EP3826807A2 - Trenn-, schleif- und polierscheibe, trennvorrichtung und verfahren zur bearbeitung von werkstücken - Google Patents

Trenn-, schleif- und polierscheibe, trennvorrichtung und verfahren zur bearbeitung von werkstücken

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EP3826807A2
EP3826807A2 EP19827595.0A EP19827595A EP3826807A2 EP 3826807 A2 EP3826807 A2 EP 3826807A2 EP 19827595 A EP19827595 A EP 19827595A EP 3826807 A2 EP3826807 A2 EP 3826807A2
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EP
European Patent Office
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tool
grinding
cutting
polishing
disc
Prior art date
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Armin Wittmann
Jonas Ferring
Tobias EHLENZ
Dietmar Robert
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Klingspor AG
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Hochschule Trier
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    • B24B9/00—Machines or devices designed for grinding edges or bevels on work or for removing burrs; Accessories therefor
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    • B24D—TOOLS FOR GRINDING, BUFFING OR SHARPENING
    • B24D2205/00—Grinding tools with incorporated marking device

Definitions

  • the invention relates to a tool and a method for machining workpieces, as specified in the respective preambles of claims 1 and 6, in particular for simultaneous multiple machining of workpieces, and a cutting device according to claim 10 and a use according to claim 12.
  • cutting and separating processes are carried out using rotating tools that are used in stationary or mobile devices.
  • CONFIRMATION COPY Separation process created surface quality of a cut surface does not meet the requirements in laboratories in which the cut surface generated as a result of the process is to be examined in more detail. Also in industrial production, clean, burr-free cut surfaces are required for further processing of separate workpieces, which should be as free as possible from any kind of damage. Post-processing of the cut surface in question, for example by a grinding or polishing process, is usually still necessary. Individual influences in the
  • the tool When cutting by means of rotating tools, the tool plunges into it in a radial working direction
  • a small thickness in the axial direction is desirable for rotating cutting tools
  • rotating grinding tools usually have a greater thickness in the axial direction. In this way, the axial forces that occur with the side surfaces of the tool during grinding processes are absorbed and in radial processes during grinding processes
  • Cutting tool for making gentle cutting cuts, particularly suitable for cutting composite materials with poor thermal conductivity.
  • the circumference of the disk-shaped separating tool becomes one
  • Cutting gap is produced, which is then widened via convex secondary cutting edges arranged adjacent to the main cutting edge, some of which act radially and some axially.
  • the high temperatures that occur during material removal are thereby brought together in both the tool and the workpiece spread out larger area.
  • Workpiece material in the area of the cut surfaces, which has undergone temperature-damaging structural changes that damage the material during the production of the cutting gap, is removed during the subsequent expansion of the
  • the guide elements do not project axially beyond the cutting width.
  • the guide elements can therefore not act in the axial direction, but should be through the
  • WO 2011 / 029106A2 describes a wear indicator for rotating material-removing cutting or grinding tools, which have recesses or integrated into the tool Surveys provide information on the radial or axial wear of the tool.
  • the present invention also has the object of providing a tool or a machining method which can be used on commercially available portable and stationary separating and
  • Grinding machines can be used and with which it is possible through a cutting process to efficiently produce a workpiece with a defined surface characteristic.
  • Another object of the invention is to provide a tool which, as far as possible, contains a wear indicator which the tool user can see before the start of a
  • Operation enables a conclusion to be drawn as to whether the operation in question can be carried out completely within the remaining residual use capacity of the tool.
  • the disk-shaped cutting tool according to the invention is for rotating cutting at least roughly along one
  • the cutting tool does not only have cutting blades in a radial outer peripheral region of the cutting tool. At least one of two opposing disk flanks is / are provided with at least one grinding and / or polishing agent in a region that is radially inner with respect to the peripheral region.
  • a disc-shaped tool according to the invention is
  • a separation device according to the invention
  • the inventive idea is further suitable for a method for machining test workpieces, namely by means of a disk-shaped cutting tool. During an exclusively at least roughly radial movement of the tool simultaneously and / or immediately, the following is separated,
  • a wear indicator shows a remaining usage capacity, in particular a remaining cutting volume and / or a remaining usage time.
  • the display reacts particularly preferably autonomously to mechanical wear of the tool that exceeds a certain dimension, in particular in that another color appears or becomes recognizable.
  • the tool takes into account design-related loads such as temperature and tool fatigue that impair the quality of the workpiece.
  • the wear indicator now even provides information regarding the process parameters to be selected, such as tool speed and feed speed.
  • the invention avoids carrying out the
  • the tool according to the invention in particular a cutting-grinding-polishing disk, has a disk-shaped base body, which preferably consists of a composite material, for example using a synthetic resin matrix, similar to a cutting disk.
  • the tool according to the invention in particular a cutting-grinding-polishing wheel, particularly preferably also comprises at least one region effective in the radial working direction
  • Cutting edges and at least one grinding and polishing area effective in the axial working direction are preferably designed to be geometrically indefinite, for example as granular abrasives.
  • the tool according to the invention in particular a cutting-grinding-polishing wheel, preferably has a central bore in the axial direction, for fastening in the usual standardized tool holders of mobile and stationary cutting and
  • the feed movement of the tool according to the invention in particular a cutting-grinding-polishing wheel, in the radial working direction for making the cutting cut,
  • the tool according to the invention in particular a cutting-grinding-polishing disc, is provided with grinding and polishing agents on at least one side of the disc.
  • the grinding and polishing agents are more finely grained or serrated or designed for less material removal than the release agents in order to achieve the intended improvement in the surface quality of the cut surfaces in the axial direction, while at the same time efficient cutting processing in the radial direction.
  • the tool according to the invention ensures its usability on account of its combined geometric and kinematic properties and therefore does not have any of the problems and limitations described above. If during the cutting process the tool according to the invention touches the workpiece with its outer circumference in a radial feed movement several specific and specifically used factors for a defined deflection of the disk in both axial
  • Cutting gap expansion which is given as an example for this explanation with 10%.
  • the cutting gap is therefore 10%
  • Cutting gap widening is made possible by certain properties of the disc.
  • the operating speed of the cutting disc has a value that is a multiple of one of the natural frequencies of the cutting disc
  • the cutting disc is excited to an axial vibration during operation, the amplitude of which is approximately up to 5% of the disc thickness.
  • the Cutting disc not flat, but has an impact of approximately up to 10% of the width of the disc. This blow also supports the widening of the incision.
  • a radial consumption of the tool according to the invention is basically up to
  • Tool holder of the operating machine possible. This leads to more efficient use of the tool and enables the use of binding materials that are subject to wear and tear of the abrasive grains responsible for the cutting process. This enables a precise but efficient cut.
  • Machine control required, which enables the axial feed of the grinding / polishing elements to the cutting surfaces. Only a radial feed is required from the machine.
  • the disk-shaped tool according to the invention towards the center acts in a supportive manner with regard to the axial movement of the grinding and polishing means to the ones to be machined
  • the thickening is preferably carried out in one or more steps around the
  • the thickening can be carried out in one or more layers.
  • Tool according to the invention in particular a cutting-grinding-polishing wheel, provided with at least one channel along at least one side flank for improved removal of chips, broken-out grinding material and / or cooling lubricant.
  • At least one grinding and polishing area is designed without cooling channels.
  • the grinding and polishing material is provided for
  • the tool according to the invention in particular a cutting-grinding-polishing wheel, is equipped with an optical wear indicator for the at least one grinding and polishing area.
  • the at least one grinding and polishing area is preferred, such as shown in Figures 2 to 5, multi-layer structure, the number of layers increases towards the center of the pane.
  • the individual layers are individual
  • the current degree of wear and thus also the remaining use capacity of the tool according to the invention, in particular of a cut-off polishing wheel, can be reliably determined.
  • the wear indicator has a single layer, so that wear of the grinding layer on the side of the wheel
  • This single-layer grinding layer on the side of the wheel can also be segmented towards the center of the wheel due to a different grain size or simply in a different color. If radial wear then reaches such a specific segment, conclusions can also be drawn about the state of wear. Wear in the radial and axial directions can thus be visualized.
  • Figure 1 - a side view of a disc flank with
  • Figure 3 - a side view of a disc flank with
  • Figure 4 is a front view of the outer peripheral region showing the cutting edge and the step-like structure of the grinding and polishing components of a tool according to the invention, in particular a cutting-grinding-polishing wheel, and
  • Figure 5 an exploded view of a tool according to the invention, in particular a cutting-grinding-polishing disc, in a side view with a representation of the color code to indicate wear of the cutting, grinding and polishing components
  • FIG. 1 shows a side view of a particularly preferred embodiment of a disk-shaped tool 1 according to the invention, in particular a cut-off-polishing disk.
  • a base body 2 is shown, preferably formed from a base body
  • Cutting disc already contains release agents of a defined grain size and thus has geometrically undetermined cutting edges 5 on an outer peripheral region 3.
  • Base body 2 is centric in the axial direction
  • Fastening hole 7 provided for fastening the
  • Disc-shaped tool 1 in particular a cutting-grinding-polishing disc, in standardized Tool holders of stationary or mobile cutting and grinding machines.
  • grinding and polishing surfaces 6 are provided on one side on a disk flank 4 of the base body 2. These grinding and polishing surfaces 6 enable the cutting surface of a
  • the separating cut is made in a radial working direction VR shown in FIGS. 2 and 4 by means of the
  • the feed in a radial working direction VR can take place manually or mechanically, depending on the design of the cutting or grinding machine used.
  • the channels 8 run in a particularly preferred embodiment of the disk-shaped according to the invention
  • Tool 1 in particular a cutting-grinding-polishing wheel, along the wheel flank 4 in the radial direction to the outer circumferential region 3.
  • the channels 8 are preferably inclined against the direction of rotation D in order to avoid clogging of the channels 8 during a movement in the radial feed direction VR or at least diminish.
  • the disk-shaped tool 1 according to the invention in particular a cutting-grinding-polishing disk, is designed without channels 8.
  • the disk-shaped tool 1 according to the invention, in particular a cutting-grinding-polishing disk is designed with single-layer grinding / polishing elements, with and without channels.
  • FIG. 2 shows, in a side view of a wheel flank 4, the representation of the grinding stages of a wheel-shaped tool 1 according to the invention, in particular a cutting-grinding-polishing wheel.
  • the disk-shaped tool 1 according to the invention in particular a cutting-grinding-polishing disk, is provided with grinding and
  • the grinding and polishing agents are finely grained or serrated or designed for less material removal than the cutting edges 5 in order to improve the surface quality
  • a thickening of the at least one flank 4 of the disk-shaped tool provided for engagement acts in a supporting manner in the exemplary embodiment shown.
  • the thickening is preferably carried out in a single or multiple gradation 40 around the grinding and polishing surfaces 6 parallel to the cutting surfaces of the
  • the movement in an axial working direction is intensified by vibrations of the disk-shaped tool 1, in particular a cutting-grinding-polishing disk, typical of the method, in an axial direction.
  • Graduations 40 are clearly shown, which limit the area of a first grinding and polishing step 10 and the area of a second grinding and polishing step 11.
  • the grain or toothing is the
  • the grain or serration of the surface of the second grinding and polishing stage 11 is made finer than the grain or serration of the surface of the first grinding and polishing stage 10.
  • the direction of advance first comes into engagement with the surface of the first grinding and polishing stage 10 with at least one
  • FIG. 2 shows the grinding and polishing stage, the dotted surfaces 12 of the channels 8, which are initially not engaged in a grinding and polishing process, and the exposed area of the base body 2 shown as a white surface.
  • disk-shaped tool 1 according to the invention in particular a separating Grinding-polishing wheel, can with a higher or a lower number of different grinding and
  • FIG. 3 shows, in a side view of a pane flank 4, a representation of the layer structure of a particular one
  • disc-shaped tool 1 in particular a cutting-grinding-polishing disc.
  • Polishing agent layers 20, 21, 22 applied in an abrasive paper-like form by gluing are also conceivable
  • disc-shaped tools 1 in particular of cutting-grinding-polishing discs, in which the structure of the grinding and
  • Process for example by spraying.
  • the dotted areas indicate a
  • the areas alternating with continuous and dashed lines indicate two-layer layers 31 of a first grinding layer 20 and a second
  • FIG. 4 shows a front view, not to scale, of the outer circumferential area 3 with the not visible
  • Cutting edges 5 shown a base body 2 with the structure of the grinding and polishing layers 20, 21, 22 of a disc-shaped tool 1 according to the invention, in particular a cutting-grinding-polishing disc.
  • One-layer layers 30, two-layer layers 31 and three-layer layers 32 of the abrasive and polishing agent structure are clearly shown.
  • the radial VR feed direction and the axial VA feed direction are illustrated by arrows.
  • Figure 5 shows an exploded view of a
  • Disc-shaped tool 1 in particular a cutting-grinding-polishing disc in a side view, a particularly preferred embodiment with an optical one
  • the grinding and polishing agent layers are formed by segments of different colors.
  • the segments are one above the other and side by side in such a manner in the axial direction of the base body 2
  • Base body 2 arranged that progressively
  • Recognize wear and the remaining service life can be determined using the recognizable color codes 41, 42, 43, 44.
  • the grinding and polishing elements with a color code one 41 form the abrasive and polishing agent layer closest to the base body of the surfaces of the grinding and polishing stage two 11 described in more detail in FIG. 2.
  • the grinding and polishing elements with the color code one 41 are on the base body 2
  • a color code four 44 is provided to evaluate the areas of the grinding and polishing stage one 10. Takes up the usable area of the, for example due to the radial wear of a base body 2 made of composite material

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Abstract

Die Erfindung betrifft ein scheibenförmiges Trennwerkzeug (1), ein Radialtrennverfahren zur Bearbeitung von axial länglichen Werkstücken, eine Trennvorrichtung sowie eine Verwendung eines scheibenförmigen Trennwerkzeugs. Ein erfindungsgemäßes scheibenförmiges Trennwerkzeug weist eine definierte Flexibilität und einen definierten Schlag auf. Bei einem erfindungsgemäßen Radialtrennverfahren bringt eine seitliche Auslenkung des axial ortsfest rotierenden Werkzeugs (1) dieses mit der zumindest einen seitlich angebrachten Schleif- und Polierfläche (6, 20, 21, 22) an dem zu bearbeitenden Werkstück in einen Axialwirkkontakt. In einer erfindungsgemäßen Trennvorrichtung ist das Trennwerkzeug (1) zur Bearbeitung des Werkstücks ausschließlich radial verfahrbar. Eine erfindungsgemäße Verwendung eines scheibenförmigen Werkzeuges (1) dient zur Probenaufbereitung und späteren Oberflächenanalyse an einem abgelängten Werkstück.

Description

Bezeichnung :
Scheibenförmiges Werkzeug und Verfahren zur Bearbeitung von Werkstücken, Trennvorrichtung sowie Verwendung einer Trenn-, Schleif- und Polierscheibe zum Erzeugen einer
Oberflächenstruktur auf einem Werkstück
Beschreibung :
Die Erfindung betrifft ein Werkzeug und ein Verfahren zur Bearbeitung von Werkstücken, wie den jeweiligen Oberbegriffen der Ansprüche 1 und 6 angegeben, insbesondere zur simultanen Mehrfachbearbeitung von Werkstücken und eine Trennvorrichtung nach Anspruch 10 sowie eine Verwendung nach Anspruch 12.
Zur Bearbeitung von Werkstücken werden beispielsweise Schneid- und Trennvorgänge mittels rotierender Werkzeuge durchgeführt, die in ortsfesten oder mobilen Geräten eingesetzt werden.
Beispielhaft sei hier die DE 20 2016 102 268 Ul zur möglichen Ausführungsform einer Trennmaschine genannt.
Nach der Durchführung von Schneid- und Trennvorgängen weisen die entstandenen Schnittflächen durch den Schneid- bzw.
Trennvorgang bedingte Oberflächencharakteristika auf. Trenn- und Schneidwerkzeuge werden überwiegend auf eine hohe
Schnittleistung ausgelegt und erzeugen aufgrund der
dementsprechend groben Schneidkanten oft Schnittflächen mit einer großen Oberflächenrauheit, Graten und
temperaturbedingten Materialschädigungen. In vielen
Anwendungsfällen genügt die durch einen Schneid- oder
1
BESTÄTIGUNGSKOPIE Trennprozess entstandene Oberflächengüte einer Schnittfläche nicht den gestellten Anforderungen in Laboren, in denen die als Verfahrensergebnis erzeugte Schnittoberfläche näher zu untersuchen ist. Auch in der industriellen Produktion, werden beispielsweise für eine Weiterverarbeitung von getrennten Werkstücken saubere, gratfreie Schnittflächen benötigt, die möglichst frei von Schädigungen jeder Art sein sollten. Eine Nachbearbeitung der betreffenden Schnittfläche, beispielsweise durch einen Schleif- oder Polierprozess, ist meist immer noch erforderlich. Individuelle Beeinflussungen bei der
Probenaufbereitung sind nun fast unvermeidbar.
In der nachfolgenden Beschreibung werden in Betracht kommende Bearbeitungsschritte zur Erhöhung der Oberflächengüte in einer axialen Arbeitsrichtung eines scheibenförmigen drehenden
Werkzeuges zusammengefasst als „Schleifen" bezeichnet.
Schneid- und Trennvorgänge in einer radialen Arbeitsrichtung werden als „Trennen" bezeichnet.
Nach verbreiteten Verfahren, beispielsweise beim Ablängen von isolierten Kabeln, werden Trennvorgänge und SchleifVorgänge mit verschiedenen Werkzeugen in nacheinander auszuführenden Arbeitsgängen durchgeführt, weil Trennvorgänge und
Schleifvorgänge jeweils unterschiedliche Anforderungen an den Werkzeugaufbau und die Abtragsleistung des ausführenden
Werkzeuges stellen. Es werden meist je Vorgang besondere
Werkzeugmaschinen eingesetzt. Es kommt zu Werkstückumrüstungen oder auch zu hündischen Schleifvorgängen .
Bei Trennvorgängen mittels rotierender Werkzeuge taucht das Werkzeug in einer radialen Arbeitsrichtung in das zu
bearbeitende Werkstück. Eine geringe Dicke in axialer Richtung ist bei rotierenden Trennwerkzeugen angestrebt, um den
notwendigen Materialabtrag zur Durchführung des Trennschnittes niedrig zu halten. Rotierende Schleifwerkzeuge verfügen üblicherweise, im Gegensatz zu rotierenden Trennwerkzeugen, in axialer Richtung über eine höhere Dicke. So werden die bei SchleifVorgängen mit den Seitenflächen des Werkzeuges auftretenden axialen Kräfte aufgenommen und bei Schleifvorgängen in radialer
Arbeitsrichtung ein möglichst großflächiger Kontakt zwischen Werkzeug und Werkstückoberfläche erreicht. Beispielhaft sei hier die DE 696 11 764 T2 zur Gestaltung von scheibenförmigen Schleifwerkzeugen genannt.
Vor dem Beginn eines Trenn- oder Schleifvorganges wird
üblicherweise der Verschleißgrad des Werkzeuges geprüft. Diese Überprüfung geschieht oft rein visuell und ist im Ergebnis subjektiv auf den Eindruck des Prüfenden beschränkt. Erreicht nun ein Werkzeug in einem laufenden Bearbeitungsvorgang seine Verschleißgrenze, muss der Vorgang unterbrochen und mit einem neuen Werkzeug wiederaufgenommen werden. Neben dem
zusätzlichen Zeitbedarf für den Werkzeugwechsel kann der
Werkzeugwechsel im Bearbeitungsvorgang zu einem
ungleichmäßigen Arbeitsergebnis führen. Das ist bei einer Verwendung zur Probenaufbereitung und späteren
Oberflächenanalyse am Werkstück problematisch.
Die DE 10 2015 223 428 B4 schlägt ein scheibenförmiges
Trennwerkzeug zur Durchführung schonender Trennschnitte, insbesondere geeignet zum Trennen von Composite-Materialien mit schlechter Wärmeleitfähigkeit, vor. Mittels einer
ausschließlich radial wirkenden Hauptschneide am äußeren
Umfang des scheibenförmigen Trennwerkzeuges wird ein
Schnittspalt hergestellt, der anschließend über benachbart zur Hauptschneide angeordnete, teils radial und teils axial wirkende konvexe Nebenschneiden, aufgeweitet wird. Die bei einem Materialabtrag entstehenden hohen Temperaturen werden hierdurch sowohl im Werkzeug als auch im Werkstück auf einen größeren Bereich verteilt. Werkstückmaterial im Bereich der Schnittflächen, das bei der Herstellung des Schnittspaltes temperaturbedingte materialschädigende Gefügeveränderungen erfahren hat, wird bei der nachfolgenden Aufweitung des
Schnittspaltes zumindest teilweise abgetragen. In der
Anwendung erreicht die in der DE 10 2015 223 428 B4 offenbarte Erfindung Schnittflächen mit wenig ausgeprägten
Temperaturschädigungen .
Der notwendige Materialabtrag zur Durchführung eines
Trennschnittes mit dem in der DE 10 2015 223 428 B4
offenbarten Werkzeug fällt, aufgrund der besonderen Geometrie des Scheiben-Umfangsbereiches , höher als bei einer
herkömmlichen Trennscheibe aus. Das steht einer Verwendung zur Durchführung effizienter Trennschnitte in metallischen
Werkstoffen entgegen.
Zu beachten ist auch, dass mit dem in der DE 10 2015 223 428 B4 offenbarten Werkzeug kein flächiges Schleifen in einer axialen Arbeitsrichtung durchgeführt werden sollte.
Aus der US 6632131B1 ist ein Sägeblatt mit geometrisch
definierten, wechselnd geschränkten Sägezähnen an seinem äußeren Umfang bekannt, welches an seinen Seitenflächen mit Führungselementen ausgestattet ist. Die Führungselemente ragen dabei erfindungsgemäß axial nicht über die Trennschnittbreite hinaus. Die Führungselemente können mithin nicht in axialer Richtung schleifend wirken, sondern sollen durch die
Trennschneiden aus dem Werkstückkörper herausgerissene aber noch mit dem Werkstück verhaftete Splitter, welche in den Trennschnitt hineinragen, beseitigen.
WO 2011/029106A2 beschreibt eine Verschleißanzeige für rotierende materialabtragende Trenn- oder Schleifwerkzeuge, welche über in das Werkzeug integrierte Vertiefungen oder Erhebungen Hinweise auf den radialen oder axialen Verschleiß des Werkzeuges gibt.
Ausgehend vom aufgezeigten Stand der Technik hat die
vorliegende Erfindung weiterhin die Aufgabe, ein Werkzeug bzw. ein Bearbeitungsverfahren zur Verfügung zu stellen, welches an handelsüblichen transportablen und ortsfesten Trenn- und
Schleifmaschinen einsetzbar ist und mit welchem es durch einen Trennvorgang möglich ist, effizient ein Werkstück mit einer definierten Oberflächencharakteristik zu erzeugen. Die
Bearbeitungsgualität soll gesichert sein. Erzeugte Oberflächen sollen möglichst reproduzierbar immer wieder gleich
darstellbar sein.
Eine weitere Aufgabe der Erfindung ist es, ein Werkzeug zur Verfügung zu stellen, welches möglichst eine Verschleißanzeige beinhaltet, die dem Werkzeugnutzer vor Beginn eines
Arbeitsganges einen Rückschluss ermöglicht, ob der betreffende Arbeitsgang innerhalb der verbliebenen Restnutzungskapazität des Werkzeuges vollständig ausgeführt werden kann.
Die Aufgabe der Erfindung wird durch den Gegenstand der unabhängigen Ansprüche, umfassend deren jeweiliges
Kennzeichen, gelöst.
Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind in jeweiligen Unteransprüchen definiert.
Das erfindungsgemäße scheibenförmige Trennwerkzeug ist zum rotierenden Schneiden eines zumindest grob entlang einer
Rotationsachse länglichen, ortsfest eingespannten Werkstückes, mit bezüglich dieser Rotationsachse radialem Vorschub
zumindest grob in Richtung des orthogonal verlaufend
eingespannten Werkstückes vorgesehen. Das Trennwerkzeug hat aber nicht ausschließlich Trennschneiden in einem radial äußeren Umfangsbereich des Trennwerkzeugs. Zumindest eine von zwei einander gegenüberliegenden Scheibenflanken ist / sind in einem bezüglich des Umfangsbereichs radial inneren Bereich mit zumindest einem Schleif- und / oder Poliermittel versehen.
Ein erfindungsgemäßes scheibenförmiges Werkzeug ist
vorteilhaft zur Verwendung in handelsüblichen mobilen oder ortsfesten Trenn- und Schleifmaschinen vorgesehen. Eine
Verwendung in einem Prüflabor für Elektrokabel hat erheblichen Aufwand eingespart und die Aussagekraft von Studien
verbessert .
Eine erfindungsgemäße Trennvorrichtung ist dem
Erfindungsgedanken weiter folgend geeignet für ein Verfahren zur Bearbeitung von Prüfwerkstücken, nämlich mittels eines scheibenförmigen Trennwerkzeugs. Während eines ausschließlich zumindest grob radialen Verfahrens des Werkzeugs simultan und / oder unmittelbar wird aufeinander folgend getrennt,
geschliffen und / oder poliert, besonders bevorzugt während einer einzigen Zustellungsanweisung einer Maschinensteuerung. Nach einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform zeigt eine Verschleißanzeige eine verbleibende Restnutzungskapazität an, insbesondere ein restliches Schnittvolumen und / oder eine restliche Nutzungszeit. Die Anzeige reagiert besonders bevorzugt autark auf eine ein bestimmtes Maß überschreitende mechanische Abnutzung des Werkzeugs, insbesondere indem eine andere Farbe zum Vorschein kommt oder erkennbar wird.
Das Werkzeug berücksichtigt schon konstruktiv das Werkstück qualitativ beeinträchtigende Belastungen wie Temperatur und Werkzeugermüdung .
Die Verschleißanzeige gibt nun sogar Hinweise bezüglich der zu wählenden Prozessparameter wie beispielsweise Werkzeugdrehzahl und Zustellgeschwindigkeit. Die Erfindung vermeidet eine separate Durchführung der
Arbeitsgänge „Trennen", „Schleifen" und ggf. „Polieren".
Rüstarbeiten und damit Maschinen- und Personalkosten werden eingespart. Rüstarbeiten an Maschinen, die mit
materialabtragenden Verfahren arbeiten, gestalten sich zeit- und personalintensiv, da beispielsweise bei jedem Umrüsten alle Aufnahmeflächen für Werkstücke und Werkzeuge sehr
gründlich von Bearbeitungsrückständen wie Materialspänen und Kühlschmiermitteln gereinigt werden müssen. Rüstarbeiten an Werkzeugmaschinen haben in aller Regel zur Folge, dass sich die Positionen des zu bearbeitenden Werkstückes und ggf. auch des Werkzeuges zum maschineninternen Koordinatensystem
verschieben und neu gefunden werden müssen. Rüst-, Umspann- und Programmierarbeiten an Werkzeugmaschinen bergen - insbesondere erfindungsgemäße Verwendungen im Blick - aufgrund der komplexen Arbeitsabläufe ein gewisses Fehlerpotenzial.
Ist nach einem Trennvorgang eine Nachbearbeitung eines
Werkstückes erforderlich, muss dieses eine gewisse
Mindestgröße aufweisen, um mit einem Spannmittel zur weiteren Bearbeitung fixiert werden zu können. Besonders bei sehr hochpreisigen Materialien oder bei Materialien die nur in einem begrenzten Umfang zur Verfügung stehen, ist die
Notwendigkeit eine Mindest-Werkstückgröße einzuhalten mit einem erhöhten Aufwand, wie beispielsweise der Fixierung des Werkstückes auf einem Träger, verbunden.
In einer besonders bevorzugten Ausführungsform verfügt das erfindungsgemäße Werkzeug, insbesondere eine Trenn-Schleif- Polierscheibe, über einen scheibenförmigen Grundkörper, der bevorzugt aus einem Verbundwerkstoff, beispielsweise unter Verwendung einer Kunstharz-Matrix, ähnlich einer Trennscheibe besteht . Besonders bevorzugt umfasst das erfindungsgemäße Werkzeug, insbesondere eine Trenn-Schleif-Polierscheibe, zumindest einen in radialer Arbeitsrichtung wirksamen Bereich mit
Trennschneiden und zumindest einen in axialer Arbeitsrichtung wirksamen Schleif- und Polierbereich. Zur Verwendung kommende Schneiden sind bevorzugt geometrisch unbestimmt ausgeführt, beispielsweise als gekörntes Schleifmittel. Weiterhin verfügt das erfindungsgemäße Werkzeug, insbesondere eine Trenn- Schleif-Polierscheibe, bevorzugt über eine mittige Bohrung in axialer Richtung, zur Befestigung in den üblichen normierten Werkzeugaufnahmen von mobilen und ortsfesten Trenn- und
Schleifmaschinen.
Die Vorschubbewegung des erfindungsgemäßen Werkzeuges, insbesondere einer Trenn-Schleif-Polierscheibe, in radialer Arbeitsrichtung zur Ausführung des Trennschnittes kann, je nach Ausgestaltung der verwendeten Maschinentechnik,
maschinell oder manuell erfolgen.
Das erfindungsgemäße Werkzeug, insbesondere eine Trenn- Schleif-Polierscheibe, ist an zumindest einer Scheibenflanke mit Schleif- und Poliermitteln versehen. Die Schleif- und Poliermittel sind dabei feiner gekörnt oder gezahnt bzw. für einen geringeren Materialabtrag ausgelegt als die Trennmittel um die beabsichtige Verbesserung der Oberflächengüte der Schnittflächen in axialer Richtung, bei gleichzeitiger effizienter Trennbearbeitung in radialer Richtung erreichen zu können .
Das erfindungsgemäße Werkzeug gewährleistet seine Nutzbarkeit aufgrund seiner kombinierten geometrischen und kinematischen Eigenschaften und weist deshalb keine der zuvor beschriebenen Probleme und Limitierungen auf. Wenn bei dem Trennvorgang das erfindungsgemäße Werkzeug in einer radialen Zustellbewegung mit seinem äußeren Umfang das Werkstück berührt, führen mehrere bestimmte und gezielt nutzbar gemachte Faktoren zu einer definierten Auslenkung der Scheibe in beide axiale
Richtungen, ohne dass sich das Trennwerkzeug an sich in seinem Zentrum axial bewegt. Das führt zu einer
Schnittspaltaufweitung, die für diese Erläuterung beispielhaft mit 10 % angegeben ist. Der Schnittspalt ist also 10 %
breiter, als es die radial äußere Geometrie des
Trennwerkzeuges klassischerweise vorgeben würde. In diesem um 10 % breiteren Schnittspalt wirken die auf den Scheibenseiten aufgebrachten Schleif-/ Polierschichten und kommen deshalb nicht mit Relevanz für die Trennung zur Wirkung. In radialer Richtung ist jedenfalls keine Wirkung von Relevanz und schon gar nicht kommt es zu einer Beeinflussung des Trennvorgangs an sich. Die Materialstärke der Schleif-/ Polierschichten ist dabei genau auf die entstehende Schnittspaltaufweitung
abgestimmt. Es ist also kein breiterer Schneidrand
erforderlich, in dessen Schatten die Schleif-/ Polierelemente bei dem radialen Trennvorgang wirken können. Ihre Relevanz zum Funktionieren der Erfindung liegt nun im axialen Wirken, nämlich schleifend/polierend.
Diese axiale Auslenkung der Scheibe, und damit die
Schnittspaltaufweitung, wird durch bestimmte Eigenschaften der Scheibe ermöglicht. Die Kombination aus Werkstoffeigenschaften und geometrischen Eigenschaften, wie zum Beispiel die
Scheibenbreite, verleihen der Trennscheibe eine bestimmte Flexibilität. Diese Flexibilität erlaubt es, dass bei dem Trennprozess wirksame Prozesskräfte zu einer axialen
Auslenkung der Scheibe in beide Richtungen von jeweils ungefähr bis zu 5 % der Scheibenbreite führen. Zudem weist die Betriebsdrehzahl der Trennscheibe einen Wert auf, der einem Vielfachen einer der Eigenfrequenzen der Trennscheibe
entspricht. So wird die Trennscheibe während des Betriebs zu einer axialen Schwingung angeregt, deren Amplitude ungefähr bis zu 5 % der Scheibendicke beträgt. Zudem ist die Trennscheibe nicht flach, sondern weist einen Schlag von ungefähr bis zu 10 % der Scheibenbreite auf. Dieser Schlag unterstützt die Schnittspaltaufweitung zusätzlich. Die
Wirksamkeit dieser Effekte kann mit einer zum Mittelpunkt der Scheibe hin breiter werdenden Schleif-/ Polierschicht
unterstützt werden. Diese Nutzbarmachung von geometrischen und kinematischen Eigenschaften die zu einer axialen Auslenkung des erfindungsgemäßen Werkzeuges erlauben den Verzicht auf einen breiten Schneidrand. So ist ein radialer Verbrauch des erfindungsgemäßen Werkzeuges grundsätzlich bis hin zur
Werkzeugaufnahme der betreibenden Maschine möglich. Das führt zu einer effizienteren Nutzung des Werkzeuges und ermöglicht die Verwendung verschleißbehafteter Bindungsmaterialien der, für den Trennvorgang verantwortlichen, Schleifkörner . So wird ein präziser und doch effizienter Trennschliff ermöglicht. Die beschriebene axiale Auslenkung des erfindungsgemäßen
Werkzeuges führt auch zu einer Zustellung der, auf den
Trennscheibenseiten aufgebrachten, Schleif-/ Polierschichten in axialer Richtung zu den Schnittflächen des Werkstückes. Diese Zustellung gewährleistet die saubere Schleif-/
Polierbearbeitung der Schnittflächen, unabhängig von dem
Verschleißgrad der Schleif-/ Polierflächen . Für den Schleif-/ Poliervorgang der Schnittflächen wird dabei keine
Maschinensteuerung benötigt, die die axiale Zustellung der Schleif-/ Polierelemente zu den Schnittflächen ermöglicht. Von der Maschine ist nur ein radialer Vorschub zu leisten.
Eine bevorzugt vorgesehene Aufdickung der Flanken des
erfindungsgemäßen scheibenförmigen Werkzeuges zur Mitte hin wirkt dabei unterstützend in Bezug auf die axiale Bewegung der Schleif- und Poliermittel zu den zu bearbeitenden
Schnittflächen hin. Die Aufdickung ist dabei bevorzugt in einer ein- oder mehrfachen Abstufung ausgeführt um die
Schleif- und Polierflächen parallel zu den Schnittflächen des Trennschnittes zu halten. Die Aufdickung kann dabei ein- oder mehrschichtig ausgeführt sein.
Durch die Vorschubbewegung in einer radialen Arbeitsrichtung beim Durchführen des Trennschnittes taucht das
erfindungsgemäße Werkzeug, in das Werkstück ein und führt beim Eintauchen des erfindungsgemäßen Werkzeuges zu einem flächigen Kontakt der Schleif- und Polierflächen mit zumindest einer Schnittfläche des Werkstückes.
In einer besonders bevorzugten Ausführungsform ist das
erfindungsgemäße Werkzeug, insbesondere eine Trenn-Schleif- Polierscheibe, mit zumindest einem Kanal entlang zumindest einer Seitenflanke zur verbesserten Abfuhr von Spänen, ausgebrochenem Schleifmaterial und/oder Kühlschmiermittel versehen .
In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform ist der
zumindest an einer Scheibenflanke vorhandene, zumindest eine Schleif- und Polierbereich ohne Kühlkanäle ausgeführt.
In einer bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Werkzeuges, insbesondere einer Trenn-Schleif-Polierscheibe, ist vorgesehen, das Schleif- und Poliermaterial zur
Scheibenmitte hin feiner werden zu lassen um mit zunehmender Eintauchtiefe des Werkzeuges in das Werkstück zunehmend feinere Schleif- und Poliermittel zum Eingriff zu bringen und so in einem Arbeitsgang eine möglichst hohe Oberflächengüte zu erreichen .
In einer besonders bevorzugten Ausführungsform wird das erfindungsgemäße Werkzeug, insbesondere eine Trenn-Schleif- Polierscheibe, mit einer optischen Verschleißanzeige für den zumindest einen Schleif- und Polierbereich ausgestattet. Der zumindest eine Schleif- und Polierbereich ist bevorzugt, wie in den Figuren 2 bis 5 dargestellt, mehrschichtig aufgebaut, wobei sich die Anzahl der Schichten zur Scheibenmitte hin erhöht. Die einzelnen Schichten sind mit individuellen
Farbcodes gekennzeichnet, die sowohl eine Abnutzung in
radialer als auch in axialer Richtung erkennen lassen. Anhand der sichtbaren Farbcodes kann der aktuelle Grad der Abnutzung und damit auch die Restnutzungskapazität des erfindungsgemäßen Werkzeuges, insbesondere einer Trenn-Schleif-Polierscheibe sicher bestimmt werden.
In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform ist vorgesehen, die Verschleißanzeige einschichtig auszuführen, sodass ein Verschleiß der SchleifSchicht an der Scheibenseite die
darunter liegende andersfarbige Trägerschicht, die für das Trennen verantwortlich ist, zum Vorschein kommt und so optisch den Verschleiß anzeigt. Diese einschichtige SchleifSchicht an der Seite der Scheibe kann auch zur Scheibenmitte hin aufgrund einer anderen Körnung oder einfach in einer anderen Farbe segmentiert sein. Wenn radialer Verschleiß dann ein solches bestimmtes Segment erreicht, können auch Rückschlüsse auf den Verschleißzustand gezogen werden. So ist ein Verschleiß in radialer und axialer Richtung visualisierbar .
In weiteren bevorzugten Ausführungen sind auch andere
Ausgestaltungen der Verschleißanzeige, beispielsweise über akustische oder elektronische Signale denkbar.
Es zeigen,
Figur 1 - eine Seitenansicht auf eine Scheibenflanke mit
Ansicht des Grundkörpers, der Trennschneide und der Schleif und Polierelemente eines erfindungsgemäßen Werkzeuges, insbesondere einer Trenn-Schleif-Polierscheibe, Figur 2 - eine Seitenansicht auf eine Scheibenflanke mit
Darstellung der Schleifstufen eines erfindungsgemäßen
Werkzeuges, insbesondere eine Trenn-Schleif-Polierscheibe,
Figur 3 - eine Seitenansicht auf eine Scheibenflanke mit
Darstellung des Schichtenaufbaues eines erfindungsgemäßen Werkzeuges, insbesondere eine Trenn-Schleif-Polierscheibe,
Figur 4 - eine Frontansicht auf den äußeren Umfangsbereich mit Darstellung der Trennschneide und des stufenförmigen Aufbaues der Schleif- und Polierkomponenten eines erfindungsgemäßen Werkzeuges, insbesondere eine Trenn-Schleif-Polierscheibe, und
Figur 5 - eine Explosionszeichnung eines erfindungsgemäßen Werkzeuges, insbesondere einer Trenn-Schleif-Polierscheibe, in einer Seitenansicht mit einer Darstellung des Farbcodes zur Verschleißanzeige der Trenn-, Schleif- und Polierkomponenten
Im Folgenden wird die Erfindung anhand der oben aufgeführten Zeichnungen ausführlich erläutert. Figur 1 zeigt in einer Seitenansicht eine besonders bevorzugte Ausführungsform eines erfindungsgemäßen scheibenförmigen Werkzeuges 1, insbesondere einer Trenn-Schleif-Polierscheibe. Erkennbar dargestellt ist ein Grundkörper 2, bevorzugt gebildet aus einem
Verbundmaterial, welches, ähnlich einer handelsüblichen
Trennscheibe, bereits Trennmittel einer definierten Körnung beinhaltet und damit an einem äußeren Umfangsbereich 3 über geometrisch unbestimmte Trennschneiden 5 verfügt. Im
Grundkörper 2 ist zentrisch in axialer Richtung eine
Befestigungsbohrung 7 vorgesehen, zur Befestigung des
erfindungsgemäßen scheibenförmigen Werkzeuges 1, insbesondere einer Trenn-Schleif-Polierscheibe, in normierten Werkzeugaufnahmen von stationären oder mobilen Trenn- und Schleifmaschinen.
In einer besonders bevorzugten Ausführungsform sind einseitig auf einer Scheibenflanke 4 des Grundkörpers 2 Schleif- und Polierflächen 6 angebracht. Diese Schleif- und Polierflächen 6 ermöglichen die Nachbearbeitung der Schnittfläche eines
Werkstückes simultan zur Ausführung des Trennschnittes. Der Trennschnitt wird dabei in einer in den Figuren 2 und 4 dargestellten radialen Arbeitsrichtung VR mittels der
Trennschneiden 5 am äußeren Umfangsbereich 3 des
scheibenförmigen Werkzeuges 1, insbesondere einer Trenn- Schleif-Polierscheibe, ausgeführt. Der Vorschub in einer radialen Arbeitsrichtung VR kann dabei, je nach Ausgestaltung der verwendeten Trenn- oder Schleifmaschine, manuell oder maschinell erfolgen.
Erkennbar dargestellt sind in einer ersten besonders
bevorzugten Ausführungsform Kanäle 8 zur Span- bzw.
Kühlmittelabfuhr aus dem Trenn-, Schleif- und Polierbereich. Die Kanäle 8 verlaufen dabei in einer besonders bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemäßen scheibenförmigen
Werkzeuges 1, insbesondere einer Trenn-Schleif-Polierscheibe, entlang der Scheibenflanke 4 in radialer Richtung zum äußeren Umfangsbereich 3. Die Kanäle 8 sind dabei bevorzugt entgegen der Drehrichtung D geneigt um ein Verstopfen der Kanäle 8 während einer Bewegung in radialer Vorschubrichtung VR zu vermeiden oder zumindest zu vermindern.
In einer besonders bevorzugten zweiten, hier allerdings nicht dargestellten Ausführungsform, wird das erfindungsgemäße scheibenförmige Werkzeug 1, insbesondere eine Trenn-Schleif- Polierscheibe, ohne Kanäle 8 ausgeführt. In weiteren besonders bevorzugten, hier allerdings nicht dargestellten Ausführungsformen, wird das erfindungsgemäße scheibenförmige Werkzeug 1, insbesondere eine Trenn-Schleif- Polierscheibe, mit einschichtigen Schleif-/ Polierelementen, mit und ohne Kanäle ausgeführt.
Figur 2 zeigt in einer Seitenansicht auf eine Scheibenflanke 4 die Darstellung der Schleifstufen eines erfindungsgemäßen scheibenförmigen Werkzeuges 1, insbesondere einer Trenn- Schleif-Polierscheibe . Das erfindungsgemäße scheibenförmige Werkzeug 1, insbesondere eine Trenn-Schleif-Polierscheibe , ist an zumindest einer Scheibenflanke 4 mit Schleif- und
Poliermitteln versehen. Die Schleif- und Poliermittel sind dabei feiner gekörnt oder gezahnt bzw. für einen geringeren Materialabtrag ausgelegt als die Trennschneiden 5 um die beabsichtige Verbesserung der Oberflächengüte der
Schnittflächen erreichen zu können.
Um die in Figur 1 gekennzeichneten Schleif- und Polierflächen 6 des erfindungsgemäßen scheibenförmigen Werkzeuges 1, insbesondere einer Trenn-Schleif-Polierscheibe, in einer in Figur 4 dargestellten axialen Arbeitsrichtung VA an der zu bearbeitenden Schnittfläche des Werkstückes in Eingriff zu bringen, geschieht bevorzugt über verfahrensbedingte
Vibrationen des Werkzeuges 1, eine Aufdickung der zumindest einen zum Eingriff vorgesehenen Flanke 4 des scheibenförmigen Werkzeuges wirkt dabei im gezeigten Ausführungsbeispiel unterstützend. Die Aufdickung ist dabei bevorzugt in einer ein- oder mehrfachen Abstufung 40 ausgeführt um die Schleif und Polierflächen 6 parallel zu den Schnittflächen des
Trennschnittes zu halten. Verstärkt wird die Bewegung in einer axialen Arbeitsrichtung durch verfahrenstypische Vibrationen des scheibenförmigen Werkzeuges 1, insbesondere eine Trenn- Schleif-Polierscheibe, in einer axialen Richtung. Erkennbar dargestellt sind Abstufungen 40, die die Fläche einer ersten Schleif- und Polierstufe 10 und die Fläche einer zweiten Schleif- und Polierstufe 11 begrenzen. In einer besonders bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemäßen scheibenförmigen Werkzeuges 1, insbesondere einer Trenn- Schleif-Polierscheibe, ist die Körnung bzw. Zahnung der
Trennschneiden 5 gröber als die Körnung bzw. Zahnung der
Flächen der Schleif- und Polierstufen 10, 11. Besonders bevorzugt ist die Körnung bzw. Zahnung der Fläche der zweiten Schleif- und Polierstufe 11 feiner ausgeführt als die Körnung bzw. Zahnung der Fläche der ersten Schleif- und Polierstufe 10.
Im Verlauf eines Trennschnittes in einer radialen
Vorschubrichtung kommt zunächst die Fläche der ersten Schleif und Polierstufe 10 in Eingriff mit zumindest einer
Schnittfläche des Trennschnittes und führt eine
Nachbearbeitung der zumindest einen Trennschnittfläche durch. Durch die Weiterführung des scheibenförmigen Werkzeuges 1, insbesondere einer Trenn-Schleif-Polierscheibe , in einer radialen Arbeitsrichtung VR kommt anschließend auch die Fläche der zweiten Schleif- und Polierstufe 11 zum Eingriff und vervollständigt den Schleif- und Poliervorgang der zumindest einen Fläche des Trennschnittes bis zur angestrebten
Oberflächengüte .
Neben den schraffierten Flächen der ersten und zweiten
Schleif- und Polierstufe zeigt Figur 2 die zunächst nicht in einem Schleif- und Poliervorgang zum Eingriff kommenden gepunktet dargestellten Oberflächen 12 der Kanäle 8 und den als weiße Fläche dargestellten freiliegenden Bereich des Grundkörpers 2.
Weitere bevorzugte Ausführungsformen des erfindungsgemäßen scheibenförmigen Werkzeuges 1, insbesondere einer Trenn- Schleif-Polierscheibe, können mit einer höheren oder auch einer niedrigeren Anzahl verschiedener Schleif- und
Polierstufen ausgeführt sein.
Figur 3 zeigt in einer Seitenansicht einer Scheibenflanke 4 eine Darstellung des Schichtenaufbaues einer besonders
bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemäßen
scheibenförmigen Werkzeuges 1, insbesondere eine Trenn- Schleif-Polierscheibe .
In der dargestellten besonders bevorzugten Ausführungsform sind auf einen Grundkörper 2 insgesamt 3 Schleif- und
Poliermittelschichten 20, 21, 22 in einer schleifpapierartigen Form durch Verkleben aufgebracht. Denkbar sind auch
alternative Ausführungsformen von erfindungsgemäßen
scheibenförmigen Werkzeugen 1, insbesondere von Trenn-Schleif- Polierscheiben, bei welchen der Aufbau der Schleif- und
Poliermittelschichten 20, 21, 22 mittels eines anderen
Verfahrens, beispielsweise durch Aufspritzen, realisiert wird.
Die gepunktet ausgeführten Bereiche kennzeichnen eine
einlagige Schicht 30 einer ersten SchleifSchicht 20
aufgebracht auf dem Grundkörper 2.
Die abwechselnd mit durchgehenden und gestrichelten Linien ausgeführten Bereiche kennzeichnen zweilagige Schichten 31 einer ersten SchleifSchicht 20 und einer zweiten
SchleifSchicht 21 aufgebracht auf dem Grundkörper 2.
Die mit durchgehenden Linien schraffierten Bereiche
kennzeichnen dreilagige Schichten 32, bestehend aus drei
Schleifschichten 20, 21, 22.
Die Zunahme der Dicke der Schleif- und Poliermittelschichten von einer einlagigen Schicht 30 über eine zweilagige Schicht 31 zu einer dreilagigen Schicht 32, bei parallel Ausrichtung der Schichten zur radialen Vorschubrichtung VR führt zu den erkennbar ausgeführten Abstufungen 40.
Die Nutzung der Scheibe wird zu einem Abbau der
Schleifschichten 20, 21, 22 führen. Der Abtrag der jeweils in radialer Richtung außen liegenden Schicht bringt, beginnend am äußeren Umfangsbereich 3, die jeweils darunterliegende Schicht zum Vorschein, sodass, sowohl in axialer als auch in radialer Arbeitsrichtung, bis zum Verschleiß des erfindungsgemäßen scheibenförmigen Werkzeuges 1, insbesondere einer Trenn- Schleif-Polierscheibe , die gewünschte Abfolge der
Schleifstufen eins und zwei 10, 11, gewahrt bleibt.
Figur 4 zeigt in einer nicht maßstäblichen Frontansicht auf den äußeren Umfangsbereich 3 mit den nicht sichtbar
dargestellten Trennschneiden 5 einen Grundkörper 2 mit dem Aufbau der Schleif- und Polierschichten 20, 21, 22 eines erfindungsgemäßen scheibenförmigen Werkzeuges 1, insbesondere einer Trenn-Schleif-Polierscheibe . Erkennbar dargestellt sind einlagige Schichten 30, zweilagige Schichten 31 und dreilagige Schichten 32 des Schleif- und Poliermittelaufbaues. Die
Schichten 30, 31, 32 sind erkennbar durch Abstufungen 40 voneinander abgesetzt.
Durch Pfeile verdeutlicht sind Vorschubrichtung Radial VR und die Vorschubrichtung Axial VA.
Figur 5 zeigt in einer Explosionszeichnung eines
erfindungsgemäßen scheibenförmigen Werkzeuges 1, insbesondere einer Trenn-Schleif-Polierscheibe in einer Seitenansicht eine besonders bevorzugte Ausführungsform mit einer optischen
Verschleißanzeige insbesondere der Trenn-, Schleif- und
Polierkomponenten. Die Schleif- und Poliermittelschichten werden dabei durch unterschiedlich farbige Segmente gebildet. Die Segmente sind in axialer Richtung des Grundkörpers 2 in einer solchen Weise über- und nebeneinander auf einem
Grundkörper 2 angeordnet, dass sich fortschreitender
Verschleiß erkennen, und die Restnutzungsdauer anhand der erkennbaren Farbcodes 41, 42, 43, 44 bestimmen lässt.
In einer besonders bevorzugten Ausführungsform bilden die Schleif- und Polierelemente mit einem Farbcode eins 41 die dem Grundkörper nächstgelegene Schleif- und Poliermittelschicht der in Figur 2 näher beschriebenen Flächen der Schleif- und Polierstufe zwei 11. Die Schleif- und Polierelemente mit dem Farbcode eins 41 sind solcherart auf den Grundkörper 2
aufgebracht, dass Lücken zwischen den Elementen die Ausbildung von Kanälen 8 in den darüberliegenden Schleif- und
Poliermittelschichten 20, 21, 22 begünstigen. In axialer
Richtung des Grundkörpers 2 sind auf die Schleif- und
Polierelemente des Farbcodes eins 41 aufeinanderfolgend
Elemente mit einem Farbcode zwei 42 und einem Farbcode drei 43 angeordnet. Ein Verschleißfortschritt der Flächen der Schleifund Polierstufe zwei 11 kann damit anhand des Farbcodes eins 41, des Farbcodes zwei 42 und des Farbcodes drei 43 abgelesen werden. Wird Farbcode eins 41 sichtbar nähern sich die Flächen der Schleif- und Polierstufe zwei der Verschleißgrenze.
Ein Farbcode vier 44 ist vorgesehen, die Flächen der Schleifund Polierstufe eins 10 zu bewerten. Nimmt, beispielsweise aufgrund der radialen Abnutzung eines aus Verbundmaterial ausgeführten Grundkörpers 2, die nutzbare Fläche der
Schleifstufe eins ab, kann diese Abnahme anhand des Farbcodes vier 44 erkannt und bewertet werden. Ein Verschleiß der
Flächen der Schleifstufe eins 10 in einer axialen Richtung wird dadurch erkannt, dass anstelle des Farbcodes vier 44 die Färbung des Grundkörpers 2 zutage tritt. In einer besonders bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemäßen scheibenförmigen Werkzeuges 1, insbesondere einer Trenn-Schleif-Polierscheibe, sind die Dimensionen der Trenn-, Schleif- und Polierelemente solcherart aufeinander abgestimmt, dass eine möglichst gleichzeitige Austauschreife erzielt wird.
Bezugs zeichenliste :
1 scheibenförmiges Werkzeug, insb. Trenn-Schleif- Polierscheibe
2 Grundkörper
3 äußerer Umfangsbereich
4 Scheibenflanke
5 Trennschneide
6 Schleif- und Polierfläche
7 Befestigungsöffnung, insb. -bohrung
8 Kanal
10 Fläche Schleif- und Polierstufe eins
11 Fläche Schleif- und Polierstufe zwei
12 Fläche Kanal
20 erste Schleif- und Poliermittelschicht
21 zweite Schleif- und Poliermittelschicht
22 dritte Schleif- und Poliermittelschicht
30 Einlagige Schicht
31 Zweilagige Schicht
32 Dreilagige Schicht
40 Abstufung
41 Farbcode eins
42 Farbcode zwei
43 Farbcode drei
44 Farbcode vier
VR Vorschubrichtung Radial
VA Vorschubrichtung Axial
D Drehrichtung

Claims

Patentansprüche :
1. Scheibenförmiges Trennwerkzeug (1), zum rotierenden (D) Schneiden eines zumindest grob entlang einer
Rotationsachse länglichen, ortsfest eingespannten
Werkstückes, bei bezüglich dieser Rotationsachse
ausschließlich radialem Vorschub (VR) des Trennwerkzeugs zumindest grob in Richtung des orthogonal verlaufend eingespannten Werkstückes, mit
1.1 Trennschneiden (5) in einem radial äußeren Umfangsbereich
(3) des Trennwerkzeugs (1),
1.2 zwei einander gegenüberliegenden Scheibenflanken (4) in einem bezüglich des Umfangsbereichs (3) radial inneren Bereich, und
1.3 radial innen mit einer axialen Befestigungsöffnung (7) dadurch gekennzeichnet, dass
1.4 die Scheibenflanken zumindest teilweise mit Schleif- und Poliermitteln (6, 20, 21, 22) versehen sind.
2. Scheibenförmiges Trennwerkzeug (1),
dadurch gekennzeichnet, dass es eine definierte
Flexibilität und einen definierten Schlag aufweist.
3. Scheibenförmiges Trennwerkzeug (1) nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass von radial außen nach radial innen zumindest eine der beiden Scheibenflanken
(4) im Vergleich zur Materialstärke im radial äußeren Umfangsbereich (3) aufgedickt sind, insbesondere mittels der Schleif- und / oder Poliermittel (6) .
4. Scheibenförmiges Trennwerkzeug (1) nach einem der
vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass von radial außen nach radial innen zunächst Schleifflächen und zumindest nach radial innen immer mehr oder schließlich radial innen
ausschließlich Polierflächen auf zumindest einer der Scheibenflanken (4) angeordnet sind.
5. Scheibenförmiges Trennwerkzeug (1) nach einem der
vorangehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, dass im Umfangsbereich (3) und auf zumindest einer der Scheibenflanken (4)
unterschiedliche Werkzeugschneiden und / oder Material unterschiedlicher Körnung angeordnet ist/sind.
6. Scheibenförmiges Trennwerkzeug (1) nach einem der
vorangehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, dass es zumindest eine
Verschleißanzeige (41 bis 44) aufweist.
7. Radialtrennverfahren zur Bearbeitung von axial länglichen
Werkstücken, mittels eines scheibenförmigen
Trennwerkzeugs, welches während einer einzigen rein radialen Vorschubbewegung des Trennwerkzeugs schneidet, schleift, und / oder poliert.
8. Radialtrennverfahren nach Anspruch 7, durchgeführt
mittels eines scheibenförmigen Trennwerkzeugs (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 6.
9. Radialtrennverfahren nach Anspruch 7 oder 8, dadurch
gekennzeichnet, dass eine seitliche Auslenkung des axial ortsfest rotierenden Werkzeuges (1) dieses mit der zumindest einen seitlich angebrachten Schleif- und
Polierfläche (6, 20, 21, 22) an dem zu bearbeitenden Werkstück in einen Axialwirkkontakt bringt.
10. Radialtrennverfahren nach Anspruch 7, dadurch
gekennzeichnet, dass die seitliche Auslenkung des
rotierenden Werkzeuges (1) durch eine Flexibilität und einen definierten Schlag des Werkzeuges (1) erreicht wird, wobei die kombinierten geometrischen und
kinematischen Eigenschaften des Werkzeuges (1) zu einer seitlichen Auslenkung des Werkzeuges (1) führen sobald das mit Arbeitsgeschwindigkeit rotierende Werkzeug (1) mit seinem äußeren Umfang (3) bzw. seiner Trennschneide (5) in radialer Vorschubrichtung (VR) ein Werkstück berührt .
11. Radialtrennverfahren nach Anspruch 10, dadurch
gekennzeichnet, dass die insgesamte seitliche Auslenkung etwa 10 Prozent der axialen Breite der Trennschneide (5) beträgt .
12. Radialtrennverfahren nach Anspruch 7 bis 11, dadurch
gekennzeichnet, dass eine Aufdickung der Scheibenflanken (4) den axialen Eingriff des zumindest einen Schleif- und Poliermittels (6, 20, 21, 22) unterstützt.
13. Radialtrennverfahren nach einem der Ansprüche 7 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass eine Verschleißanzeige eine verbleibende Restnutzungskapazität, insbesondere ein restliches Schnittvolumen und / oder eine restliche Nutzungszeit, anzeigt.
14. Radialtrennverfahren nach Anspruch 13, dadurch
gekennzeichnet, dass die Verschleißanzeige autark auf mechanische Abnutzung des Werkzeugs (1) reagiert, insbesondere eine andere Farbe zum Vorschein kommt oder erkennbar wird.
15. Trennvorrichtung mit zumindest einem scheibenförmigen Trennwerkzeug (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 6.
16. Trennvorrichtung nach Anspruch 15, dadurch
gekennzeichnet, dass in ihr das Trennwerkzeug (1) zur Bearbeitung des Werkstücks ausschließlich radial
verfahrbar ist.
17. Verwendung eines scheibenförmigen Trennwerkzeugs zur
Probenaufbereitung und späteren Oberflächenanalyse an einem abgelängten Werkstück.
18. Verwendung nach Anspruch 17, nutzend ein scheibenförmiges Trennwerkzeug (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 6 zum Erzeugen oder Beseitigen einer Oberflächenstruktur auf einem Werkstück.
19. Verwendung nach Anspruch 17 oder 18 zur Herstellung von Prüflingen zum Beurteilen von ProduktZuständen, nämlich zum Beurteilen eines Verschleißzustands eines Kabels.
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