DE102004049429B4

DE102004049429B4 - Schleifwerkzeug zur Oberflächenbearbeitung von Steinmaterial

Info

Publication number: DE102004049429B4
Application number: DE200410049429
Authority: DE
Inventors: Robert Kohl
Original assignee: NOVOCERIC TRANSPORTANLAGEN GMB; NOVOCERIC TRANSPORTANLAGEN GmbH
Current assignee: Keller HCW GmbH
Priority date: 2004-10-08
Filing date: 2004-10-08
Publication date: 2008-04-03
Anticipated expiration: 2024-10-09
Also published as: DE102004049429A1

Abstract

Schleifwerkzeug (01) zur Oberflächenbearbeitung von Steinmaterial, insbesondere zum Planschleifen von Ziegeln, mit einem um eine Mittelachse (02) rotierbar angeordneten Grundkörper (03), und mit mehreren auf einem Kreisring um die Mittelachse (02) angeordneten Schleifkörpern (05), die in der Bearbeitungszone materialabhebend am Steinmaterial zum Eingriff bringbar sind, wobei ein Kühlfluid (08) zur Kühlung der Schleifkörper (05) durch einen im Schleifwerkzeug (01) vorgesehenen Fluidkanal (09) in die Bearbeitungszone gefördert werden kann, und wobei die Schleifkörper (05) zumindest teilweise Ausnehmungen (15) aufweisen, durch die sich der Fluidkanal (09) zu Austrittsöffnungen (10) an einer Schleiffläche des Schleifkörpers (05) erstreckt, dadurch gekennzeichnet, dass die Schleifkörper (05) an einem Schleifring (06) befestigt sind, wobei der Schleifring (06) seinerseits am Grundkörper (04) befestigt ist, und wobei der Schleifring (06) Ausnehmungen (14, 22) aufweist, durch die sich der Fluidkanal (09) in Richtung der korrespondierenden Austrittsöffnungen (10, 23) erstreckt.

Description

Die Erfindung betrifft ein Schleifwerkzeug zur Oberflächenbearbeitung von Steinmaterial, insbesondere zum Planschleifen von Ziegeln, nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.
Gattungsgemäße Schleifwerkzeuge werden vorzugsweise, jedoch keineswegs ausschließlich, zum Planschleifen von Ziegeln eingesetzt. Die Schleifwerkzeuge sind dabei in Schleifanlagen mit mehreren in Reihe angeordneten Schleifstationen eingebaut. Die Natur- oder Kunststeine werden auf einem Förderband kontinuierlich der in Reihe angeordneten Schleifwerkzeuge zugeführt, wobei entsprechend der Zustellung eine bestimmte Materialschicht abgeschliffen wird. Um eine Überhitzung der Schleifkörper zu verhindern und eine ausreichende Abfuhr des Steinstaubs zu gewährleisten sind an bekannten Schleifwerkzeugen Fluidkanäle vorgesehen, durch die ein Kühlfluid, beispielsweise Kühlwasser oder Kühlluft, in die Bearbeitungszone gefördert werden kann.
Ein gattungsgemäßes Schleifwerkzeug ist beispielsweise aus der EP 0 758 573 A1 bekannt. Der dort vorgesehene Fluidkanal endet im Bereich der Bearbeitungszone in Austrittsöffnungen, die auf der radialen Innenseite der Schleifkörper angeordnet sind. Diese Anordnung der Austrittsöffnungen des Fluidkanals erweist sich als nachteilig. Aufgrund der Anordnung der Austrittsöffnung auf der radialen Innenseite der Schleifkörper gelangt erheblich mehr Kühlfluid an die Innenseite der Schleifkörper, wohingegen die radiale Außenseite der Schleifkörper nur relativ schwach gekühlt wird. Diese unterschiedliche Kühlung der Schleifkörper an der radialen Außenseite im Vergleich zur radialen Innenseite führt zu Temperaturunterschieden, aus denen erhebliche Temperaturspannungen resultieren können.
Ferner offenbart die JP 010 34 672 A ein Schleifwerkzeug, bei dem die Diamantschleifkörper unmittelbar am Grundkörper befestigt sind. Die Befestigung erfolgt dabei regelmäßig durch Auflöten. Da jeder einzelne Schleifkörper einen Fluidkanal aufweist, der bei der Befestigung am Grundkörper exakt positioniert werden muss, damit der im Grundkörper vorgesehene Fluidkanal widerstandsfrei in den Fluidkanal des Schleifkörpers übergeht, ist die Fertigung dieses beschriebenen Schleifwerkzeugs außerordentlich aufwendig.
Ausgehend von diesem Stand der Technik ist es deshalb Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein neues Schleifwerkzeug vorzuschlagen, das einfach und kostengünstig hergestellt werden kann und das weiterhin durch Nachrüstung bereits bestehender Schleifwerkzeuge realisierbar ist.
Vorteilhafte Ausführungsformen der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche.
Das erfindungsgemäße Schleifwerkzeug beruht auf dem Grundgedanken, dass die Schleifkörper an einem Schleifring befestigt sind, wobei der Schleifring seinerseits am Grundkörper befestigt ist, und wobei der Schleifring Ausnehmungen aufweist, durch die sich der Fluidkanal in Richtung der korrespondierenden Austrittsöffnungen erstreckt. Im Ergebnis wird dadurch gewährleistet, dass ebenso viel Kühlfluid an der radialen Außenseite als auch an der radialen Innenseite der Schleifkörper vorbeiströmt und somit Temperaturdifferenzen im Schleifkörper verringert bzw. gänzlich vermieden werden. Auch die Abfuhr des Schleifstaubs aus der Bearbeitungszone wird durch die Anordnung der Austrittsöffnungen auf dem Kreisring der Schleifkörper verbessert.
Alternativ kann vorgesehen sein, dass zumindest eine Austrittsöffnung außerhalb des Schleifkörpers, insbesondere zwischen zwei benachbarten Schleifkörpern angeordnet ist. Dabei können sich die Fluidkanäle auch durch Ausnehmungen in den Schleifkörpern erstrecken, so dass die Austrittsöffnungen an der Außenseite der Schleifkörper angeordnet sind. Eine besonders hohe Kühlleistung kann gewährleistet werden, wenn das Kühlfluid sowohl durch die Ausnehmungen in den Schleifkörpern als auch zwischen den einzelnen Schleifkörpern austritt.
Zur Förderung des Kühlfluids, beispielsweise Kühlluft, durch den Fluidkanal können Leitflächen eingesetzt werden, die ebenfalls um die Mittelachse des Grundkörpers rotieren und das Kühlfluid in die gewünschte Richtung verdrängen.
Zur Befestigung der Schleifkörper am Grundkörper ist es besonders vorteilhaft, wenn dazu ein Schleifring eingesetzt wird, an dem die Schleifkörper befestigt, insbesondere angelötet, sind. Der Schleifring wird seinerseits am Grundkörper befestigt, beispielsweise angeschraubt. Sobald die Schleifkörper eine Verschleißgrenze überschritten haben, können diese in einfacher Weise durch Austausch des Schleifrings ersetzt werden.
Besonders hohe Schneidleistungen werden erzielt, wenn die Schleifkörper als Diamantschleifkörper ausgebildet sind.
Besonders kostengünstig kann produziert werden, wenn als Kühlfluid Kühlluft eingesetzt wird, da dieses Kühlfluid nicht aufgefangen und entsorgt werden muss.
Verschiedene Ausführungsformen sind in den Zeichnungen schematisch dargestellt und werden nachfolgend beispielhaft erläutert.
Es zeigen:
1 eine erste Ausführungsform eines Schleifwerkzeugs im Querschnitt entlang der Schnittlinie C-C;
2 den Schleifring des Schleifwerkzeugs gemäß 1 im vergrößerten Querschnitt;
3 einen Ausschnitt des Schleifrings gemäß 2 in Ansicht von oben;
4 den Schleifring gemäß 3 ohne Schleifkörper;
5 den Grundkörper des Schleifwerkzeugs gemäß 1 in Ansicht von oben;
6 das Schleifwerkzeug gemäß 1 im Querschnitt entlang der Schnittlinie B-B;
7 das Schleifwerkzeug gemäß 1 im Querschnitt entlang der Schnittlinie A-A;
8 eine zweite Ausführungsform eines Schleifrings in Ansicht von oben;
9 den Schleifring gemäß 8 ohne Schleifkörper;
10 eine dritte Ausführungsform eines Schleifrings in Ansicht von oben;
11 den Schleifring gemäß 10 ohne Schleifkörper.
In 1 ist ein Schleifwerkzeug 01 im Querschnitt dargestellt. In 1 ist das Schleifwerkzeug 01 dabei nur bis zur Mittelachse 02 gezeichnet, um die das Schleifwerkzeug 01 rotatorisch angetrieben wird. Das Schleifwerkzeug 01 ist rotationssymmetrisch zu dieser Mittelachse 02 ausgebildet.
Zum rotatorischen Antrieb des Schleifwerkzeugs 01 dient eine Hohlachse 03, die beispielsweise von einem in 1 nicht dargestellten Antriebsmotor rotierend angetrieben wird. An der Hohlachse 03 ist ein Grundkörper 04 befestigt, der dem Schleifwerkzeug 01 im Wesentlichen seine mechanische Festigkeit gibt.
Zur Oberflächenbearbeitung von Steinmaterial sind am Schleifwerkzeug 01 mehrere Schleifkörper 05 befestigt, die beispielsweise als Diamantschleifkörper ausgebildet sein können. Zur Befestigung der Schleifkörper 05 am Schleifwerkzeug 01 dient ein Schleifring 06, an dessen Außenseite die Schleifkörper 05 entlang eines Kreisrings aufgelötet sind. Bei Befestigung des Schleifrings 06 am Grundkörper 04 wird ein Unterlegring 07 zwischen den Grundkörper 04 und den Schleifring 06 zwischengelegt.
Zur Kühlung der Schleifkörper 05 wird ein Kühlfluid, beispielsweise Kühlluft, das in 1 durch Strömungspfeile 08 angedeutet ist, durch einen Fluidkanal 09 zu den Schleifkörpern 06 gefördert. Der Fluidkanal 09 setzt sich aus einem Axialabschnitt 09a, der durch die Hohlachse 03 verläuft, einem Radialabschnitt 09b und einem Endabschnitt 09c, der an einer Austrittsöffnung 10 mündet, zusammen. Das Kühlfluid kann beispielsweise durch eine geeignete Fördereinrichtung, beispielsweise eine Förderpumpe, nachgefördert werden. Der erste Teil des Endabschnitts 09c wird durch eine Ausnehmung 14 im Schleifring 06 gebildet. An diesen ersten Abschnitt des Endabschnitts 09c schließt sich ein zweiter Abschnitt an, der durch eine Ausnehmung 15 im Schleifkörper 05 gebildet wird.
Zur Bildung des Radialabschnitts 09b des Fluidkanals 09 dient ein Abdeckkörper 11, der an der Stirnseite des Grundkörpers 04 befestigt wird. Der Grundkörper 04 ist dabei auf der dem Radialabschnitt 09b des Fluidkanals 09 zugewandten Seite kegelförmig ausgeformt, so dass die Breite des Radialabschnitts 09b mit steigendem radialem Abstand zur Mittelachse 02 abnimmt.
2 zeigt den Schleifring 06 mit den daran befestigten Schleifkörpern 05 im vergrößerten Querschnitt. Radial innenseitig von den Schleifkörpern 05 sind mehrere Durchgangsöffnungen 12 vorgesehen, die bei Befestigung des Schleifrings 06 am Grundkörper 04 von Befestigungsschrauben durchgriffen werden. In einem Rücksprung 13 kann der äußere Rand des Abdeckkörpers 11 abdichtend zur Anlage kommen. Der Endabschnitt 09c des Fluidkanals 09 wird von einer Ausnehmung 14 im Schleifring 06 und korrespondierend angeordneten Ausnehmungen 15 in den Schleifkörpern 05 gebildet.
3 zeigt einen Teil des Schleifrings 06 mit den Schleifkörpern 05 in Ansicht von oben. Man erkennt die Durchgangsöffnungen 12 zur Befestigung des Schleifrings 06 und die Ausnehmungen 15 in den Schleifkörpern 05, deren Endquerschnitt die Austrittsöffnungen 10 bildet.
In 4 ist der Schleifring 06 bei abgenommenen Schleifkörpern 05 dargestellt. Man erkennt die Ausnehmungen 14, die die Ausnehmungen 15 in den Schleifkörpern 05 durchströmbar mit dem Radialabschnitt 09b des Fluidkanals 09 verbinden.
In 5 ist der Grundkörper 05 mit dem daran befestigten Unterlegring 07 stirnseitig dargestellt. Der Radialabschnitt 09b des Fluidkanals 09 erstreckt sich strahlenförmig ausgehend vom Axialabschnitt 09a zum äußeren Rand des Grundkörpers 04 hin. Die einzelnen Strahlen des Radialabschnitts 09b werden von Leitflächen 16 getrennt, mit denen das Kühlfluid, beispielsweise Kühlluft, bei Rotation des Grundkörpers 04 gefördert werden kann. Auf der Stirnfläche des Unterlegrings 07 sind überstehende Abstandshalter 17 vorgesehen, an denen bei Befestigung des Schleifrings 06 die innere Stirnfläche des Schleifrings 06 zur Anlage kommt, so dass ein ausreichender Abstand zwischen der Innenseite des Schleifrings 06 und der Stirnseite des Unterlegrings 07 zum Durchtritt des Kühlfluids verbleibt. Am vom Unterlegring 07 gebildeten Innenradius wird die Kühlfluidströmung 08 aus dem Radialabschnitt 09b in den Endabschnitt 09c des Fluidkanals 09 umgelenkt.
6 zeigt einen Querschnitt durch das Schleifwerkzeug 01 im Bereich der Abstandshalter 17. Man erkennt, dass die Kühlluft im Bereich der Abstandshalter 17 durch eine schmale Nut 18 zu der korrespondierend angeordneten Ausnehmung 14 gelangt.
In 7 ist das Schneidwerkzeug 01 im Querschnitt A-A durch die Durchgangsöffnung 12 dargestellt. Korrespondierend zur Durchgangsöffnung 12 im Schleifring 06 und im Unterlegring 07 sind im Grundkörper 04 Schraubgewinde 19 vorgesehen.
In 8 und 9 ist eine zweite, alternative Ausführungsform 20 eines Schleifrings zur Befestigung am Grundkörper 04 dargestellt. Die Schleifkörper 21 am Schleifring 20 sind massiv ausgebildet und weisen keine Ausnehmung auf. Zur Förderung des Kühlfluids in die Bearbeitungszone dienen Ausnehmungen 22, deren Austrittsöffnung 23 jeweils zwischen zwei benachbarten Schleifkörpern 21 nach außen mündet. 9 zeigt den Schleifring 20 ohne die daran angebrachten Schleifkörper 21.
In 10 und 11 ist eine dritte Ausführungsform 24 eines Schleifrings dargestellt. Der Schleifring 24 stellt eine Kombination der Schleifringe 06 und 20 dar und weist sowohl in den Schleifkörpern 05 Ausnehmungen 15, als auch zwischen benachbarten Schleifkörpern 05 Ausnehmungen 22 auf.

Claims

Schleifwerkzeug (01) zur Oberflächenbearbeitung von Steinmaterial, insbesondere zum Planschleifen von Ziegeln, mit einem um eine Mittelachse (02) rotierbar angeordneten Grundkörper (03), und mit mehreren auf einem Kreisring um die Mittelachse (02) angeordneten Schleifkörpern (05), die in der Bearbeitungszone materialabhebend am Steinmaterial zum Eingriff bringbar sind, wobei ein Kühlfluid (08) zur Kühlung der Schleifkörper (05) durch einen im Schleifwerkzeug (01) vorgesehenen Fluidkanal (09) in die Bearbeitungszone gefördert werden kann, und wobei die Schleifkörper (05) zumindest teilweise Ausnehmungen (15) aufweisen, durch die sich der Fluidkanal (09) zu Austrittsöffnungen (10) an einer Schleiffläche des Schleifkörpers (05) erstreckt, dadurch gekennzeichnet, dass die Schleifkörper (05) an einem Schleifring (06) befestigt sind, wobei der Schleifring (06) seinerseits am Grundkörper (04) befestigt ist, und wobei der Schleifring (06) Ausnehmungen (14, 22) aufweist, durch die sich der Fluidkanal (09) in Richtung der korrespondierenden Austrittsöffnungen (10, 23) erstreckt.
Schleifwerkzeug nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest eine Austrittsöffnung (23) außerhalb des Schleifkörpers, insbesondere zwischen zwei benachbarten Schleifkörpern (05) angeordnet ist.
Schleifwerkzeug nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass zur Bildung eines Axialabschnitts (09a) des Fluidkanals (09) eine Hohlachse (03) vorgesehen ist, mit der der Grundkörper (04) rotatorisch antreibbar ist.
Schleifwerkzeug nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass zur Bildung eines Radialabschnitts (09b) des Fluidkanals (09), der sich von der Mittelachse (02) radial nach außen in Richtung der Schleifkörper (05) erstreckt, ein Abdeckkörper (11) vorgesehen ist, der an der Stirnseite des Grundkörpers (04) befestigbar ist.
Schleifwerkzeug nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Breite des Radialabschnitts (09b) des Fluidkanals (09) mit steigendem radialen Abstand zur Mittelachse (02) abnimmt.
Schleifwerkzeug nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Grundkörper (04) an seiner dem Fluidkanal (09) zugewandten Seite zumindest abschnittsweise kegelförmig ausgeformt ist.
Schleifwerkzeug nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass der Abdeckkörper (11) an seiner dem Fluidkanal (09) zugewandten Seite eben ausgeformt ist.
Schleifwerkzeug nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass der Grundkörper (04) und/oder der Abdeckkörper (11) mindestens eine Leitfläche (16) aufweisen, entlang der das Kühlfluid (08) geleitet und/oder gefördert werden kann.
Schleifwerkzeug nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens eine Leitfläche (16) bogenförmig verläuft.
Schleifwerkzeug nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens eine Leitfläche spiralförmig verläuft.
Schleifwerkzeug nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Schleifkörper (05) am Schleifring (06) angelötet sind und/oder dass der Schleifring (06) am Grundkörper (04) angeschraubt ist.
Schleifwerkzeug nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen Grundkörper (04) und Schleifring (06) ein Unterlegring (07) befestigbar ist, der den Radialabschnitt (09b) des Fluidkanals (09) in Radialrichtung abdichtet.
Schleifwerkzeug nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass in der den Radialabschnitt (09b) des Fluidkanals (09) teilweise bildenden Stirnfläche des Unterlegrings (07) über die Stirnfläche überstehende Abstandshalter (17) vorgesehen sind, deren Außenseite als Anlagefläche für den Schleifring (06) bei dessen Befestigung dient.
Schleifwerkzeug nach einem der Ansprüche 1 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass die Schleifkörper (05) als Diamantschleifkörper ausgebildet sind.