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Verfahren zur Bearbeitung von Schleifscheiben
Gegenstand der Erfindung ist ein Verfahren zur Bearbeitung von Schleifscheiben bzw. Schleifkörpern, od. ähnl. Werkzeugen, bei dem das zwischen den an der Arbeitsfläche der Scheibe bzw. des Körpers liegenden Schleifkörnern befindliche Bindemittel teilweise abgetragen wird.
In den deutschen Patentschriften Nr. 156473, Nr. 337920 und Nr. 628270 wurde bereits die Bearbeitung von Schleifscheiben mit einem starren Schleifkörper beschrieben. Solche Abrichtwerkzeuge gestatten zwar, die Schleifscheiben auf die richtige Form zu bringen, doch eignen sie sich nicht zur Schärfung derselben, d. h. zur Freilegung der Schleifkörner, welche vom starren Abrichtwerkzeug selber angegriffen, abgestumpft und vielfach aus der Bindung ausgebrochen werden.
Darüber hinaus ist mit der USA-Patentschrift Nr. 2, 015, 603 ein Verfahren bekannt geworden, bei welchem Schleifwerkzeuge zwecks Reinigung mit Hilfe eines Gummikörpers bearbeitet werden. Dabei kann zwar der an der Arbeitsfläche des Schleifwerkzeuges leicht haftende Schmutz entfernt werden, doch versagt das Verfahren, wenn es sich um die Freilegung der Schleifkörner von verstopften Schleifscheiben oder gar um das Nachschärfen, d. h. um das Abtragen des Bindemittels handelt, da die Gummikörper nicht in der Lage sind, die am Bindemittel fest haftenden Schleifreste oder das Bindemittel selber anzugreifen.
Es wurde ferner aus der deutschen Patentschrift Nr. 117190 bekannt, die Schleifsteine von Holzschleifern während des Betriebes durch Sandstrahlen zu schärfen. Abgesehen davon, dass dieses Verfahren den meisten Anwendungsgebieten von Schleifwerkzeugen unzugänglich ist, können mit Sandstrahlen keine befriedigenden Resultate erzielt werden, da die Sandkörner, um überhaupt wirksam zu sein, mit grosser Geschwindigkeit und unter einem relativ steilen Winkel auf die zu bearbeitende Fläche auftreffen und dieselbe regelrecht verdichten. Dabei werden die Schleifkörner selber beschädigt.
Erfindungsgemäss wird nun zum Abtragen des Bindemittels ein an sich bekanntes Schleifelement mit elastischer Bindung, z. B. mit Gummibindung, verwendet, das vorzugsweise die Form einer Scheibe aufweist. Solche Schleifelemente mit elastischer Bindung sind bisher immer nur für die Oberflächenveredlung z. B. zum Polieren verwendet worden. Nun hat es sich aber überraschenderweise gezeigt, dass diese Schleifelemente die bereits seit langem erstrebte, bisher jedoch selbst mit einem untragbar grossem Aufwand nicht befriedigend gelöste Schärfung von Schleifscheiben und ähnlichen Werkzeugen ermöglichen.
Bei der Bearbeitung von Schleifwerkzeugen greifen die in der elastischen Bindung eingebetteten Körnchen des Schleifelementes lediglich die an der Bindung haftende Verschmutzung, oder die Bindung selber an, wobei sie die Schleifkörner des bearbeiteten Werkzeuges umfliessen und freilegen, ohne dieselben tatsächlich anzugreifen. Damit ist es möglich, die neuen, nach der Formgebung eigentlich in einem stumpfen Zustand abgelieferten Schleifwerkzeuge auf eine bisher nicht gekannte Schärfe zu bringen. Darüber hinaus können solche Werkzeuge immer wieder gereinigt und nachgeschärft werden, so dass ihre ursprüngliche Schnittfähigkeit erhalten bleibt oder wieder hergestellt werden kann.
Eine besondere Bedeutung kommt diesem Verfahren auf dem Gebiete der Diamantwerkzeuge zu, de- ren Lebensdauer und Leistungsfähigkeit durch die vorerwähnte Bearbeitung ausserordentlich erhöht wird und welche jetzt für die Bearbeitung von Werkstoffen aller Art verwendbar sind, da die insbesondere bei der Bearbeitung von weichen Materialien relativ rasch auftretende Verstopfung des Werkzeuges immer wieder und kurzfristig behoben werden kann. Tatsächlich können heute u. a. alle Stahllegierungen Messing, Plexiglas, keramische Werkstoffe u. dgl. mehr mit Diamantschleifscheiben bearbeitet werden.
Dank der
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freischneidenden Schleifkörner kann der Anpressdruck des Werkzeuges an das Werkstück bei gleichzeitiger Erhöhung derLeistungverringertwerden, sodass die Schleifkörner langsamer stumpf werden und die Standzeit, sowie die Profilhaltigkeit des Werkzeuges verlängert wird. Aus dem gleichen Grunde entsteht beim Einsatz der Schleifwerkzeuge weniger Wärme, wodurch wiederum eine bisher schwerwiegende Fehlerquelle beseitigt wird.
Die Erfindung wird nun an Hand der Zeichnung näher erläutert. Es zeigen die Fig. 1 und 2 Teilschnitte eines abgeschliffenen bzw. verschmutzten Werkzeuges, Fig. 3 den Teilschnitt eines nach dem erfindungsgemässen Verfahren bearbeiteten Werkzeuges und die Fig. 4-6 Einrichtungen zur Durchführung des erfindungsgemässen Verfahrens.
Bei dem in der Fig. l dargestellten Werkzeug liegen die Spitzen der Diamantpartikel l praktisch in der Fläche des Werkzeugkörpers 2, in welchem die Partikel 1 eingebettet sind. Dieser Zustand des Werkzeuges kann-wie erwähnt-am Ende der Formgebung, d. h. nach dem Fertigschleifen des neuen Werkzeugkörpers, oder aber nach dem Regenerieren durch Abschleifen eines abgestumpften oder verschmutzten Werkzeuges entstehen. Selbstverständlich werden dabei vielfach die Diamantpartikel stumpf geschliffen oder gar aus der Bindung ausgerissen. Ähnlich würde auch der Querschnitt eines abgenutzten Werkzeuges aussehen.
In Fig. 2 ist der Querschnitt eines verschmutzten Werkzeuges ersichtlich. Es können verschiedene Schichten aus Schleifrückständen und Schmutz entstehen,. welche den Raum zwischen den noch hervorstehenden Teilen der Diamantpartikel l vollständig ausfüllen.
Es versteht sich, dass die Werkzeugkörper in beiden Fällen am Werkstück drücken und reiben. Eine Abhilfe durch Abschleifen mittels starrer Schleifwerkzeuge ist nicht möglich, da die Diamantpartikel mit abgeschliffen werden.
Um nun die Diamantpartikel freizulegen, werden-wie eingangs erwähnt - Teilchen eines Schleifelementes mit elastischer Bindung an die Werkzeugfläche herangeführt. Wichtig ist, dass diese Teilchen praktisch tangential die Werkzeugoberfläche berühren, damit das Material des Werkzeugkörpers nicht durch Hämmern verdichtet, sondern abgetragen wird. Wesentlich ist ferner, dass die Schleifkörner in nachgiebiger Weise gehalten werden, damit sie an den Diamantpartikeln aus ihrer Bewegungsrichtung ausweichen können und so die Diamantpartikeln nicht beschädigen. In dieser Weise wird lediglich die für das Einbetten der Schnittpartikeln verwendete Bindeschicht, gegebenenfalls der Werkzeugkörper selber zurückgeschliffen, während die Diamantpartikel als hervorstehende Schnittspitzen stehen bleiben.
Das Resultat ist das gleiche, wenn das besagte Vorgehen bei verschmutzten oder abgenützten Werkzeugen angewendet wird (vgl. Fig. 2), wobei dann freilich zunächst die verschiedenen Schmutzschichten 3 und 4 abgetragen werden.
Zur Durchführung des erfindungsgemässen Verfahrens dient ein Tragkörper aus einem elastischen Bindemittel, in welchem Tragkörper die Schleifteilchen eingebettet sind. Der Tragkörper kann als elastischer Stab 5 (Fig. 6), elastische Scheibe 6 (Fig. 4 und 5) od. dgl. ausgebildet sein. Dieser Tragkörper wird nun an die zu bearbeitende Oberfläche des Werkzeuges gedrückt und längs derselben bewegt. Dabei kann der Tragkörper von Hand gegen das zu bearbeitende Werkzeug aufgedrückt werden. wie dies z. B. Fig. 6 zeigt, wo eine rotierende Schleifscheibe 7 mit einem Stab 5 abgezogen wird, oder wie Fig. 5 erkennen lässt, wo die Diamantspitzen einer WerkzeugHäche 8 mit einer elastischen Scheibe 6 freigelegt werden.
Es ist aber auch möglich, den Tragkörper direkt an einer Maschine anzubauen, wie in Fig. 4 gezeigt wird, wo eine elastische Scheibe 6 am Maschinengestell hin- und herbewegbar montiert ist, die eine eigene Antriebsquelle besitzt. Wie auch die Zustellung des Tragkörpers an das zu bearbeitende Werkzeug erfolgt, und wie immer auch die Relativbewegung zwischen den beiden herbeigeführt wird, können die im elastischen Tragkörper eingefassten Schleifkörner den Werkzeugkörper oder das Bindemittel abtragen, ohne die Diamantspitzen zu beschädigen, da sie infolge ihrer nachgiebigen Halterung im Tragkörper diesen Schnittkörnchen ausweichen können. Selbstverständlich kann ein solcher Tragkörper von Hand an der zu bearbeitenden Fläche entlang bewegt werden, doch ist natürlich in der Mehrzahl der Fälle der maschinellen Bearbeitung der Vorzug zu geben.
Der Tragkörper nimmt dabei vorteilhaft die Form einer Scheibe an.
Mit einer Schleifscheibe erhält man die in Fig. 3 dargestellte Werkzeugoberfläche mit den freigeschliffenen Diamantpartikeln. Das Resultat ist dasselbe, ob neue oder bereits abgenützte oder verschmutzte Werkzeuge bearbeitet worden sind.
Ausser den eigentlichen Werkzeugen, z. B. Diamantschleifkörpern u. dgl. können auch Geräte zum Abrichten solcher Werkzeuge nach dem erfindungsgemässen Verfahren bearbeitet werden. Die Anwendbarkeit des Verfahrens ist unabhängig von der Art der Schnittkörnchen, z. B. Natur-Diamant, künstlicher Diamant usw., von der Art des Tragkörpermaterials und auch von der Art des gewählten Schleifstoffes.
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Es können ohne weiteres Carborundum, Siliziumkarbid, Aluminiumoxyd, Borkarbid, Rubin, Saphir usw. verwendet werden.
An einer Werkzeugmaschine können z. B. die optimalen Schnittbedingungen mit angebauten manu- ellen, halb-oder vollautomatischen Abrichtvorrichtungen jeweils in kürzester Zeit wieder hergestellt werden, indem das Werkzeug gelegentlich, periodisch oder kontinuierlich regeneriert wird.