bolzen 3 ist am Bodenteil der Bohrung oder der Öffnung 12 als zweites Spannelement insbesondere durch ein Gewinde 13 an der Hülse 7 befestigt. Der Durchmesser der Bohrung 12 der Hülse 7 ist wesentlich größer als der Durchmesser des Bolzen 3. In der Spannsituation übermittelt die Hülse 7 die Spannkraft zwischen dem Tragkörper 4 und den Segmenten 1.

Die Hülse 7 kann sich bei dieser Anordnung in Längsrichtung der Bohrung bzw. der Öffnung 6 zum Mittelpunkt des Zylindertragkörpers 4 hin ausdehnen. Das Material der Hülse 7 und/oder der Platte 2 nach dieser Ausführungsform ist somit derart gegenüber dem Material des Bolzens 3 gewählt, daß seine Wärmedehnzahl höher ist als die des Bolzenmaterials.

Wenn die Dehnungslänge der Hülse 7 und/oder der Platte 2 in Bolzenrichtung in einem geeigneten Verhältnis zur Dehnungslänge des Bolzens gewählt wird, hält die Hülse 7 und/oder die Platte 2 die Spannung des Bolzens 3 in gewünschter Stärke, z. B. in der für den Bolzen 3 vorgewählten Anfangsspannung bei Erwärmung der Anordnung. Durch Änderung der Maßverhältnisse zwischen der Hülse 7 und/oder der Platte 2 sowie dem Bolezn 3 ist es auch möglich, die Spannung der Verbindung bei Temperaturerhöhung zu erhöhen.

In der Fig. 2 ist unter Bezugsziffer 9 eine auf dem Tragkörper 4 eingebaute Schicht gegen Korrosion dargestellt, z. B. ein Überzug oder Deckblech, das im allgemeinen bei einem Tragkörper aus Gußeisen verwendet wird. Unter Bezugsziffer 10 ist dagegen eine zwischen den Segmenten und dem Deckblech aufgetragene Ausgleichs- und Elastizitätsschicht dargestellt, die aus Gummi bzw. aus einem entsprechenden Material besteht und deren Aufgabe die Ausgleichung der Spannungen ist.

Die Fig. 3 zeigt eine Ausführungsform der Anordnung nach der Erfindung, wo der Kopf 16 des Bolzens 3 auf die an den Segmenten gebildeten Ansätze 14 gestützt wird, die zwischen dem Kopf 16 des Bolzens und der Außenfläche des Tragkörpers 4 gespannt werden. In der Figur sind auch die Bezugsziffern des folgenden Beispiels dargestellt, α₁ ist die Wärmedehnzahl des Bolzens 3, α₂ die Wärmedehnzahl des Segments 1 und α₃ die Wärmedehnzahl der Hülse 3. Falls man wünscht, daß die Spannung des Bolzens wenigstens gleich bleibt bei Erwärmung der Anordnung bei Temperaturerhöhung von ΔT, muß dabei die nachstehende Bedingung gültig sein:
Bei L₂ entstehender Wärmeverlängerungsunterschied ΔL₂ muß gleich groß oder größer sein als bei L₁ entstehender Wärmeverlängerungsunterschied ΔL₂, d. h.:

ΔL₁ ΔL₂ (1)

ΔL₁ = L₁ · (α₁ - α₂) · ΔT (2)

ΔL₂ = L₂ · (α₃ - α₁) · ΔT (3)

⇒L₁ (α₁-α₂) · ΔT L₂ · (α₃ - α₁) · ΔT (4)

Durch die Anwendung der Formel 5 kann die Maßgebung nach der Anordnung in der Fig. 3 so durchgeführt werden, daß die gewünschte Spannkraft zustandegebracht wird.

In den meisten Betriebssituationen muß das Material des zweiten Spannelements - der Hülse und/oder der Platte - aus so einer Materialgruppe gewählt werden, daß seine Wärmedehnzahl größer ist als die Wärmedehnzahl des ersten Spannelements, also des Bolzens 3 und der Materialien der Schleifsegmente.

In der Fig. 4 ist eine Ausführungsform der Anordnung nach der Erfindung dargestellt, wo das Spannen des Bolzens 3′ auf der Innenseite des Tragkörpers 4 erfolgt. Eine derartige Befestigung kann z. B. durch eine am Mittelteil des Segments gebildete Nut, eine Öffnung oder dergleichen 15 durchgeführt werden, wobei das erste Anschlußelement des Bolzens 3′, der Kopf 16, in der genannten Nut angeordnet ist. Durch den Kopf 16 werden die unterhalb der Nut gebildeten Ansätze oder Flansche 17 des Segments 1 gegen die Außenfläche des Tragkörpers gespannt.

Im Segment 1 ist für den Bolzen 3′ eine Öffnung oder eine Nut 18 vorgesehen, die an der gleichen Stelle wie die durch den Mantel durchgehende Durchgangsöffnung 25 liegt. In der Durchgangsöffnung 25 ist auf der Seite der Innenfläche vom Mantel ein Ausdehnungsteil 19 gebildet, wo die als das zweite Spannelement dienende Hülse 7′ so angeordnet ist, daß das zur Außenfläche des Tragkörpers 4 gerichtete Ende 24 der Hülse 7′ gegen die Endfläche 21 des Ausdehnungsteils 19 gedrückt wird.

Die andere Endfläche 22 der Hülse 7′ liegt an dem zweiten Anschlußelement, nämlich der Mutter 23 des Bolzens 3 an. Der Durchmesser der Innenöffnung 26 der Hülse ist größer als der des Bolzens 3′. Durch Materialwahl der Hülse 7′ und des Bolzens 3′ nach der Erfindung und durch die gemeinsame Dimensionierung hält die Ausdehnung in Längsrichtung der die Spannkraft vermittelnden Hülse 7′ hierbei die Spannkraft des Bolzens 3′ in gewünschter Stärke aufrecht, z. B. die ursprüngliche Spannung trotz der Wärmeausdehnung des Bolzens.

In der Ausführungsform nach der Fig. 5 ist der Bolzen 3′′ an der Außenfläche des Tragkörpers 4 befestigt, z. B. durch Schweißung 27 oder durch Gewinde (nicht dargestellt) oder dergleichen. Die Hülse 7′′, die eine mittlere Durchgangsöffnung 28 hat, ist in dem (den) Segment(en) 1 und zwischen dem Spannelement des Bolzens 3′′, insbesondere zwischen der Mutter 29 angeordnet. Dabei liegt die eine Endfläche der Hülse 7′′ an der Mutter 29 und die andere Endfläche 31 an Ansätzen oder Flanschen 32 des (der) Segment(s)(e) 1 an, wobei die Hülse 7′′ die Spannkraft zwischen dem (den) Segment(en) 1 und dem Tragkörper vermittelt.

Die Anordnung nach der Fig. 5 funktioniert im Betriebszustand entsprechend der vorgenannten Ausführungsform.

Bei den Ausführungsformen nach den Fig. 4 und 5 kann anstelle der Hülse 7′′ oder 7′ auch eine Leiste oder eine Platte verwendet werden, die in den Nuten angeordnet wird, die am Tragkörper 4 (Fig. 4) oder am Segment/an den Segmenten 1 (Fig. 5) gebildet sind. Die Platte ist mit Durchgangslöchern für die Befestigungsbolzen versehen. Man kann sich auch eine solche Ausführung vorstellen, bei der sich bei dem ersten Spannelement - dem Bolzen 3′, 3′′ - das zweite erfindungsgemäße Spannelement befindet, das aus einer Kombination von zwei oder sogar drei separaten Hülsen und/oder Platten besteht, wobei die Hülsen und/oder Platten z. B. zwischen den Teilen 16 und 17, 17 und 4 zusätzlich zur Hülse 7′ angeordnet sind.

Die Ausführungsformen nach den Figuren umfassen natürlich auch für einen Fachmann bekannte Maschinenteile wie Unterlagsscheiben zwischen Bolzen und Mutter und sonstige in der Praxis notwendige Teile.

Claims (8)

1. Anordnung zur Befestigung eines Schleifsegments, insbesondere auf dem Tragkörper eines bei der Herstellung von Holzschliff verwendeten Schleifelementes, wobei die Anordnung ein erstes Spannelement umfaßt, wie einen Bolzen (3, 3′, 3′′) mit Anschlußteilen wie Kopf (16), Gewinde (13), Mutter (23, 29) oder einer Schweißung (27), durch die es mit dem Tragkörper (4) des Schleifelementes und entsprechend mit dem (den) Schleifsegment(en) (1) verbunden ist, um die Spannkraft zu erzeugen, sowie einem zweiten Spannelement (2, 7, 7′, 7′′) wie einer Hülse (7) und den Bolzen (3, 3′, 3′′), das zwischem dem Anschlußteil und dem Tragkörper (4) des Schleifelementes und/oder zwischen dem Anschlußteil und dem (den) Schleifsegment(en) (1) angeorndet ist, dadurch gekennzeichnet, daß das Material des zweiten Spannelementes (2, 7, 7′, 7′′) im Verhältnis zum Material des ersten Spannelementes so gewählt ist, daß der Einfluß der Temperaturänderung auf die Länge des zweiten Spannelementes (2, 7, 7′, 7′′) in Richtung der Spannkraft eine Änderung der Spannkraft zwischem dem Tragkörper (4) und dem (den) Schleifsegment(en) (1) hervorruft, die der Änderung der Spannkraft entgegengesetzt ist, die durch den Einfluß der gleichen Temperaturänderung auf die Länge des ersten Spannelementes (3, 3′, 3′′) entsteht.

2. Anordnung nach dem Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Hülse (7) mit ihrem einen Ende am Ende einer Öffnung (6) im Tragkörper (4) auf die Seite der Anschlußfläche zwischen dem Tragkörper (4) und dem Segment (1) befestigt ist, und daß der Bolzen (3) an der Hülse (7) im Abstand von der Befestigungsstelle zwischen der Hülse (7) und dem Tragkörper (4) befestigt ist, wobei die Tiefe der Öffnung (6) so gewählt ist, daß sie die Wärmeausdehnung der Hülse (7) wenigstens in Längsrichtung der Öffnung (6) ermöglicht.

3. Anordnung nach dem Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Bolzen (3′) in der Durchgangsöffnung (18) im Tragkörper (4) angeordnet ist und daß die Hülse (7′) zwischen der Innenfläche des Tragkörpers (4) und der Mutter (23) des Bolzens (3′) innerhalb des Tragkörpers (4) und/oder zwischen dem Tragkörper (4) und dem (den) Schleifsegment(en) (1) und/oder zwischen dem (den) Schleifsegment(en) (1) und dem Kopf (16) des Bolzens (3′) außerhalb des Tragkörpers (4) angeordnet ist.

4. Anordnung nach dem Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß in der Durchgangsöffnung (18) ein Ausdehnungsteil (19) gebildet ist, wo die Hülse (7′) angeordnet ist.

5. Anordnung nach dem Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Befestigungsbolzen (3′′) am Tragkörper (4) durch Schweißung (27), durch Gewinde oder dgl. befestigt ist und daß die Hülse (7′′) in Verbindung mit dem Bolzen (3′′) zwischen der Mutter (29) des Bolzens und den Schleifsegmenten (1) und/oder zwischen den Segmenten (1) und dem Tragkörper (4) angeordnet ist.

6. Anordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß zusätzlich oder anstelle des hülsenartigen Spannelementes (7, 7′, 7′′) ein plattenförmiger Teil verwendet wird, der Löcher für Befestigungsbolzen umfaßt.

7. Anordnung nach dem Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß der plattenförmige Teil in den Nuten am Tragkörper (4) angeordnet ist.

8. Anordnung nach dem Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Material des zweiten Spannelementes (7, 7′, 7′′) im Verhältnis zum Material des Bolzens (3, 3′, 3′′) und des Segments (1) so gewählt ist, daß seine Wärmedehnzahl im Vergleich zum Bolzen größer ist.