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Die
Erfindung betrifft ein Schleifwerkzeug zur Bearbeitung von aus Stein
oder steinartigem Material bestehenden Werkstücken mit einem an der Außenseite
eines Tragkörpers
angeordneten, in eine Matrix eingebettete Diamantsplitter enthaltenden
Schleifbelag.
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Ein
Schleifbelag dieser Art ist aus der
DE 198 46 765 C2 bekannt. Nachteilig bei
dieser bekannten Anordnung ist in erster Linie die hierbei gegebene
Beweglichkeit der Diamantsplitter. Bei der aus der
DE 198 46 765 C2 bekannten
Schleifwalze sind auf einen aus einem mit einem Gummibelag versehenen
Metallkern bestehenden Tragkörper
den Schleifbelag bildende, streifenförmige Pads aufgeklebt. Diese
bestehen aus einem Kunststoff, in den Diamantsplitter eingebettet
sind. Die Pads besitzen an der Oberfläche vorspringende, knopfförmige Noppen.
Zwischen den über
die ganze Walzenlänge durchgehenden,
schräg
zur Walzenachse verlaufenden Pads befinden sich nutförmige Abstände. Bei dieser
bekannten Anordnung ist daher die Oberfläche des Schleifbelags nicht
nur durch die Abstände zwischen
einander benachbarten Pads, sondern auch durch die Abstände zwischen
einander benachbarten Noppen unterbrochen. Es ergibt sich daher eine
vergleichsweise verformungsweiche, elastische Anordnung, die es
den Diamantkörnern
ermöglicht, härteren Stellen
an der zu bearbeitenden Oberfläche auszuweichen.
In diesem Zusammenhang ist nämlich
davon auszugehen, dass Natursteine etc. ein unregelmäßiges Gefüge mit weichen
und harten Zonen aufweisen können.
Eine zusätzliche
Beweglichkeit kann sich bei der bekannten Anordnung auch noch im
Bereich der Klebverbindung zwischen den Pads und dem Tragkörper ergeben.
Die genannte Beweglichkeit der Diamantkörner kann zu einer sogenannten
Orangenhaut auf dem bearbeiteten Werkstück führen, was unerwünscht ist.
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Aus
der
DE 100 12 919
C1 ergibt sich eine Polierwalze, bei der die auf den Tragkörper aufgebrachte
Matrix aus einem Klebstoff besteht, in den ein ein Poliermittel
enthaltendes Granulat eingelagert ist. Dieses besteht aus einem
wiederum eine Matrix bildenden Bindemittel inform von Wasserglas,
in welches das in feinkörniger
bzw. staubförmiger
Form vorliegende Poliermittel eingelagert ist. Zum Schleifen ist
eine derartige Walze nicht geeignet.
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Hiervon
ausgehend ist es daher die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, die
bekannte Anordnung unter Beibehaltung ihrer grundsätzlichen
Vorteile mit einfachen und kostengünstigen Mitteln so zu verbessern,
dass der Entstehung einer sogenannten Orangenhaut entgegengewirkt
wird.
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Diese
Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch
gelöst,
dass der Schleifbelag als Formling inform einer an die Außenseite
des Tragkörpers
angeformten, eine glatte Oberfläche
aufweisenden Beschichtung ausgebildet ist, die aus 40–60 Vol.% Gießharz, 30–55 Vol.%
mineralischem Schleifmittel und mindestens 2 Vol.% Diamantsplittern
besteht, wobei das Gießharz
aus einem duroplastischem Material besteht, das im ausgehärteten Zustand
eine Härte
von 80–90° Shore aufweist
und die Matrix bildet, in welche die Diamantsplitter und das mineralische
Schleifmittel eingebettet sind.
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Das
die Matrix bildende, duroplastische Gießharz ist in vorteilhafter
Weise gegen Wasser unempflindlich, so dass der erfindungsgemäße Schleifbelag
auch unter Wasser eingesetzt bzw. zuverlässig mit Wasser gekühlt werden
kann, ohne zu einer Versprödung
oder Ermüdung
zu neigen. Gleichzeitig gewährleistet
dieses Material aber auch so viel Formtreue, dass die Beweglichkeit
der Diamantsplitter so beschränkt
ist, dass diese härteren
Stellen des zu bearbeitenden Substrats nicht ausweichen können, wodurch
der Bildung einer sogenannten Orangenhaut wirksam vorgebeugt ist.
Andererseits gewährleistet das
genannte Matrix-Material aber auch noch so viel Elastizität, dass
eine ungleichmäßige Abnutzung
des Schleifbelags verhindert wird, was im Falle einer rotierenden
Walze zu einem sogenannten Schlagen führen würde.
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Ein
weiterer Vorteil der erfindungsgemäßen Maßnahmen ist darin zu sehen,
dass sich die zur Bildung des Schleifbelags auf den Tragkörper aufgetragene,
formbare Masse auf unregelmäßigen Formen anpassen
kann, so dass auch die Herstellung sehr kleiner Radien möglich ist.
In vorteilhafter Weise können
daher auch Schleifwalzen mit sehr kleinem Durchmesser hergestellt
werden. Außerdem
ist sichergestellt, dass der als angeformte Beschichtung ausgebildete
Schleifbelag im Falle einer Beschädigung beispielsweise durch
Beispachteln reparierbar bzw. runderneuerbar ist.
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Vorteilhafte
Ausgestaltungen und zweckmäßige Fortbildungen
der übergeordneten
Maßnahmen sind
in den Unteransprüchen
angegeben.
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Zweckmäßig kann
der an den Tragkörper
angeformte Schleifbelag eine Dicke von mindestens 1 mm, vorzugsweise
5mm, aufweisen. Da eine glatte, nicht genoppte Oberfläche vorgesehen
ist, reicht die genannte, dünne
Schichtdicke aus, was in vorteilhafte Weise sehr kleine Radien ermöglicht.
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In
weiterer Fortbildung der übergeordneten Maßnahmen
kann der angeformte Schleifbelag zwei einander diametral gegenüberliegende, über die
Länge durchgehende,
gegenüber
der Achse geneigte Nuten aufweisen. Diese werden zweckmäßig vor
der Aushärtung
eingearbeitet. Dies erleichtert die Herstellung der Nuten und vermeidet
die Entstehung einer Beschädigung
des Schleifbelags.
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In
weiterer Fortbildung der übergeordneten Maßnahmen
kann der Tragkörper
einen Metallkern und einen auf diesen aufgebrachten Gummimantel aufweisen,
auf den der Schleifbelag aufgeformt wird. Der Schleifbelag bindet
mit dem Gummi zuverlässig ab,
so dass ein zuverlässiger
Halt erreicht wird. Der Gummi, der zweckmäßig eine Härte von 45 bis 90° Shore, vorzugsweise
60° Shore
aufweist, ergibt eine zusätzliche
Federwirkung, wodurch in besonders gefährdeten Fällen einer ungleichmäßigen Abnutzung des
Schleifbelags und einer Rissbildung etc. entgegengewirkt wird. Wo
hierauf verzichtet werden kann, kann der Schleifbelag aber auch
direkt auf einen Metallkern aufgebracht werden.
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Weitere
vorteilhafte Ausgestaltungen und zweckmäßige Fortbildungen der übergeordneten Maßnahmen
sind in den restlichen Unteransprüchen angegeben und aus der
nachstehenden Beispielsbeschreibung anhand der Zeichnung näher entnehmbar.
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Die
nachstehend beschriebene Zeichnung zeigt einen Längsschnitt durch eine erfindungsgemäße Schleifwalze.
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Die
in der Zeichnung dargestellte Schleifwalze, die auf einer nicht
näher dargestellten
Antriebswelle einer Antriebseinrichtung aufnehmbar ist, enthält einen
mit einer zentralen Bohrung für
die genannte Antriebswelle versehenen Metallkern 1, der mit
einem Gummimantel 2 versehen ist. Auf dem Gummimantel 2 befindet
sich ein Schleifbelag 3. Im dargestellten Beispiel bilden
dementsprechend der Metallkern 1 mit Gummimantel 2 einen
dem Schleifbelag 3 zugeordneten Tragkörper. Es wäre aber auch denkbar, den Schleifbelag 3 direkt
auf eine metallische Unterlage aufzubringen.
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Der
Metallkern 1 besteht zweckmäßig aus Leichtmetall, beispielsweise
einer geeigneten Aluminiumlegierung. Der Metallkern 1 wird
durch spanabhebende Formgebung entweder aus dem Vollen oder aus
einem Rohr hergestellt. Der Gummimantel 2 kann auf den
Metallkern 1 aufgeschrumpft sein. Zweckmäßig ist
der Gummimantel 2 auf den Metallkern 1 aufvulkanisiert.
Zur Bildung des Gummimantels 2 findet zweckmäßig ein
Hartgummi Verwendung, der im aus vulkanisierten Zustand eine Härte von
45–90° Shore, vorzugsweise
60° Shore
aufweist. Die Dicke des Gummimantels 2 beträgt zweckmäßig 8–25 mm,
vorzugsweise 15 mm.
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Der
als äußerste Schicht
vorgesehene Schleifbelag 3 enthält 30–55 Vol%, vorzugsweise 40 Vol%
mineralische Schleifstoffe vorzugsweise aus SiC, sowie mindestens
2 Vol%, vorzugsweise 5 Vol% Diamantsplitter. Das mineralische Schleifmaterial und
die Diamantsplitter sind in eine aus duroplastischem Gießharz bestehende
Matrix eingebettet, die 40–60
Vol%, vorzugsweise 50 Vol% des Schleifbelags 3 umfasst.
Zweckmäßig findet
ein Gießharz
Verwendung, das im ausgehärteten
Zustand eine Härte von
80–90° Shore, vorzugsweise
85°Shore,
aufweist. Neben den genannten Bestandteilen kann der Schleifbelag 3 noch
einen Rest von vorzugsweise bis zu 5 Vol% mit Farbpigmenten und
Poliermitteln enthalten.
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Die
Dicke des Schleifbelags 3 soll mindestens 1mm betragen
und beträgt
vorzugsweise 5 mm. Der Schleifbelag ist durch wenigstens eine über die Länge der
Schleifwalze durchgehende, gegenüber der
Walzenachse geneigte Nut 4 unterbrochen. Vorzugsweise sind
zwei einander diametral gegenüberliegende
Nuten 4 vorgesehen. Diese gehen bis zum Tragkörper, hier
also bis zur Oberfläche
des Gummimantels 2 durch. Abgesehen von den genannten Nuten 4 hat
der Schleifbelag 3 eine glatte, unprofilierte Oberfläche.
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Der
auf der Außenseite
des Tragkörpers, hier
auf der Mantelfläche
des Gummimantels 2 aufgenommene Schleifbelag 3 ist
als an die Außenseite des
Tragkörpers,
hier an die Mantelfläche
des Gummimantels 2 angeformte Beschichtung ausgebildet, die
eine glatte, unprofilierte Oberfläche aufweist. Zur Bildung der
genannten Be schichtung werden die den Schleifbelag 3 bildenden
Materialien zu einer formbaren, das heißt modellierbaren bzw. gießbaren Masse angemacht,
wobei das Gießharz
den Flüssigkeitsanteil
bildet. Die so gebildete, formbare Masse wird im formbaren Zustand
mit der gewünschten
Schichtdicke auf den Tragkörper,
hier auf den Gummimantel 2 aufgebracht, das heißt hieran
angeformt, wobei eine glatte, noppenlose Umfangsfläche vorgesehen
wird.
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Der
Auftrag des formbaren Materials auf den Tragkörper kann durch Aufspachteln
oder durch Umspritzen des Tragkörpers
in einer Form, also durch Gießen,
erfolgen. Anschließend
wird die auf den Gummimantel 2 aufgebrachte Beschichtung
ausgehärtet.
Die Aushärtung
erfolgt bei Raumtemperatur und Umgebungsdruck. Die Aushärtezeit
beträgt
bei diesen Bedingungen eine Woche. Es wäre aber auch denkbar, durch
geeignete Temperatur- und/oder Druckbehandlung die Aushärtezeit
abzukürzen.
Der aushärtende
Belag bindet mit dem Untergrund, hier mit dem Gummimantel 2 zuverlässig ab,
so dass ein zuverlässiger
Halt gewährleistet
ist, der die zu erwartenden Scherkräfte einwandfrei übertragen
kann.
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In
der Regel wird die den Schleifbelag 3 bildende Beschichtung
in Form einer Schicht, das heißt durch
einen Arbeitsgang, aufgetragen. Es wäre aber auch denkbar, die den
Schleifbelag 3 bildende Beschichtung in mehreren Schichten
aufzutragen. Ebenso wäre
es denkbar, den mehrschichtigen Auftrag insgesamt auszuhärten oder
jeder Schicht einzeln auszuhärten.
Nach der Aushärtung
bzw. nach der letzten Aushärtung
wird die Oberfläche
der aufgebrachten Beschichtung abgerichtet. Beim dargestellten Beispiel
inform einer Schleifwalze erfolgt die Abrichtung so, dass eine exakte
Rundheit vorliegt. Im Falle einer Schleifplatte etc. erfolgt die
Abrichtung so, dass exakte Planheit vorliegt. Die Nut 4 bzw.
Nuten 4 können
zweckmäßig vor
der Aushärtung
eingearbeitet werden. Es wäre
aber auch denkbar, die Nuten 4 nach der Aushärtung einzuschneiden.
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Dem
dargestellten Beispiel liegt eine Schleifwalze zugrunde. Die Erfindung
kann aber auch bei anderen Schleifwerkzeugen Verwendung finden,
beispielsweise Schleifplatten etc..