DE4243017A1 - Scheibenförmiges Schleifwerkzeug - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Schleifwerkzeug mit einem schei­ benförmigen Trägerkörper, der am äußeren Umfang und wenig­ stens im anschließenden, umfangsnahen Bereich wenigstens einer Seitenfläche mit Schneidelementen belegt ist.

Schleifwerkzeuge der eingangs genannten Art dienen dem Trennen oder Schleifen von harten Werkstoffen, wie beispielsweise Beton oder Stein.

Aus der DE-OS 35 13 687 ist ein Schleifwerkzeug bekannt, das aus einem scheibenförmigen Trägerkörper besteht, der an seinem äußeren Umfang sowie an beiden Seitenflächen streifenförmig mit Diamantkorn belegt ist.

Während sich dieses bekannte Schleifwerkzeug als Trennscheibe und Schlitzfräser einsetzen läßt, ist eine Oberflächenbe­ arbeitung nur bedingt möglich, da der scheibenförmige Trägerkörper eine konstante Stärke aufweist. Eine Schräg­ stellung des Schleifwerkzeuges gegenüber der zu bearbeiten­ den Oberfläche hätte zur Folge, daß nur die Umfangskontur auf der zu bearbeitenden Oberfläche aufliegt und die ei­ gentliche Schleiffläche von der Oberfläche des Materials beabstandet wäre. Wird das Schleifwerkzeug in eine parallele Lage gegenüber der zu bearbeitenden Oberfläche gebracht, liegen zwar sämtliche, auf einer Seitenfläche angeordneten Schneidelemente auf der zu bearbeitenden Oberfläche auf, was jedoch dazu führt, daß das Schleifwerkzeug auf der Oberfläche des zu bearbeitenden Materiales anfängt zu wandern.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein universelles, wirtschaftlich herstellbares Schleifwerkzeug mit hoher Stand­ zeit zu schaffen, das für die Bearbeitung von Oberflächen geeignet ist und sich als Trennscheibe sowie als Schlitz­ fräser einsetzen läßt.

Erfindungsgemäß wird die Aufgabe dadurch gelöst, daß die Stärke des Trägerkörpers zum äußeren Umfang hin abnimmt, die Schneidelemente mittels Lot mit dem Trägerkörper ver­ bunden sind und zumindest den in der Stärke abnehmenden Bereich belegen, wobei die Schneidelemente in einem Abstand zueinander angeordnet sind, der dem 1- bis 10-fachen eines parallel zur Ebene einer Seitenfläche des Trägerkörpers gemessenen Durchmessers eines Schneidelementes entspricht.

Mit Hilfe des Trägerkörpers, dessen Stärke zum äußeren Um­ fang hin abnimmt, wird eine Schleiffläche geschaffen, die in einer bestimmten Neigung gegenüber der übrigen Seitenfläche verläuft. Diese geneigte Schleiffläche ermöglicht das schräge Anstellen des Schleifwerkzeuges an die zu bearbeitende Ober­ fläche während des Schleifvorganges. Auf diese Weise wird ein Wandern des Werkzeuges während des Schleifvorganges ver­ hindert.

Die Anbindung der einzelnen Schneidelemente erfolgt mittels eines Lotes, das die Eigenschaft besitzt, die einzelnen Schneidelemente gut an den Trägerkörper anzubinden. Die Ver­ wendung eines Lotes bringt den Vorteil mit sich, daß le­ diglich etwa 20% bis 25% des Schneidelementes in dem Lot ein­ gebettet sein müssen.

Bei der abtragenden Bearbeitung eines Werkstoffes, der zum Verschmieren neigt, ist der Abstand zwischen den einzelnen Schneidelementen vorzugsweise größer als bei der Bearbei­ tung eines harten Untergrundes, wobei die Grenzen zwischen dem 1- bis 10-fachen des Durchmessers eines Schneidelementes liegen.

Der Trägerkörper des Schleifwerkzeuges kann aus Stahl, einer Metall-Legierung, aus Keramik oder Sintermetall bestehen.

Die Stärke des Trägerkörpers nimmt zweckmäßigerweise beid­ seits symmetrisch ab. Der in der Stärke zum äußeren Umfang hin abnehmende Bereich des Trägerkörpers eignet sich be­ sonders gut zur Oberflächenbearbeitung.

Durch die symmetrische Ausgestaltung beider Seitenflächen des Trägerkörpers können beide Seitenflächen für die glei­ chen Oberflächenbearbeitungen verwendet werden.

Zumindest der in der Stärke abnehmende Bereich des Träger­ körpers weist vorteilhafterweise schneidelementfreie Zonen auf. Derartige schneidelementfreie Zonen dienen der besseren Abfuhr des abgetragenen Schleifgutes und bewirken eine er­ hebliche Steigerung der Abbauleistung. Bei der Naßbearbei­ tung von Oberflächen ermöglichen diese schneidelementfreien Zonen eine Verteilung des Kühlmittels im Bereich der Seiten­ flächen.

Die schneidelementfreien Zonen können sich teilweise vom Zen­ trum zum äußeren Umfang des Trägerkörpers hin erstrecken. Durch diese schneidelementfreien Zonen werden die mit Schneidelementen belegten Flächen des Trägerkörpers in meh­ rere kleinere Flächen unterteilt, die sich ebenfalls wenig­ stens teilweise vom Zentrum zum äußeren Umfang des Schleif­ werkzeuges hin erstrecken. Die schneidelementfreien Zonen können unterschiedlich breit ausgebildet sein. Auch die Form dieser schneidelementfreien Zonen kann unterschiedlich sein. So können diese beispielsweise im wesentlichen radial, im wesentlichen drallförmig und im wesentlichen spiralförmig ausgebildet sein, wobei die Drallrichtung des Dralles und der Spirale gegenläufig zur tatsächlichen Drehrichtung des Schleifwerkzeuges verläuft. Eine derartige Drallrichtung der schneidelementfreien Zone bewirkt eine gute Abfuhr von ab­ getragenem Schleifgut.

Zur besseren Abfuhr des abgetragenen Schleifgutes sind die scheidelementfreien Zonen des Trägerkörpers vorzugsweise als Vertiefungen im Trägerkörper ausgebildet. Bei Trennvorgän­ gen, die in Naßbearbeitung ausgeführt werden, ermöglichen die Vertiefungen einen Transport von Kühlmittel vom Zentrum zum äußeren Umfang des Trägerköpers.

Die Vertiefungen erstrecken sich wenigstens teilweise vom Zentrum zum äußeren Umfang des Trägerkörpers hin und be­ wirken eine Aufteilung der großen Seitenfläche des Träger­ körpers in mehrere kleinere Flächen, die sich wenigstens teilweise ebenfalls vom Zentrum zum äußeren Umfang des Schleifwerkzeuges erstrecken. Diese Vertiefungen können un­ terschiedlich breit ausgebildet sein, so daß ihre Breite vom Zentrum zum äußeren Umfang des Schleifwerkzeuges hin zunimmt. Auf diese Weise werden Vertiefungen mit kreisaus­ schnittartiger Form gebildet.

Spiralförmig ausgebildete Vertiefungen, deren Drallrichtung entgegengesetzt der tatsächlichen Drehrichtung des Schleif­ werkzeuges verläuft, bilden gute Abfuhrkanäle für das abge­ tragene Schleifgut. Derartige Vertiefungen eignen sich be­ sonders bei der Naßbearbeitung für die Verteilung von Kühlmittel, das beispielsweise durch die Antriebsspindel eines Arbeitsgerätes hindurch dem Schleifwerkzeug während des Bearbeitungsvorganges zugeführt wird. Kühlmittel gelangt somit vom Zentrum zu den Seitenflächen des Schleifwerk­ zeuges.

Zweckmäßigerweise ist der Trägerkörper in den zwischen den Schneidelementen liegenden Abstandszonen vertieft. Der Trägerkörper besitzt vor dem Aufbringen der Schneidelemente in jenem Bereich, in dem Schneidelemente aufgebracht werden, eine noppenartige Oberfläche. Die einzelnen Schneidelemente eines derart ausgebildeten Schleifwerkzeuges sind mittels eines Lotes auf kleinen, zylindrischen oder kegelstumpfför­ migen Noppen angeordnet. Der Durchmesser der Auflagefläche dieser Noppen, auf denen die einzelnen Schneidelemente auf­ liegen, ist geringfügig größer ausgebildet als der größte Durchmesser der einzelnen Schneidelemente.

In den Abstandszonen ist eine Verteilung von Kühlmittel möglich, wenn eine Naßbearbeitung durchgeführt wird. Wei­ ters dienen diese Abstandszonen der besseren Abfuhr des ab­ getragenen Schleifgutes zum äußeren Umfang des Schleif­ werkzeuges hin.

Die Schneidelemente sind zweckmäßigerweise von jeweils ei­ nem Diamantkorn gebildet. Durch die Anordnung von einander beabstandeten einzelnen Diamantkörnern wird eine große Ab­ bauleistung erzielt, da die einzelnen Diamantkörner tiefer in die Oberfläche eines zu bearbeitenden Werkstoffes ein­ dringen.

Der scheibenförmige Trägerkörper kann auch mit Schneidele­ menten belegt sein, die vorteilhafterweise jeweils von einer Gruppe von zwei bis acht einzelnen Diamantkörnern gebildet sind. Durch die Anordnung von Gruppen, die aus mehreren Diamantkörnern bestehen, wird eine größere Schleiffläche geschaffen, die insbesondere für die Bearbeitung harter Werkstoffe geeignet ist. Die Gruppen dringen weniger tief in die Oberfläche eines zu bearbeitenden Werkstoffes ein, was zur Folge hat, daß eine Oberfläche mit geringerer Rauhtiefe entsteht.

Abhängig vom Verschleißverhalten der einzelnen Schneidele­ mente kann der Abstand zwischen den einzelnen Schneidele­ menten bzw. Gruppen unterschiedlich groß sein.

Zweckmäßigerweise sind die Schneidelemente mittels einer Lochmaske auf den Trägerkörper aufgebracht, um die entspre­ chende Verteilung der einzelnen Schneidelemente auf den Seitenflächen bzw. auf dem äußeren Umfang des Schleifwerk­ zeuges zu erreichen. Zum Aufbringen der einzelnen Schneid­ elemente wird der Trägerkörper mit einem entsprechenden Lot versehen, die gegebenenfalls verformbare Lochmaske darüber­ gehalten und mit Schneidelementen bestreut. Über entspre­ chende, voneinander beabstandete Durchgangsbohrungen in der Lochmaske werden die Schneidelemente verteilt angeordnet und gelangen zur Lotschicht, welche die Schneidelemente mit dem Trägerkörper verbindet.

Die Schneidelemente sind einschichtig am äußeren Umfang und im anschließenden, umfangsnahen Bereich der Seitenfläche angeordnet.

Die Erfindung wird anhand von Zeichnungen, welche mehrere Ausführungsbeispiele darstellen, näher erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 ein erfindungsgemäßes Schleifwerkzeug, das am äußeren Umfang sowie auf den Seitenflächen mit Schneidelementen belegt ist;

Fig. 2 einen vergrößerten Ausschnitt des Trägerkörpers, gemäß Schnitt II-II in Fig. 1;

Fig. 3 ein weiteres Schleifwerkzeug gemäß Erfindung mit Vertiefungen im Träger­ körper;

Fig. 4 einen vergrößerten Ausschnitt des Trägerkörpers gemäß Schnitt III-III in Fig. 3;

Fig. 5 ein weiteres Schleifwerkzeug gemäß Erfindung mit Schneidelementen, die auf einer noppenartigen Oberfläche eines Trägerkörpers angeordnet sind;

Fig. 6 einen vergrößerten Ausschnitt des Trägerkörpers gemäß Schnitt V-V in Fig. 5;

Fig. 7 ein weiteres Schleifwerkzeug gemäß Erfindung mit Schneidelementen, die in Form von einzelnen Gruppen auf dem Trägerkörper angeordnet sind.

Die Fig. 1 und 2 zeigen einen kreisringförmigen Trägerkörper 1, dessen Seitenflächen 3 mit einzelnen Schneidelementen 4 belegt sind. Der Trägerkörper 1 weist einen in der Stärke S zum äußeren Umfang 2 hin abnehmenden Bereich 8 und eine zentrale Durchgangsbohrung 6 auf, die der Befestigung des Schleifwerkzeuges an der Antriebswelle eines nicht darge­ stellten Arbeitswerkzeuges dient. Die Durchgangsbohrung 6 ist derart ausgebildet, daß von beiden Seitenflächen 3 her Teile einer Aufnahmevorrichtung mit kegelstumpfförmiger Außenkontur in die Durchgangsbohrung 6 einsetzbar sind.

Die Seitenflächen 3 des Trägerkörpers sind teilweise mit Lot 5 versehen, das der Anbindung der einzelnen Schneidelemente 4 am Trägerkörper 1 dient. Die einzelnen Schneidelemente 4 sind im Abstand A voneinander beabstandet angeordnet. Das Schleifwerkzeug weist schneidelementfreie Zonen 7 auf, die der besseren Abfuhr von abgetragenem Schleifgut dienen.

Die Fig. 2 zeigt einen vergrößerten Ausschnitt des im Querschnitt betrachteten Trägerkörpers 1. Der Schnitt II-II durch den Trägerkörper 1 verläuft durch eine schneidelement­ freie Zone 7. Die einzelnen Schneidelemente 4 sind sowohl am äußeren Umfang 2 als auch im anschließenden, umfangsnahen Bereich der Seitenfläche 3 angeordnet.

Die Fig. 3 und 4 zeigen einen kreisringförmigen Trägerkörper 11, auf dessen Seitenflächen 13 im wesentlichen radial ver­ laufende, schneidelementfreie Zonen 17 in Form von Vertie­ fungen aufweist. Sind derartige Vertiefungen auf beiden Seitenflächen 13 angeordnet, so sind die Vertiefungen beider Seitenflächen 13 zueinander versetzt angeordnet, so daß im Bereich der Vertiefungen keine Schwächung des Trägerkörpers 11 entsteht.

Die Vertiefungen können sich vom äußeren Umfang 12 oder vom umfangsnahen Bereich der Seitenflächen 13 bis zur Durchgangs­ bohrung 16 erstrecken. Die auf dem Trägerkörper 11 angeord­ neten Schneidelemente 14 sind einzelne Diamantkörner, die in einem auf dem Trägerkörper 11 auf gebrachten Lot 15 einge­ bettet sind. Die Anordnung dieser Schneidelemente 14 auf dem Trägerkörper 11 kann geordnet oder willkürlich erfolgen. In beiden Fällen wird jedoch darauf geachtet, daß die einzel­ nen Schneidelemente 14 in einem bestimmten Abstand A zueinan­ der angeordnet sind. Der Abstand A kann je nach Material der zu bearbeitenden Oberfläche variieren. Es ist auch möglich, am äußeren Umfang 12 bzw. im anschließenden umfangsnahen Bereich der Seitenflächen 13 in kleinerem Abstand A voneinander mehr Schneidelemente 14 anzuordnen, als in dem der Durchgangsbohrung 16 näherliegenden Bereich der Seitenflächen 13.

Durch die schneidelementfreien Zonen 17, die in Form von Vertiefungen ausgebildet sind, wird eine gute Abfuhr des ab­ getragenen Schleifgutes erreicht.

Im Zentrum des Trägerkörpers 11 ist eine Durchgangsbohrung 16 angeordnet, die der Befestigung des Schleifwerkzeuges an der Antriebswelle eines nicht dargestellten Arbeitswerkzeu­ ges dient. Der Trägerkörper 11 verjüngt sich im Bereich der Bohrlochwandung der Durchgangsbohrung 16 symmetrisch. In einer derartig ausgebildeten Durchgangsbohrung 16 ist eine komplementär zu der Verjüngung ausgebildete Aufnahmevor­ richtung einer Antriebsspindel derart aufnehmbar, daß diese eine Seitenfläche 13 des Trägerkörpers 11 nicht überragt.

Die in Fig. 4 dargestellte Vergrößerung des Querschnittes des Trägerkörpers 11 zeigt den symmetrisch zum äußeren Um­ fang 12 hin in der Stärke S abnehmenden Bereich 18 des Trägerkörpers 11, die Durchgangsbohrung 16 und die schneid­ elementfreie Zone 17 in Form einer Vertiefung, die sich vom äußeren Umfang 12 weg über den anschließenden, umfangs­ nahen Bereich der Seitenfläche 13 erstreckt. Aus der ge­ zeichneten Darstellung ist ebenfalls entnehmbar, daß die auf der rückwärtigen Seite des Trägerkörpers 11 angeordneten Vertiefungen nicht sichtbar sind, da die Vertiefungen einer Seitenfläche 13 gegenüber den Vertiefungen der gegenüber­ liegenden Seitenfläche 13 versetzt sind.

Die Fig. 5 und 6 zeigen einen kreisringförmigen Trägerkörper 21, der am äußeren Umfang 22 und im anschließenden, um­ fangsnahen Bereich der Seitenflächen 23 mit Schneidelementen 24 belegt ist. Die Schneidelemente 24 sind im Abstand A voneinander beabstandet auf dem Trägerkörper 21 angeordnet.

Der vergrößerte Ausschnitt des im Querschnitt dargestellten Trägerkörpers 21 zeigt den in der Stärke S symmetrisch ab­ nehmenden Bereich 28 des Trägerkörpers 21 und die Abstands­ zonen 27, die sich jeweils zwischen den einzelnen Schneid­ elementen 24 befinden. Die Abstandszonen 27 sind außerdem vertieft, und zwar derart, daß der mit Schneidelementen 24 belegte äußere Umfang 22 und der anschließende, umfangs­ nahe Bereich der Seitenfläche 23 mit Noppen versehen sind.

Die Noppen 29 sind im wesentlichen zylindrisch ausgebildet, wobei auf jedem Noppen 29 jeweils ein einzelnes Schneidele­ ment 24 mittels Lot 25 angeordnet ist. Das Schneidelement 24 kann aus einem einzelnen Schneidkorn oder aus einer Gruppe mit 2 bis 8 Diamantkörnern bestehen. Der Durchmesser der Noppen 29 ist geringfügig größer ausgebildet als der Durch­ messer eines einzelnen Schneidelementes 24. Die Herstellung eines derartigen Trägerkörpers 21 bzw. die Anordnung der Noppen 29 erfolgt nach einem vorbestimmten Muster. Für die Aufbringung des Lotes 25 und die einzelnen Schneidelemente 24 ist es notwendig, eine nicht dargestellte Lochmaske mit Durchgangsbohrungen zu verwenden, deren Durchmesser jeweils nur den Durchlaß eines einzelnen Schneidelementes 24 er­ lauben. Die Durchgangsbohrungen der Lochmaske bilden ein Muster, das identisch sein muß mit dem Muster, das von den Noppen 29 des Trägerkörpers 21 gebildet wird.

Im zentralen Bereich des Trägerkörpers ist eine Durchgangs­ bohrung 26 angeordnet, die der Festlegung des Schleifwerk­ zeuges an einer Antriebswelle eines nicht dargestellten Ar­ beitswerkzeuges dient. Der Trägerkörper 21 verjüngt sich beidseits symmetrisch im Bereich der Bohrlochwandung der Durchgangsbohrung 26.

Das in Fig. 7 dargestellte Schleifwerkzeug besteht aus einem kreisringförmigen Trägerkörper 31 mit einer Durchgangsboh­ rung 36 im zentralen Bereich. Am äußeren Umfang 32 und im anschließenden, umfangsnahen Bereich der Seitenflächen 33 ist der Trägerkörper 31 wenigstens teilweise mit Lot 35 ver­ sehen, das der Anbindung der Schneidelemente 34 am Träger­ körper 31 dient. Die Schneidelemente 34 sind in Form von Gruppen von jeweils zwei bis acht einzelnen Diamantkörnern einschichtig auf dem Trägerkörper 31 angeordnet. Sowohl am äußeren Umfang 32 als auch im anschließenden umfangsnahen Bereich der Seitenflächen 33 sind die Gruppen derart ange­ ordnet, daß sie im Abstand voneinander beabstandet sind.

Der Trägerkörper 31 besitzt schneidelementfreie Zonen 37, die der besseren Abfuhr von abgetragenem Schleifgut dienen. In diesen schneidelementfreien Zonen 37 ist auch kein Lot 35 angeordnet.

Claims (8)

1. Schleifwerkzeug mit einem scheibenförmigen Trägerkör­ per, (1, 11, 21, 31) der am äußeren Umfang (2, 12, 22, 32) und wenigstens im anschließenden, umfangsnahen Bereich wenigstens einer Seitenfläche (3, 13, 23, 33) mit Schneidelementen (4, 14, 24, 34) belegt ist, da­ durch gekennzeichnet, daß die Stärke (S) des Träger­ körpers (1, 11, 21, 31) zum äußeren Umfang (2, 12, 22, 32) hin abnimmt, die Schneidelemente (4, 14, 24, 34) mittels Lot (5, 15, 25, 35) mit dem Trägerkörper (1, 11, 21, 31) verbunden sind und zumindest den in der Stärke (S) abnehmenden Bereich (8, 18, 28,) belegen, wobei die Schneidelemente (4, 14, 24, 34) in einem Abstand (A) zueinander angeordnet sind, der dem 1- bis 10-fachen eines parallel zur Ebene einer Seitenfläche (3, 13, 23, 33) des Trägerkörpers (1, 11, 21, 31) gemessenen Durchmessers eines Schneidelementes (4, 14, 24, 34) entspricht.

2. Schleifwerkzeug nach Anspruch 1, dadurch gekennzeich­ net, daß die Stärke (S) des Trägerkörpers (1, 11, 21, 31) beidseits symmetrisch abnimmt.

3. Schleifwerkzeug nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß zumindest der in der Stärke (S) abnehmende Bereich (8, 18, 28) des Träger­ körpers (1, 11, 21, 31) schneidelementfreie Zonen auf­ weist.

4. Schleifwerkzeug nach Anspruch 3, dadurch gekennzeich­ net, daß die schneidelementfreien Zonen (17) des Trägerkörpers (11) als Vertiefungen im Trägerkörper (11) ausgebildet sind.

5. Schleifwerkzeug nach einem der Ansprüche 1 bis 4, da­ durch gekennzeichnet, daß der Trägerkörper (21) in den, zwischen den Schneidelementen (24) liegenden Abstandszonen (27) vertieft ist.

6. Schleifwerkzeug nach einem der Ansprüche 1 bis 5, da­ durch gekennzeichnet, daß die Schneidelemente (4, 14, 24) von jeweils einem Diamantkorn gebildet sind.

7. Schleifwerkzeug nach einem der Ansprüche 1 bis 5, da­ durch gekennzeichnet, daß die Schneidelemente (34) jeweils von einer Gruppe von zwei bis acht einzelnen Diamantkörnern gebildet sind.

8. Schleifwerkzeug nach einem der Ansprüche 1 bis 7, da­ durch gekennzeichnet, daß die Schneidelemente (4, 14, 24, 34) mittels einer Lochmaske auf den Trägerkörper (1, 11, 21, 31) aufgebracht sind.