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Die
Erfindung bezieht sich allgemein gesehen auf ein Schleifmittel,
bei dem Schleifkörner
in einer Matrix eines Bindemittels eingebettet sind, und bei dem
eine mit Schleifkörnern
besetzte Kontaktfläche
zum Schleifen eines Werkstücks
ausgebildet ist.
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Es
ist seit den Anfängen
der Entwicklung derartiger Schleifmittel bekannt, deren Schleifkörper in
homogenem Aufbau zu fertigen. Dabei hat man von Anfang an unelastische
Bindemittel und auch schon seit vielen Jahrzehnten elastisch-nachgiebige Bindemittel
eingesetzt. Ein Beispiel eines solchen Schleifkörpers mit unelastischen Bindemitteln
ist ein Schleifstein. Beispielsweise zu dessen Herstellung – oder allgemeiner
zur Herstellung eines füllstoffhaltigen
Formkorpus oder harzgebundenen Schleifkörpers – beschreibt die
DE 43 28 345 A1 eine duroplastische
Mischung unter Verwendung von Novolaken als Harze des Binders, also
von Polykondensationsprodukten aus Formaldehyd und Phenolen und
somit speziellen Phenolharzen. Dabei soll eine gute Umhüllung des
Füllstoffs
bzw. der Schleifkörner
er reicht werden, wozu auch im Sinne der
US 2 825 838 aus 1985 ein flüssiges,
kautschukartiges Copolymer als Bindungshilfsmittel herangezogen
werden kann. Eine elastomere Ausbildung des gehärteten Bindemittels ist dabei
nicht vorgesehen. Beispiele solcher Schleifkörper mit elastisch-nachgiebigen
Bindemitteln sind kompakte Körper,
z.B. als Quader, oder auch anders geformte kompakte bzw. massive Schleifkörper, z.B.
als Schleifrad. Dabei sind sowohl zellige als auch zellfreie Ausführungen
bekannt. Die bekannten derartigen kompakten Körper wurden und werden regelmäßig als
ganzes in einer Form gegossen, wie es anmelderseitig schon seit
vier Jahrzehnten praktiziert wird.
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Diese
seit Jahrzehnten bekannten Schleifmittel mit elastischnachgiebigen
Bindemitteln der Schleifkörner
sind bisher wegen ihres Aufbaus als kompakte bzw. massive Schleifkörper regelmäßig ohne
im Schleifmittel integrierte Unterlage gefertigt. Bei Schleifmitteln
mit unelastischem Bindemittel bilden demgegenüber in branchenüblichem
Sprachgebrauch "Schleifmittel
auf Unterlage" seit
vielen Jahrzehnten eine eigene Produktklasse.
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Es
ist dabei schon seit 1982 bekannt (
US
4 317 660 ein flaches Schleifmittel, z.B. als flexibles glattes
Schleifband, so zu fertigen, dass eine flexible Unterlage mit einem
Punktförmigen
Bindemittelraster mittels einer Schablone belegt und dann mit Schleifmittelkörnern besprüht wird,
wonach die gewonnene Schicht ausgehärtet und gegebenenfalls dann
mit einer ebenfalls auszuhärtenden
Deckschicht versehen wird.
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Die
Erfindung bezieht sich ferner speziell auf Schleifmittel mit zellfreiem,
insbesondere ungeschäumtem,
Bindemittel im schon erwähnten
Gegensatz zu zelligem, insbesondere geschäumtem, Bindemittel.
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In
Bezug auf "Saechtling
Kunststoff Taschenbuch, 28. Ausgabe, von Karl Oberbach, Verlag Hansa,
S. 555, Bild 4.18" soll
deutlich gemacht werden, dass jedenfalls bei PUR (Polyurethan) – und wohl auch
bei allen anderen schaumbildenden Bindemitteln – generell zwischen Schaumstoffen
und zellfreien Bindungen unterschieden wird.
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Dabei
zerfallen die zellfreien PUR in einer für die Erfindung besonders wesentlichen
Gruppierung:
- Massive PUR
- Gieß-
und Sprühelastomere
- thermoplastische Elastomere
- Kautschuk
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Die
aus eingangs zum Stand der Technik angesprochenen elastisch-nachgiebigen
kompakten bzw. in der genannten Gruppierung "massiven" Körper
sind dabei speziell Gießelastomere.
Auch die erfindungsgemäßen Schleifmittel
verwenden insbesondere Gießelastomere.
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Bei
als Schaumstoff gefertigten Bindemitteln unterscheidet man zwischen
physikalisch bzw. mechanisch durch Lufteintrag hergestellte Schaumstoffen
und "chemisch" unter Verwendung
von Treibmitteln erzeugte Schaumstoffen.
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Die
Schleifmittel mit zellfreiem Bindemittel, auf die sich die Erfindung
bezieht, sind dadurch ausgezeichnet, dass sie weder physikalisch
noch chemisch durch dementsprechende konkrete Prozessführung zielgerichtet
aufgeschäumt
sind. Zielsetzung ist vielmehr, eine Aufschäumung im Rahmen des maximal
möglichen
zu vermeiden. Dabei können
allerdings in der Praxis restliche Zellbildungen nicht gänzlich vermieden
werden. Deswegen erscheint jedenfalls bei der Beschreibung des konkreten
marktfähig hergestellten
Schleifmittelprodukts die Bezugnahme auf tatsächliche und theoretische Dichten
im Verhältnis
für die
Praxis am sachgerechtesten.
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Für aufschäumende Bindemittel
lassen sich die Verhältnisse
am besten am Beispiel des PUR veranschaulichen. Gemäß "Saechtling Kunststoff
Taschenbuch, 28. Ausgabe, von Karl Oberbach, Verlag Hansa, S. 554ff,
kann man zwischen Formschäumen (30-300kg/m3),
Hartschäumen
(30-90kg/m3), sowie offenzelligen Schäumen (20-40kg/m3) unterscheiden.
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Erfindungsgemäß wird das
PUR aber massiv, insbesondere mit einer Dichte von nicht unter 800kg/m3, eingesetzt, was die minimale Porosität hinreichend
beschreibt.
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Schleifmittel
auf Unterlage, bei denen der Schleifkörper ein zelliges und insbesondere
aufgeschäumtes
Bindemittel aufweist, sind demgegenüber beispielsweise aus der
DE 31 14 001 A1 und
der
DE 19 07 983 A1 bekannt.
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Die
Erfindung bezieht sich schließlich
speziell auf Schleifmittel, deren Schleifkörper ein duroplastisches Bindemittel
der Schleifkörner
aufweist. Die Erfindung greift dabei auf an sich als Bindemittel
von Schleifkörnern
von Schleifkörpern
an sich bekannte Duroplaste zurück,
wie beispielsweise solche aus Polyurethan. Auch Kautschuk kann im
Rahmen der Erfindung als Bindemittel der Schleifkörner verwendet
werden.
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Ein
Beispiel eines thermoplastischen Bindemittels der Schleifkörner in
Form eines plastifizierten Kolloxylins zeigt demgegenüber die
DD 106 585 A , die
anders als bei den im Rahmen der Erfindung eingesetzten Duroplasten
zusätzlich
die Verwendung eines Weichmachers bzw. "Plastifikators" mit etwa gleichem Anteil (1:1 bzw.
0,8:1) verlangt. Auch ist zur Vermeidung eines Schmierens des Schleifmittels
ein Anteil von mindestens 60 Gewichtsprozent des Schleifpulvers
in dem Schleifkörper
verlangt, wobei beiläufig
ein entsprechender Anteil des Schleifpulvers von mehr als 80% als
schädlich
für eine
Haftung des Schleifkörpers
angesehen wird. Dieser bekannte Schleifkörper ist speziell für Ausbildung
des Schleifkörpers
als extrem dünne
Schleifmittelschicht mit einer Stärke der Schicht, gemessen senkrecht
zur Unterlage, im Bereich von 10 µm bis maximal 40 µm konzipiert.
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Nur
der Ordnung halber sei noch ein eher exotisches bekanntes Schleifmittel
erwähnt,
dessen Bindemittel für
die Schleifkörner
knetbar ist und sich so an vorgegebene Profile einer zu schleifenden Werkstückoberfläche anpassen
soll (
DD 255 903 A1 ).
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Im
Laufe der technischen Entwicklung der hier in Frage stehenden Schleifmittel
wurden die Arbeitsgeschwindigkeiten, z.B. eines rotierenden oder oszillierenden
Betriebs, auf der Seite der Schleifwerkzeuge oder der Schleifmaschinen
immer höher, so
dass schon vor etlichen Jahrzehnten homogene Schleifmittel mit elastisch-nachgiebigen
Bindemitteln den auftretenden Beschleunigungs- und Zugkräften einschl.
Zentrifugalkräften
nicht mehr Stand hielten, was ohne Sondermaßnahmen zu einer frühzeitigen Zerstörung der
von dem elastisch-nachgiebigen Bindemittel gebildeten Matrix des
Schleifmittel führte. Bei
Schleifrädern
besteht eine dieser Sondermaßnahmen
darin, den das Schleifmittel bildenden Schleifbelag eines festen
Kerns des Schleifrades immer dünner
zu bemessen, wodurch nur relativ kurze Standzeiten erreichbar sind.
Bei endlosen Schleifbändern
hat man auch schon vor fast einem halben Jahrhundert in Betracht
gezogen, ein als Unterlage dienendes Endlosband mit streifenförmigen Schleifkörpern zu
belegen, deren die Schleifkörner
enthaltende Matrix jeweils von einem nachgiebigen Polyurethanschaum
gebildet ist, wobei diese Schleifkörper einzeln auf dem Endlosband
mittels eines gesonderten Klebstoffes befestigt wurden (vgl.
GB-B 821929 , insbesondere
Seite 2 Zeilen 3 bis 7). Diese Idee erfordert jedoch einen für Serienfertigung
unverhältnismäßigen Herstellungsaufwand
durch Zuschnitt der Schleifkörper
und deren gesonderte Verklebung und hat daher bis heute keinen Eingang
in die Praxis gefunden.
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Für konventionelles
abtragendes Schleifen ist es seit jeher üblich, Schleifkörner, deren
Körngröße je nach
dem gewünschten
Ergebnis gewählt
wird, vermittels eines unelastischen Bindemittels, wie anfangs Hautleim
und jetzt Kunstharz, direkt auf einer Unterlage zu verkleben. Diese
Unterlage nimmt maschinenseitig erzeugte Zug- und Fliehkräfte auf.
In diesem konventionellen Fall sind die Schleifkörner nur einlagig auf der Unterlage
fixiert und ragen jeweils mit vorspringenden Abschnitten schleifwirksam aus
der mit dem Werkstück
in Schleifeingriff tretenden Kontaktfläche hervor. Sobald sich die
vorspringenden Abschnitte im Schleifbetrieb soweit abgebraucht haben,
dass das Bindemittel in reibenden Kontakt mit dem Werkstück tritt,
lässt der
Wirkungsgrad des Schleifens deutlich nach und es kommt zu unerwünschten
Verschmierungen des Bindemittels auf der geschliffenen Fläche des
Werkstücks.
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Bei
einem Schleifmittel, dessen Schleifkörner in einer Matrix eines
strahlungsgehärteten
unelastischen Bindemittels homogen auf einer über das Bindemittel gebundenen
Unterlage angeordnet sind, ist die Matrix in mehrere im gegenseitigem
Abstand verteilte Matrixkörper
aufgeteilt, die in Richtung von der jeweiligen freien Kontaktfläche mit
dem Werkstück
zur Unterlage zunehmenden Querschnitt parallel zur Unterlage haben
(
DE 692 10 221 T2 )
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Bei
einem abtragenden Schleifen ragen also jeweils schleifwirksame Teilbereiche
von Schleifkörnern
aus der Kontaktfläche
hervor, wobei die Güte der
geschliffenen Fläche
um so besser wird, je kleiner die Korngröße der Schleifkörner ist.
Hiervon unterscheiden muss man eine Endbearbeitung im sinne eines "Finishing", was auch mit Honen
oder Läppen vergleichbar
ist. Hierbei ist im wesentlichen kein abtragendes Schleifen mehr
angestrebt, sondern eine Reduzierung der Rau(h)tiefe der Oberflache.
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Für den Einsatz
bei modernen Schleifmaschinen sieht man für diesen Zweck des "Finishing" jetzt üblicherweise
als Schleif mittel Schleifvliese vor. Gem.
DE 696 09 709 T2 insbesondere
Anspruch 4) ist dabei eine Vielzahl von Schleifpartikeln mit einem offenen
lockeren Gewebe organischer Fasern über ein Bindemittelsystem verklebt.
Bei dem hiermit erfolgendem "Finis hing" werden Grate der
bearbeiteten Fläche
seitlich weggebogen oder gebrochen. Fehlstellen in der Schleiffläche des
Werkstücks,
wie etwa Kratzer und Schrammen, werden dabei aber nur kaschiert
und nicht herausgeschliffen.
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Der
Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Schleifmittel der im Oberbegriff
von Anspruch 1 genannten Art zu schaffen, welches als Massenartikel
bzw. Großserienartikel
in rationeller Massenfertigung bzw. Großserienfertigung für den Einsatz
als "Finishing-" Werkzeug an modernen
Schleifmaschinen geeignet ist und eine lange Standzeit mit hoher gleichbleibender "Finishing-" Güte
vereint.
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Diese
Aufgabe wird bei einem Schleifmittel mit den Merkmalen von Anspruch
1 gelöst.
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Bei
dem erfindungsgemäßem Schleifmittel ist
im Neuzustand bereits eine mit Schleifkörnern besetzte Kontaktfläche bereit
gestellt, die evtl. in der letzten Phase des Herstellungsprozesses
durch Ablösen
einer überdeckenden
Bindemittelhaut des Bindemittels der Matrix freigelegt werden muss.
Dabei ragen aus der dadurch gewonnenen ursprünglichen ersten Kontaktfläche mit
dem Werkstück
noch Abschnitte der Schleifkörner
heraus. Beim Durchführen des "Finishing" werden diese herausragenden
Abschnitte der Schleifkörner
jedoch ganz oder weitgehend in die Matrix eingedrückt, so
dass ein abtragender Schleifeingriff am Werkstück im wesentlichen unterbleibt.
Dabei wird eine Verschmierung der Schleiffläche am Werkstück dadurch
vermieden oder zumindest minimiert, dass sich während des Abbrauchs der Schleifkörnerbelegung
der Matrix das zuvor umgebende elastischnachgiebige Bindemittel
nicht auf der Schleiffläche
des Werkstücks
verschmiert, sondern radiergummiartig abreibt. Dabei brauchen sich
weniger die Schleifkörner
selber ab, sondern sie fallen nach und nach aus der jeweils aktuellen
Kontaktfläche
heraus. Dieser Ausfall von Schleifkörnern regeneriert sich dabei
kontinuierlich aus der Tiefe der Matrix, so dass während des "Finishing" trotz Abbrauch der
Matrix die Güte
des "Finishing" gleich bleibt. Dies gilt
sogar bis zum fast vollständigen-
Abbrauch der Matrix an deren Verbindung zur Unterlage. Die Unterlage
stellt dabei auch bei den hohen Arbeitsparametern wie Drehzahl,
Bandgeschwindigkeit oder Kennwerte einer Oszillation die gleichbleibende
Arbeitsgüte
unabhängig
vom Grad des Abbrauchs der Matrix sicher. Die Herstellung des erfindungsgemäßen Schleifmittels
lässt sich
dabei rationell und kostengünstig
in wenigen Arbeitsschritten vornehmen.
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Besonders
hervor zu heben ist auch die mit dem erfindungsgemäßen Schleifmittel
in Verbindung mit modernen Schleifmaschinen erreichbare Güte des "Finishing", die aus dem bisher
möglichen
hervor sticht. So ist die mit Schleifvliesen erreichbare "Finishing-" Wirkung nach der
Erfindung noch mit einer im Vergleich mit Schleifvliesen zusätzlichen
minimalen abtragenden Wirkung der Schleifkörner derart verbunden, dass
nach der Erfindung sogar Fehlstellen in der Schleiffläche nicht
nur kaschiert, sondern herausgeschliffen werden oder mindestens
aufgedeckt werden können.
Dies ermöglicht
in überraschender
Weise sogar ohne weitere Nachbehandlung eine fehlerfreie nachträgliche Verchromung
dafür geeigneter Werkstücke.
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Der
Abrieb ist im wesentlichen bestimmt durch die Wahl des Bindemittels,
die gegebenenfalls zugesetzten Füllstoffe
und die Kornart der Schleifkörner.
Für das
Bearbeiten der unterschiedlichen Werkstoffe, wie z.B. Messing, Aluminium
oder Edelstahl, kann das Bindemittel spezifisch eingestellt werden. Das
erfin dungsgemäße Schleifmittel
ist besonders wirksam beim "Finishing" von relativ rauhen
Werkstückoberflächen. Diese
lassen sich selbst dann zu extrem feinen und fehlerfreien Oberflächen einebnen,
wenn die Schleifkörner
im erfindungsgemäßen Schleifmittel
relativ grob sind.
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All
dies wird erreicht, in dem in Abweichung von der aktuellen Entwicklungstendenz
in neuartiger Weise auf die Verwendung elastisch-nachgiebiger Bindemittel
in der Matrix zurückgegriffen
wird, deren Berücksichtigung
jahrzehntelang stagniert hat.
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Die
Ansprüche
2 bis 43 betreffen vorteilhafte Weiterbildungen des erfindungsgemäßen Schleifmittels
und die Ansprüche
44 bis 49 bevorzugte Herstellungsvorrichtung des erfindungsgemäßen Schleifmittels.
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In
den Unteransprüchen
wird dabei, soweit generalisierende Begriffe angewandt sind, auf
den branchenüblichen
Sprachgebrauch, normgemäß unterstützt durch
physikalische Daten und die soweit üblichen Technologien Bezug
genommen.
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Besonders
hervorgehoben sei, daß bei
dem erfindungsgemäßen Schleifmittel
ein Schleifkörper, dessen
elastisch-nachgiebige Matrix ein zellfreies duroplastisches Bindemittel
aufweist, unmittelbar, also ohne Vermittlung einer gesonderten Klebschicht,
auf einer flexibel ausgebildeten Unterlage unter Bildung eines integralen
Körpers
aufgebracht ist, wobei bei Gebrauch des Schleifmittels fortwährend abgebrauchte
Schleifkörner
aus der Tiefe der Matrix heraus ersetzt werden und dies bis zum
völligen
oder nahezu völligen
Abbrauch des Schleifkörpers
bis an die flexible Unterlage heran ohne Verlust der Schleifgüte fortgesetzt
werden kann. Die elastisch-nachgiebige Ausbildung des Schleifkörpers aus Matrix
und Schleifkörnern
kann dabei dem ganzen Schleifmittel in Verbindung mit der Flexibilität der Unterlage
eine eigene Flexibilität
verleihen, die an den Anwendungsfall angepasst gewählt werden
kann. Außerdem
kann man dem Verbraucher dasselbe Schleifmittel unabhängig davon,
ob dieses seinerseits beim Schleifen flexibel sein muss oder nicht,
zur Verfügung
stellen. Dadurch erübrigt
es sich in vielen Anwendungsfällen,
für derartige
im Bedarf an Flexibilität
des Schleifmittels verschiedene Anwendungsfälle mehrerlei Schleifmittel
bei der Lagerhaltung vorrätig
zu halten.
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Die
Ansprüche
2 und 3 betreffen dabei bevorzugte Ober- und Untergrenzen der Dichte
des Bindemittels in der Matrix bzw. dem Schleifkörper.
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Die
Ansprüche
4 bis 8 betreffen bevorzugte Auswahlkriterien bezüglich der
elastisch-nachgiebigen Ausbildung der Matrix hinsichtlich Elastizität (Ansprüche 4 und
5), Härte
(Ansprüche
6 und 7) und Bruchdehnung (Anspruch 8).
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Die
in den Ansprüchen
2 bis 8 angegebenen Grenzwerte von Bereichen von Dichte (Ansprüche 2 und
3), Elastizität
(Ansprüche
4 und 5), Härte
(Ansprüche
6 und 7) und Bruchdehnung (Anspruch 8), sind dabei normgemäß festgelegt.
Insbesondere können
dabei die deutschen DIN-Normen oder die weltweit gültigen ISO-Normen
zugrunde gelegt werden. Speziell gelten dabei folgende Zuordnungen:
- Dichte: DIN 53479 bzw. ISO 1183 (Ansprüche 2 und 3)
- Elastizität:
DIN 53513 bzw. ISO 527-2 (Ansprüche
4 und 5)
- Härte:
DIN 53505 bzw. ISO 868 (Ansprüche
6 und 7)
- Bruchdehnung: DIN 53504 bzw. ISO 527-1 (Anspruch 8).
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Anspruch
9 gibt bevorzugte Kriterien an, unter denen die Unterlage der Matrix
bzw. des Schleifkörpers
als flexibel gilt.
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Die
Ansprüche
10 und 11 betreffen bevorzugte Bemessungen der Stärke der
Matrix senkrecht zur Unterlage hinsichtlich minimaler Stärke (Anspruch
10) und maximaler Stärke
(Anspruch 11). Derzeit vorzugsweise zur Anwendung vorgesehene Stärken sind
1000 µm,
also 1,0 mm, und 1500 µm, also
1,5 mm. Ein besonders hervorzuhebender Anwendungsfall der Erfindung
ist in diesem Sinne die Herstellung des Schleifmittels als Flachmaterial,
insbesondere als Bahnware.
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Die
Ansprüche
12 und 13 betreffen bevorzugte Bemessungen des Verhältnisses
der Volumenanteile der Schleifkörner
und des Bindemittels der Matrix unter Angabe einer Untergrenze (Anspruch 12)
und einer Obergrenze (Anspruch 13).
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Anspruch
14 gibt bevorzugte Korngrößenbereiche
der Schleifkörner
an.
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Anspruch
15 gibt bevorzugte Größenbereiche
der Shorehärte
des Schleifmittels an.
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Die
Ansprüche
16 bis 20 betreffen bevorzugte Materialien für das zellfreie duroplastische
Bindemittel. Dieses kann gemäß Anspruch
21 in branchenüblicher
Weise gefüllt
sein, wozu die Ansprüche
22 und 23 spezielle Rezepturen angeben.
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Anspruch
24 betrifft eine spezielle Rezeptur für den Fall, daß das Bindemittel
der Art nach aufschäumen
kann, was im Rahmen der Erfindung so gut wie möglich vermieden werden soll.
Hierzu sieht Anspruch 24 die Verwendung speziell eines Schauminhibitors
als ein Zusatzstoff zum Bindemittel an.
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Die
Ansprüche
25 und 27 betreffen bevorzugte Auswahlen der Art der Schleifkörner.
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Die
Ansprüche
28 bis 30 betreffen bevorzugte Anordnungen der Schleifkörner in
der Matrix.
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Die
Ansprüche
31 bis 34 betreffen bevorzugte Unterteilungen der Matrix in einzelne
Matrixkörper.
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Die
Ansprüche
35 bis 38 betreffen bevorzugte Gestaltungen der Unterlage.
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Die
Ansprüche
39 bis 42 betreffen bevorzugte geometrische Gestaltungen des Schleifmittels
für unterschiedliche
Schleifwerkzeuge.
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Anspruch
43 schließlich
betrifft eine bevorzugte Ausbildung der ursprünglichen Kontaktfläche des
Schleifmittels in dessen marktfähiger
Ausbildung vor dessen Einsatz am zu schleifendem Werkstück.
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Von
besonderem Interesse ist die Variante gemäß Anspruch 39 mit Ausbildung
des erfindungsgemäßen Schleifmittels
als Endlosband. In dieser Ausbildung lässt sich die Einwirkung auf
das Werkstück
bei dem selben Schleifmittel auch noch dadurch variieren, an welchem
Ort des Endlosbandes die Einwirkung auf das Werkstück erfolgt.
Besonders hervorzuheben sind die Einwirkungsorte einerseits an einem
Kontaktrad und anderseits an einem freien Trum des Endlosbandes.
Auch die Härte
des Kontaktrades und die Bandgeschwindigkeit können als sinnvolle Einflussgrößen dienen.
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Die
Erfindung betrifft auch Verfahren zur Herstellung des erfindungsgemäßen Schleifmittels,
vgl. Ansprüche
44 bis 49.
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Die
Erfindung wird im Folgenden anhand der 1 bis 3 an
einem speziellen Ausführungsbeispiel
näher erläutert, an
dem auch die allgemeine Erfindungsidee veranschaulicht wird.
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1 zeigt
die Kontaktfläche
des Schleifmittels in Teilansicht, 2 eine vergrößerte Teilansicht von 1 entsprechend
dem in 1 dargestellten weißen Kreis und 3 in
weiterer Vergrößerung die Darstellung
eines Querschnittsabschnittes des selben Schleifmittels senkrecht
zur Kontaktfläche.
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Bei
dem in allen Figuren dargestellten Schleifmittel ist eine flexible
tragende Unterlage 2 mit einer Matrix 4 (in 3 punktiert
dargestellt), bestehend aus einem elastischnachgiebigen und zellfreien duroplastischen
Bindemittel 6, z.B. aus ungeschäumten Polyurethan, sowie Füll- und
Zusatzstoffen, verklebt, wobei in die Matrix 4 in homogener
Verteilung oder in parallel zur Unterlage 2 parallelen
Lagen Schleifkörner 8 eingelagert
sind. Das Bindemittel 6 dient dabei nicht nur zur Bindung
der Schleifkörner
S in der Matrix 4, sondern zugleich auch der Matrix 4 mit
der Unterlage 2, und macht somit eine gesonderte Klebschicht
zwischen Matrix 4 und Unterlage 2 entbehrlich.
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Auf
der der Unterlage 2 abgewandten Seite der Matrix 4 ist
eine freie Kontaktfläche 10 parallel
zur Unterlage 2 ausgebildet. An der Kontaktfläche 10 ragen
dann, wenn das Schleifmittel außer
Betrieb ist, freie Grate der Schleifkörner 8 unter der Rückstellkraft
des elastisch-nachgiebigen Bindemittels 6 etwas heraus,
was zeichnerisch nicht dargestellt ist. Im Betrieb sind die Schleifkörner im
Bereich der freien Kontaktfläche 10 in
Wechselwirkung mit einem nicht dargestellten Werkstück und gegen
die Rückstellkraft des
elastisch-nachgiebigen Bindemittels 6 ganz oder weitgehend
ganz in die Matrix 4 eingedrückt. Aber auch im Ursprungszustand
bzw. im Zustand außer Betrieb
ragen Schleifkörner 8 aus
der Kontaktfläche nur
soweit heraus, dass zusammen mit dem Bindemittel 6 der
Matrix 4 an der Kontaktfläche 10 eine Mikrostruktur
ausgebildet ist.
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Darüber hinaus
zeigt die dargestellte spezielle Ausführungsform noch folgende Besonderheit:
Bei
durchgehender Unterlage 2 ist die Matrix 4 in
eine Vielzahl von regelmäßig sechseckigen
Matrixkörpern 4a unterteilt,
deren Begrenzungsflächen
am sechseckigen Umriss senkrecht zur Unterlage 2 verlaufen, so
dass unabhängig
vom Abnutzungsgrad der Matrix 4 der selbe regelmäßig sechseckige
Querschnitt des jeweiligen Matrixkörpers 4a zur jeweiligen
Unterlage 2 bzw. parallel zur Kontaktfläche 10 verbleibt.
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Die
Matrixkörper 4a erheben
sich jeweils einzeln von der Unterlage 2. Dabei verbleibt
zwischen ihnen jeweils ein gleichbleibend bemessener durchgehender
lichter Spalt 12, der von der Unterlage 2 ausgeht
und sich bis in den Bereich der Kontaktfläche 10 erstreckt.
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Die
lichten Spalte 12 können
zur Luft- oder Flüssigkeitskühlung des
nicht dargestellten Werkstücks
benutzt werden.
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Wie
dargestellt bilden die Matrixkörper 4a eine
gleichmäßige Wabenstruktur
der Matrix 4. Die Schleifrichtung 16 ist dabei
so gewählt,
dass sie auf der gedachten Verbindungslinie von zwei gegenüberliegenden
Ecken eines Matrixkörpers 4a verläuft. Diese
sind ihrerseits gegeneinander jeweils auf Lücke versetzt angeordnet, so
dass auch bei Destabilisierung eines Matrixkörpers 4a eine gegenseitige
Abstützung
an einem benachbarten nicht destabilisierten Matrixkörper 4a gegeben
ist.
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Unabhängig von
der hier dargestellten speziellen sechseckigen Gestalt der einzelnen
Matrixkörper 4a wird
deren Gestalt und Anordnung in der Matrix 4 zweckmäßig so gewählt, dass
die Verbindung der in einzelne Matrixkörper 4a aufgelöste Matrix 4 mit
der Unterlage 2 die Flexibilität des ganzen Schleifkörpers erhöht. Das
ist insbesondere dann besonders vorteilhaft, wenn das Schleifmittel
in nicht dargestellter Weise ein Endlosband ist.
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Versuchsbeispiel:
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Versuchsaufbau:
- Rohrbandschleifer: Flex LBR 1506 VRA, 1200 Watt
- Bandlänge
(Endlosband): 40 mm × 618
mm
- Schnittgeschwindigkeit: 14 m/s
- Werkstück:
Edelstahlrohr, Werkstoff-Nr. 1.4301, Abmessung: 50 mm × 2,5 mm
- Bearbeitung: Maschine wird von Hand über das Rohr geführt
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Versuchsvorbereitung:
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Die
Edelstahlrohre werden zunächst
auf einer Centerless- Schleifmaschine
mit einem Schleifband Korngröße P80 vorgeschliffen.
Der Mittenrauwert beträgt
nach dem Vorschliff ca. Ra = 2,6 µm.
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Versuchsdurchführung:
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Üblicherweise
werden im Bereich von Geländern
oder Fassaden aus Edelstahl Mittenrauwerte von Ra = 0,5 µm gefordert.
Zur Erreichung wird gewöhnlich
die folgende Kornsequenz verwendet: P120-P180-P280. Als Schleifbänder werden
z.B. Standardschleifbänder
CS 310 XE (flexibler Baumwollträger
ca. 320g/m2, Schleifkorn Aluminiumoxid, Phenolharzbindung)
eingesetzt. Es werden bislang zur Erreichung der geforderten Oberflächengüte mindestens
drei Schleifdurchgänge
(Korn P120-P180-P280) benötigt.
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Zum
Vergleich wurde unter Verwendung des gleichen Versuchsaufbaus und
der gleichen Versuchsvorbereitung ein erfindungsgemäßes Endlosband
eingesetzt mit folgenden Charakteristika: flexibler Baumwollträger ca.
320 g/m2 als Unterlage, Polyurethan als
zellfreies duroplastisches Bindemittel mit einer Schichtstärke von
1200 µm,
Schleifkorn Siliciumcarbid P60 in homogener Verteilung im Bindemittel.
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Innerhalb
von nur einem Schleifdurchgang konnte ein Mittenrauwert von Ra =
0,5 µm
erreicht werden.