WO2012129584A1 - Trennschleifscheibe - Google Patents

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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B24—GRINDING; POLISHING
    • B24D—TOOLS FOR GRINDING, BUFFING OR SHARPENING
    • B24D5/00—Bonded abrasive wheels, or wheels with inserted abrasive blocks, designed for acting only by their periphery; Bushings or mountings therefor
    • B24D5/12—Cut-off wheels
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B24—GRINDING; POLISHING
    • B24D—TOOLS FOR GRINDING, BUFFING OR SHARPENING
    • B24D5/00—Bonded abrasive wheels, or wheels with inserted abrasive blocks, designed for acting only by their periphery; Bushings or mountings therefor
    • B24D5/16—Bushings; Mountings

Definitions

  • the invention relates to a cut-off wheel with a Trennschleifring whose abrasive body bonded abrasive, the Trennschleifring is fixed in the operating state by two circular clamping discs which are clamped together by means of machine-side central clamping flanges in the axial direction, and at least one clamping disc with the Trennschleifring by cooperating projections and Recesses is rotatably connected.
  • the invention is based on the consideration that a permanent connection between the metal part of the device and the bonded abrasive is less problematic than the prior art connection of the clamping disks in the area of the bonded abrasive.
  • the invention is therefore based on a structure of the abrasive cutting ring, as described for example in US 3,256,646, ie of a Trennschleifring with a metallic insert, which is intimately connected to the grinding body.
  • Such a connection is achieved, for example, in that protrusions of the insert project into the abrasive body and that the material of the abrasive body penetrates openings in the insert.
  • the invention proposes that the projections or recesses arranged on the side of the cut-off ring are provided on a metallic insert of the cut-off ring which protrudes in the axial direction over the grinding wheel.
  • Cutting-off wheels according to the invention are provided in particular for stationary use on machines for cutting hard workpieces. These cutting discs are used from an outside diameter of approx. 1250 mm predominantly in the steel industry to separate castings (slabs) during ongoing production. In this case, one of the total thickness of the cutting disc corresponding kerf is produced in the slab. Depending on the diameter of the slab, the separation process takes place in one cut or in several cuts, wherein the casting must be rotated several times in the axial direction. Larger blade diameters on the one hand enable a cutting process in one cut, but previously required thicker cutting wheels to ensure stability and rigidity and to absorb the side loads that occur. The disadvantage of thicker discs is a wider separation gap and thus more waste.
  • the invention now enables larger pulley diameters, on the other hand, for a given diameter, the pulley thickness required for reasons of stability drops.
  • the separation gap is reduced and, in proportion to this, material waste and energy consumption.
  • the insert provided in the separating slip ring preferably conveys not only the positive locking between the clamping disk (s) and the separating slip ring, but also the frictional connection generated by the clamping disks. In this sense, it is provided that the abrasive cutting ring is compressed only in the area of the insert of the clamping disks and there is a gap between the clamping disks and the abrasive body.
  • the vibration behavior of the device improves when the frictional connection of clamping discs and insert over the entire circumference is completely uniform, which is achievable that distanced in the region of the projections of the insert the clamping discs of the insert in the axial direction are. It may even be the entire inner edge of the insert slightly distanced from the clamping discs.
  • Show 1 shows a cross section through a cut-off wheel
  • FIG. 1 is a perspective view of the essential parts of Fig. 1,
  • FIG. 3 is an enlarged detail of FIG. 1,
  • FIG. 5 is an enlarged detail of Fig. 4,
  • FIG. 6 is an enlarged detail of FIG. 6,
  • FIG. 9 is an enlarged detail of FIG. 8,
  • FIG. 10th is an enlarged detail of FIG. 10th
  • the cut-off wheel shown in Fig. 1 consists essentially of a cut-off ring 1, which is held in the operating state by two circular clamping disks 2 and 3. These are in turn clamped together by machine-side central clamping flanges 4 a and 4 b, which are screwed and fixed by means of a nut 13.
  • the separating slip ring 1 is clearly visible.
  • This has an abrasive body 0, which is composed of several layers of abrasive grain, binder and fillers. Woven layers 15 are located between the individual abrasive grain layers as reinforcement.
  • the abrasive element 10 has a thickness that increases in the direction of the outer edge. For example, with an outer disc diameter of 1250 mm, this thickness may increase from 10 mm to 12 mm from the inner to the outer edge. This ensures that the separating slip ring 1 does not jam when used in the separation gap.
  • the insert 9 in the grinding wheel 10 which may be made of steel, for example.
  • this insert 9 are alternately directed breakthroughs (frames) 14, the bent edges project into the material of the grinding wheel 10 and penetrate adjacent fabric layers 15. Between the insert 9 and the grinding body 10 is thus a permanent strong connection.
  • the insert 9 protrudes toward the center of the abrasive cutting ring 1 via the abrasive body 10.
  • the protruding edge is provided with projections 5 and recesses 7 therebetween.
  • the separating slip ring 1 is held by the tension discs 2 and 3 exclusively in the protruding area of the insert 9.
  • at least a slight gap 11 exists between the grinding body 10 and the tension discs 2 and 3.
  • FIG. 3 no clamping of the insert 9 by means of clamping disks 2 and 3 is provided in the illustrated embodiment in the region of the projections 5 of the insert 9. Rather, there is between the projections 5 and the clamping disks 2 and 3 respectively a small clearance 16 and 17 in the axial direction of the cutting wheel. For example, the clearance is 0.2 mm.
  • the insert 9 of the separating slip ring 1 with its internal projections 5 and the recesses 7 located therebetween is shown in FIGS. 4 and 5.
  • FIGS. 10 and 11 show a modified embodiment of the metallic insert 9, wherein FIG. 11 is an enlarged section of FIG. 10.
  • the metallic insert 9 shown in FIGS. 10 and 1 has significantly more projections 5.
  • the length of the projections 5 in the radial direction is also about 2 to 3 times as large.
  • 9 groove-shaped recesses 21 are provided in the transition regions between the projections 5 and the recesses 7 of the metallic insert.
  • a person skilled in the art also speaks of undercuts in connection with such recesses.
  • the recesses 21 can - in cross-section viewed in the axial direction - in principle have different shapes.
  • the groove-shaped recesses 21 are formed substantially semicircular.
  • the three measures described help to reduce the resistance of the positive connection between the clamping disks and the separating slip ring against deformations and signs of wear, such as, for example, wear. Cracks in the corners between the projections 5 and the recesses 7, still further increase.

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Abstract

Trennschleifscheibe mit einem Trennschleifring (1), dessen Schleifkörper (10) gebundenes Schleifmittel aufweist, wobei der Trennschleifring (1) im Betriebszustand durch zwei kreisförmige Spannscheiben (2, 3) fixiert ist, die mittels maschinenseitiger zentraler Spannflansche (4a, 4b) in Axialrichtung zusammenklemmbar sind, und wenigstens eine Spannscheibe (2) mit dem Trennschleifring (1) durch zusammenwirkende Vorsprünge (5, 6) und Ausnehmungen (7, 8) drehsicher verbunden ist, wobei die auf Seiten des Trennschleifrings (1) angeordneten Vorsprünge (5) bzw. Ausnehmungen (7) an einer metallischen Einlage (9) des Trennschleifrings (1) vorgesehen sind, welche über den Schleifkörper (10) in radialer Richtung vorsteht.

Description

Trennschleifscheibe
Die Erfindung bezieht sich auf eine Trennschleifscheibe mit einem Trennschleifring, dessen Schleifkörper gebundenes Schleifmittel aufweist, wobei der Trennschleifring im Betriebszustand durch zwei kreisförmige Spannscheiben fixiert ist, die mittels maschinenseitiger zentraler Spannflansche in Axialrichtung zusammenklemmbar sind, und wenigstens eine Spannscheibe mit dem Trennschleifring durch zusammenwirkende Vorsprünge und Ausnehmungen drehsicher verbunden ist.
Bei bekannten derartigen Einrichtungen (vergleiche AT 502 285) erfolgt die Verbindung der Spannscheiben mit dem Trennschleifring im Bereich des Schleifkörpers. Dies macht es nötig, diesen mit positions- und formgenauen Vertiefungen zu versehen, was die Formung des Schleifkörpers verteuert, wenn man auf ein nachträgliches Ausschleifen der Vertiefungen verzichten will. Auf jeden Fall begrenzt die vorgesehene Einleitung des Drehmoments unmittelbar in den aus gebundenem Schleifmittel bestehenden Bereich des Trennschleifringes die Dauerbelastbarkeit bei üblichen Arbeitsgeschwindigkeiten von 80 bzw. 100 m/s. Die Erfindung geht von der Überlegung aus, dass eine dauerhafte Verbindung zwischen dem aus Metall bestehenden Teil der Einrichtung und dem gebundenen Schleifmittel weniger problematisch ist, als die nach dem Stand der Technik vorgesehene Anbindung der Spannscheiben im Bereich des gebundenen Schleifmittels. Die Erfindung geht daher von einem Aufbau des Trennschleifringes aus, wie er beispielsweise in US 3,256,646 beschrieben ist, also von einem Trennschleifring mit einer metallischen Einlage, welche mit dem Schleifkörper innig verbunden ist. Eine solche Verbindung kommt beispielsweise dadurch zustande, dass Vorsprünge der Einlage in den Schleifkörper ragen und dass das Material des Schleifkörpers Öffnungen in der Einlage durchdringt.
Um die gewünschte Metall-Metall-Verbindung zu erzielen, schlägt die Erfindung vor, dass die auf Seiten des Trennschleifrings angeordneten Vorsprünge bzw. Ausnehmungen an einer metallischen Einlage des Trennschleifrings vorgesehen sind, welche über den Schleifkörper in Achsrichtung vorsteht. Erfindungsgemäße Trennschleifscheiben sind insbesondere für den stationären Einsatz an Maschinen zum Trennen von harten Werkstücken vorgesehen. Zum Einsatz kommen diese Trennscheiben ab einem Außendurchmesser von ca. 1250 mm vorwiegenden in der Stahlindustrie, um Gussstücke (Brammen) in der laufenden Produktion zu trennen. Dabei wird ein der Gesamtdicke der Trennscheibe entsprechender Schnittspalt in der Bramme erzeugt. Je nach Durchmesser der Bramme erfolgt der Trennvorgang in einem Schnitt bzw. in mehreren Schnitten, wobei das Gusstück dabei mehrfach in Achsrichtung gedreht werden muss. Größere Trennscheibendurchmesser ermöglichen einerseits einen Trennvorgang in einem Schnitt, erforderten bisher aber dickere Trennscheiben, um die Stabilität und Steifigkeit zu gewährleisten und die auftretenden Seitenlasten aufzunehmen. Der Nachteil von dickeren Scheiben ist ein breiterer Trennspalt und damit mehr Verschnitt.
Die Erfindung ermöglicht nun einerseits größere Scheibendurchmesser, andererseits sinkt bei gegebenem Durchmesser die aus Stabilitätsgründen notwendige Scheibendicke. Mit der Scheibendicke aber reduziert sich der Trennspalt und proportional hierzu Materialverschnitt und Energieverbrauch.
Vorzugsweise vermittelt die im Trennschleifring vorgesehene Einlage nicht nur den Formschluss zwischen Spannscheibe(n) und Trennschleifring, sondern auch den durch die Spannscheiben erzeugten Kraftschluss. In diesem Sinne ist vorgesehen, dass der Trennschleifring lediglich im Bereich der Einlage von den Spannscheiben zusammengepresst wird und zwischen Spannscheiben und Schleifkörper ein Abstand besteht.
Überraschenderweise hat sich herausgestellt, dass sich das Schwingungsverhalten der Einrichtung verbessert, wenn die kraftschlüssige Verbindung von Spannscheiben und Einlage über den ganzen Umfang völlig gleichmäßig erfolgt, was dadurch erreichbar ist, dass im Bereich der Vorsprünge der Einlage die Spannscheiben von der Einlage in axialer Richtung distanziert sind. Es kann sogar der gesamte innere Rand der Einlage von den Spannscheiben geringfügig distanziert sein.
Weitere Einzelheiten der Erfindung werden anschließend anhand der Zeichnungen erläutert. Dabei zeigen Fig. 1 einen Querschnitt durch eine Trennschleifscheibe,
Fig. 2 eine schaubildliche Darstellung der wesentlichen Teile von Fig. 1 ,
Fig. 3 einen vergrößerten Ausschnitt aus Fig. 1 ,
Fig. 4 eine Ansicht der Einlage 9,
Fig. 5 einen vergrößerten Ausschnitt von Fig. 4,
Fig. 6 eine Ansicht der Spannscheibe 2,
Fig. 7 einen vergrößerten Ausschnitt aus Fig. 6,
Fig. 8 eine Ansicht des auf die Spannscheibe 2 aufgelegten Trennschleifringes 1 ,
Fig. 9 einen vergrößerten Ausschnitt aus Fig. 8,
Fig. 10 eine Ansicht einer modifizierten Einlage 9 und
Fig. 11 einen vergrößerten Ausschnitt aus Fig. 10.
Die in Fig. 1 dargestellte Trennschleifscheibe besteht im Wesentlichen aus einem Trennschleifring 1 , welcher im Betriebszustand durch zwei kreisförmige Spannscheiben 2 und 3 festgehalten wird. Diese sind ihrerseits durch maschinenseitige zentrale Spannflansche 4a und 4b zusammengeklemmt, welche verschraubt und mittels einer Mutter 13 fixiert sind. In Fig. 3 ist zunächst der Trennschleifring 1 gut erkennbar. Dieser weist einen Schleifkörper 0 auf, welcher aus mehreren Schichten von Schleifkorn, Bindemittel und Füllstoffen aufgebaut ist. Zwischen den einzelnen Schleifkornschichten befinden sich als Bewehrung Gewebelagen 15. Der Schleifkörper 10 weist eine Dicke auf, die in Richtung zum äußeren Rand zunimmt. Beispielsweise kann diese Dicke bei einem äußeren Scheibendurchmesser von 1250 mm vom inneren zum äußeren Rand von 10 mm auf 12 mm zunehmen. Damit wird sichergestellt, dass sich der Trennschleifring 1 beim Einsatz imTrennspalt nicht verklemmt.
Erfindungswesentlich ist die Einlage 9 im Schleifkörper 10, welche beispielsweise aus Stahl bestehen kann. In dieser Einlage 9 befinden sich alternierend gerichtete Durchbrüche (Zargen) 14, deren ausgebogene Ränder in das Material des Schleifkörpers 10 ragen und benachbarte Gewebelagen 15 durchdringen. Zwischen der Einlage 9 und dem Schleifkörper 10 besteht somit eine dauerhafte starke Verbindung. Die Einlage 9 steht in Richtung auf das Zentrum des Trennschleifringes 1 über den Schleifkörper 10 vor. Der vorstehende Rand ist mit Vorsprüngen 5 und dazwischen liegenden Ausnehmungen 7 versehen. Festgehalten wird der Trennschleifring 1 von den Spannscheiben 2 und 3 ausschließlich im vorstehenden Bereich der Einlage 9. Zwischen dem Schleifkörper 10 und den Spannscheiben 2 und 3 besteht also zumindest ein geringfügiger Spalt 1 1.
Wie aus Fig. 3 ersichtlich, ist beim dargestellten Ausführungsbeispiel im Bereich der Vorsprünge 5 der Einlage 9 keine Klemmung der Einlage 9 durch Spannscheiben 2 und 3 vorgesehen. Vielmehr besteht dort zwischen den Vorsprüngen 5 und den Spannscheiben 2 bzw. 3 jeweils ein geringes Spiel 16 bzw. 17 in Axialrichtung der Trennschleifscheibe. Beispielsweise beträgt die Freistellung 0,2 mm. Um die erfindungswesentliche formschlüssige Verbindung des Trennschleifringes 1 mit den Spannscheiben 2, 3 weiter zu erläutern, ist in Fig. 4 und 5 zunächst die Einlage 9 des Trennschleifringes 1 mit ihren innen liegenden Vorsprüngen 5 und den dazwischen liegenden Ausnehmungen 7 dargestellt. Bei der Montage der Trennschleifscheibe wird zunächst der Spannflansch 4b und dann die in Fig. 6 und 7 dargestellte Spannscheibe 2 auf die Maschinenwelle aufgeschoben. Im Bereich des Randes 19 der Spannscheibe 2 sind Ausnehmungen 8 eingefräst, in welche später die Vorsprünge 5 des Trennschleifringes 1 einrasten. Die in Bohrungen 20 eingesetzten und verschraubten Halteflansche 12 stehen so weit über die Spannscheibe 2 vor, dass der Trennschleifring 1 hinter diese Enden eingehängt werden kann. Wie dies geschieht ist im Detail aus Fig. 8 und 9 ersichtlich. Insbesondere ist dabei zu beachten, dass die Halteflansche 12 der Spannscheibe 2 am höchsten Punkt positioniert sind, damit ein Abgleiten der Einlage 9 des Trennschleifringes 1 verhindert wird.
Um die Montage abzuschließen, ist es nun nur mehr notwendig, die Spannscheibe 3 aufzulegen, wobei die Bohrungen 18 in der Spannscheibe 3 (vergleiche Fig. 2) die Halteflansche 12 aufnehmen. Natürlich sind dann auch noch der Spannflansch 4a und die Mutter 13 anzubringen. Ein wesentlicher Vorteil der dargestellten Konstruktion liegt darin, dass nur die Einlage 9 und der diese Einlage umgebende Rest des Schleifkörpers 10 entsorgt werden muss, wobei der Schleifkörper im Bereich der Einlage sogar aus kostengünstigerem Schleifkorn aufgebaut sein kann. Mit den Spannscheiben 2 und 3 verbleibt andererseits ein wesentlicher Teil der gesamten Einrichtung beim Anwender. Gegenüber diesem Vorteil fällt der Aufwand für die Montage des Trennschleifringes 1 an den Spannscheiben nicht ins Gewicht.
Die Fig. 10 und 11 zeigen eine modifizierte Ausführungsform der metallischen Einlage 9, wobei die Fig. 11 ein vergrößerter Ausschnitt der Fig. 10 ist. Im Vergleich zu der in der Fig. 4 dargestellten Ausführungsform weist die in den Fig. 10 und 1 gezeigte metallische Einlage 9 deutlich mehr Vorsprünge 5 auf. Die Länge der Vorsprünge 5 in radialer Richtung ist darüber hinaus ca. 2- bis 3-mal so groß. Und schließlich sind in den Übergangsbereichen zwischen den Vorsprüngen 5 und den Ausnehmungen 7 der metallischen Einlage 9 nutförmige Aussparungen 21 vorgesehen. Ein Fachmann spricht in Zusammenhang mit derartigen Aussparungen auch von Hinterschnitten. Die Aussparungen 21 können - im Querschnitt in Axialrichtung betrachtet - prinzipiell verschiedene Formen aufweisen. Im Falle der in den Fig. 10 und 11 dargestellten Ausführungsform sind die nutförmigen Aussparungen 21 im Wesentlichen halbkreisförmig ausgebildet. Die drei beschriebenen Maßnahmen tragen dazu bei, die Widerstandsfähigkeit der formschlüssigen Verbindung zwischen den Spannscheiben und dem Trennschleifring gegenüber Deformierungen und Verschleißerscheinungen, wie z.B. Rissbildungen in den Ecken zwischen den Vorsprüngen 5 und den Ausnehmungen 7, noch weiter zu erhöhen.

Claims

P a t e n t a n s p r ü c h e
1. Trennschleifscheibe mit einem Trennschleifring (1), dessen Schleifkörper (10) gebundenes Schleifmittel aufweist, wobei der Trennschleifring (1) im Betriebszustand durch zwei kreisförmige Spannscheiben (2, 3) fixiert ist, die mittels maschinenseitiger zentraler Spannflansche (4a, 4b) in Axialrichtung zusammenklemmbar sind, und wenigstens eine Spannscheibe (2) mit dem Trennschleifring (1) durch zusammenwirkende Vorsprünge (5, 6) und Ausnehmungen (7, 8) drehsicher verbunden ist, dadurch gekennzeichnet, dass die auf Seiten des Trennschleifrings (1) angeordneten Vorsprünge (5) bzw. Ausnehmungen (7) an einer metallischen Einlage (9) des Trennschleifrings (1) vorgesehen sind, welche über den Schleifkörper (10) in radialer Richtung vorsteht.
2. Trennschleifscheibe nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass die Ausnehmungen (7) die ganze Dicke der Einlage (9) durchdringen.
3. Trennschleifscheibe nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Trennschleifring (1) lediglich im Bereich der Einlage (9) von den ' Spannscheiben (2, 3) zusammengepresst wird.
4. Trennschleifscheibe nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen Spannscheiben (2, 3) und Schleifkörper (10) ein Abstand (11 ) besteht.
5. Trennschleifscheibe nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass im Bereich der Vorsprünge (5) der Einlage (9) die Spannscheiben (2, 3) von der Einlage (9) in axialer Richtung distanziert sind.
6. Trennschleifscheibe nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zur gegenseitigen Ausrichtung des Trennschleifrings (1 ) und der Spannflansche (2, 3) zwei Halteflanschen (12) an einem Spannflansch (2) vorgesehen sind.
7. Trennschleifscheibe nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass in den Übergangsbereichen zwischen den Vorsprüngen (5) und den Ausnehmungen (7) der metallischen Einlage (9), vorzugsweise nutförmige, Aussparungen (21) vorgesehen sind,
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