DE102010020601A1

DE102010020601A1 - Schleifscheibe

Info

Publication number: DE102010020601A1
Application number: DE201010020601
Authority: DE
Inventors: Ralf Thede; Jürgen Szepanski
Original assignee: Saint Gobain Diamantwerkzeuge GmbH and Co KG
Current assignee: Saint Gobain Diamantwerkzeuge GmbH and Co KG
Priority date: 2010-05-14
Filing date: 2010-05-14
Publication date: 2011-11-17
Anticipated expiration: 2030-05-15
Also published as: WO2011141500A1; DE102010020601B4

Abstract

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Schleifscheibe, die einen Träger 1, der zum Anbringen in der Mitte 6 durchbohrt ist und einen Arbeitsbereich 2 umfasst, der den äußeren Rand der Schleifscheibe 7 bildet und mindestens zwei unterschiedliche ringförmige abrasive Beschichtungen 3 und 4 aufweist, die aneinander angrenzend miteinander verbunden sind, wobei die äußere ringförmige abrasive Beschichtung 4 grobes Korn und die innere abrasive Beschichtung 3 feines Korn enthält.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Schleifscheibe mit einer Arbeitsfläche mit zwei unterschiedlichen abrasiven Beschichtungen.
Eine Schleifscheibe kann in verschiedenen Formen vorliegen. Die am weitesten verbreiteten Schleifscheiben bestehen aus einer Übereinanderanordnung der folgenden drei Bestandteile, nämlich einem starren Träger, auf welchem eine Schicht aus Schleifteilchen angeordnet ist, die am Träger durch mindestens eine oder zwei Bindemittelschichten befestigt sind. Diese Materialien werden anschließend zur gewünschten kreisrunden Form zugeschnitten und in der Mitte mit einer Öffnung durchbohrt, welche ihre Befestigung durch Festziehen auf der Welle eines Werkzeugs erlaubt.
Weitere Schleifscheiben bestehen aus einem starren Träger, der am Rand mit einem Arbeitsbereich versehen ist, in welchem Haare oder Bürsten, die beispielsweise aus Metall bestehen und derart verteilt sind, dass die Ebene, die durch den Arbeitbereich führt parallel zur Schleifscheibenebene oder senkrecht zur Rotationsachse der Schleifscheibe ist, nachdem diese am Werkzeug befestigt worden ist.
Weitere Schleifscheiben bestehen aus einem starren Träger und sind am Rand in ihrem Arbeitsbereich mit Lamellen versehen, die aus herkömmlichen Schleifmitteln bestehen. Die Lamellen sind mit einem am Rand am Umfang der Schleifscheibe befestigt, wobei ihre gegenüberliegenden freien Ränder Schleifkanten bilden. Sie sind geneigt und genügend nah voneinander entfernt, um sich teilweise in einem gegebenen Maß zu überlappen.
Die Auswahl der Schleifscheibe erfolgt in Abhängigkeit von der Beschaffenheit des zu schleifenden Materials, wie Holz, Kunststoff, Verbundwerkstoff oder Metall und der Menge des zu entfernenden Materials.
Aus US 3,628,292 A ist eine Schleifscheibe bekannt, die mit einer Beschichtung versehen ist, die in einem Harzbindemittel Schleifkörnen enthält. Die Schleifscheibe ist mit Bürsten und Hohlräumen versehen, die sich radial abwechseln.
Aus US 5,197,249 A ist eine segmentierte Schleifscheibe bekannt, die vom Schleifmittel freie Bereiche enthält, um die Labensdauer der Schleifscheibe zu verlängern.
Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, eine Schleifscheibe mit einer Arbeitsfläche bereitzustellen mit der schnell geschliffen werden kann und mit der eine gute Oberfläche erzielt wird.
Die vorliegende Erfindung wird durch eine Schleifscheibe gelöst, die einen Träger, der zum Anbringen in der Mitte durchbohrt ist und einen Arbeitsbereich umfasst, der den äußeren Rand der Schleifscheibe bildet und mindestens zwei unterschiedliche ringförmige abrasive Beschichtungen aufweist, die aneinander angrenzend miteinander verbunden sind, wobei die äußere ringförmige abrasive Beschichtung grobes Korn und die innere abrasive Beschichtung feines Korn enthält.
Eine bevorzugte Ausgestaltung der Erfindung ist eine Schleifscheibe, wobei eine abrasive Beschichtung ein grobes Korn von D64 bis D126 aufweist und eine abrasive Beschichtung ein feines Korn von D15 bis D46 aufweist.
Eine andere bevorzugte Ausgestaltung der Erfindung ist eine Schleifscheibe, wobei eine abrasive Beschichtung ein grobes Korn von D46 bis D151 aufweist und eine abrasive Beschichtung ein feines Korn von D7 bis D76 aufweist.
Die Bereiche für die Korngröße entsprechen etwa der Dimension Mikrometer (μm). Die angaben der Korngrößen erfolgen gemäß der Federation of European Producers of Abrasivs (FEPA). Den Zahlen werden die Buchstaben D für Diamant oder B für Borazon vorangestellt. Die hier genannten Korngrößenangaben entsprechen der DIN ISO 6106.

Die nachstehende Tabelle 1 offenbart wie die angegebenen Korngrößen auf andere geltende Einheiten bezogen werden können: Tabelle 1

FEPA Korngröße in etwa in μm	U.S. Standart ASTME 11	British BS 1987
181	80/100	85/100
151	100/120	100/120
126	120/140	120/150
107	140/170	150/170
91	170/200	170/200
76	200/230	200/240
64	230/270	240/300
54	270/325	300/350
46	325/400	350/400

Eine bevorzugte Ausgestaltung der Erfindung ist eine Schleifscheibe, wobei der Arbeitsbereich eine Kombination aus einer abrasiven Beschichtung mit D64 bis D91 grob und einer abrasiven Beschichtung mit D25 bis D46 fein aufweist.
Eine bevorzugte Ausgestaltung der Erfindung ist eine Schleifscheibe, wobei die abrasiven Beschichtungen Phenolharz, Polyamidharz, Metallpulver, Diamant oder Bornitrid, insbesondere Borazon enthalten. Thermisch härtbare Bindemittel schließen Phenolharze, Epoxidharze und Alkydharze ein. Der anzuwendende Schleifkörper kann in die Formulierung vor der Auftragung eingeschlossen sein oder kann auf die Bindemittelschicht nach ihrer Auftragung und vor dem Härten aufgetragen werden.
Der Schleifkörper wird vor der Auftragung in die Formulierung in einer Menge von bis zu etwa 50 Gewichtsprozent der Formulierung eingearbeitet.
Der Schleifkörper kann gebranntes Aluminiumoxid, keramisches Aluminiumoxid, Siliziumcarbid, Chromoxid, Aluminiumoxid, Zirconiumoxid, Diamant, Eisenoxid, Ceroxid, kubisches Bornitrid, Borcarbid, Granat und Kombinationen davon umfassen.
Beliebige andere synthetische oder natürliche Schleifkörper, die auf dem Fachgebiet bekannt sind, können auch verwendet werden. Die Verteilung des Schleifkörpers auf der Trägerschicht und deren mittlere Teilchengröße und Größenverteilung können herkömmlich sein. Sie können orientiert sein oder können ohne Orientierung aufgetragen werden.
Bornitrid ist bei Normalbedingungen analog zu Graphit aufgebaut und darüber hinaus sehr temperaturbeständig. Es reagiert erst bei 750°C mit Luft. Die diamantähnliche besonders bevorzugte Modifikation Borazon ist nach Diamant das härteste Material.
Eine bevorzugte Ausgestaltung der Erfindung ist eine Schleifscheibe, wobei der Träger im Wesentlichen starr ist und einen Verbundwerkstoff mit mindestens einem Kunststoff wie Phenolharz und/oder Polyamidharz mit Verstärkungsfasern wie Glasfasern oder Metalle wie Stahl, Aluminium oder Aluminiumlegierungen enthält.
Bevorzugt werden Aluminiumlegierungen verwendet. Die Legierungen enthalten Aluminium, Magnesium, Silizium Eisen, Kupfer, Mangan, Zinn, Titan und andere Metalle. Besonders bevorzugt wird die Aluminiumlegierung verwendet. Die Legierung hat die in Tabelle 2 aufgeführte Zusammensetzung. Darunter fällt die ganz besonders bevorzugte Aluminiumlegierung AlMgSi1. Tabelle 2

Metalle Anteile

Si 0,7–1,3

Fe 0,5

Cu 0,6–1,2

Mn 0,4–1,0

Mg 0,6–1,2

Cr 0,25

Zn 0,20

Ti 0,10

Al Rest
Eine bevorzugte Ausgestaltung der Erfindung ist eine Schleifscheibe, wobei die Schleifscheibe einen Durchmesser von 75 mm bis 250 mm, besonders bevorzugt von 100 mm bis 200 mm aufweist. Sehr vorteilhaft sind Durchmesser von 125 mm, 150 mm und 200 mm. Mit den erfindungsgemäßen Durchmessern werden lange Standzeiten erreicht.
Eine bevorzugte Ausgestaltung der Erfindung ist eine Schleifscheibe, wobei die Belagbreite des Arbeitsbereichs von 2,0 mm bis 5,0 mm, bevorzugt von 2,5 mm bis 2,9 mm beträgt. Der Arbeitsbereich ist vorteilhafter weise sehr schmal und passt in die Lücken, insbesondere zwischen Zähnen des zu schleifenden Werkstücks, zum Beispiel bei einem Kreissägeblatt.
Eine bevorzugte Ausgestaltung der Erfindung ist eine Schleifscheibe, wobei der äußere Belagwinkel α von 15° bis 30°, bevorzugt von 20° bis 25° beträgt. Mit diesen Belagwinkeln werden gute Ergebnisse beim schleifen erzielt.
Die axiale Belagtiefe beträgt erfindungsgemäß von 1 mm bis 15 mm von 4 mm bis 6 mm. Die Gesamthöhe der Schleifscheibe beträgt erfindungsgemäß von 10 mm bis 15 mm, bevorzugt von 11 mm bis 14 mm.
Eine bevorzugte Ausgestaltung der Erfindung ist eine Schleifscheibe, wobei die abrasive Beschichtung mit groben Korn eine untere Schicht bildet, die horizontal und vertikal mit dem Träger in der Aussparung verbunden ist und die abrasive Beschichtung mit feinem Korn eine obere Schicht bildet, die horizontal mit der abrasive Beschichtung und vertikal mit dem Träger in der Aussparung verbunden ist.
Die vorliegende Erfindung wird weiter durch ein Verfahren zur Herstellung einer Schleifscheibe gelöst, wobei:

a) der Träger mit einer Bohrung und Aussparung am Rand gefertigt wird,
b) die abrasive Beschichtung mit groben Korn als untere kreisförmige Schicht aufgebracht und horizontal und vertikal mit dem Träger in der Aussparung verbunden wird und thermisch gehärtet wird,
c) die abrasive Beschichtung mit feinen Korn als obere kreisförmige Schicht auf die abrasive Beschichtung mit groben Korn aufgebracht und vertikal mit dem Träger in der Aussparung verbunden wird und thermisch gehärtet wird und
d) der Arbeitsbereich mit der äußeren ringförmigen abrasiven Beschichtung mit groben Korn und der inneren abrasiven Beschichtung mit feinen Korn mechanisch bearbeitet wird.

Die vorliegende Erfindung wird weiter durch die Verwendung einer Schleifscheibe zum Schleifen von Brustflächen, Spanflächen und Rücken von Sägezähnen bei Trennkreissägeblättern und für den Einsatz in Sägenschärfautomaten gelöst. Dabei wird mit einer Schleifscheibe schnell geschliffen und eine gute Oberfläche erhalten.
Besonders wirksam lassen sich Hartmetallzähne von Trennkreissägeblättern, insbesondere bei kleinen Zahnlücken, sogenannten Spanräumen schleifen.
Durch die erfindungsgemäße Schleifscheibe mit zwei abrasiven Beschichtungen wird Zeit gespart, wobei eine verbesserte Ebenheit der Spanfläche des Hartmetallsägezahns im Kreissägeblatt erhalten wird. Dieses Ergebnis war überraschend und unerwartet.
Die Erfindung wird anhand einer Zeichnung und eines Beispiels näher erläutert.
Es zeigen:
1: eine Draufsicht auf eine erfindungsgemäße Schleifscheibe,
2: eine Querschnittzeichnung entlang der Linie A-A' in 1.
Die in 1 dargestellte Draufsicht zeigt die erfindungsgemäße Schleifscheibe 7 von oben. Der Träger 1 besteht bevorzugt aus einer Aluminiumlegierung (AlMgSi1). Der Träger 1 ist zum Anbringen in der Mitte durchbohrt. Die Bohrung 6 hat einen Durchmesser von 32 mm. Der Arbeitsbereich 2 bildet den äußeren Rand der Schleifscheibe 7. Die Hauptbestandteile des Arbeitsbereichs 2 sind Phenolharz, Metallpulver und als Schleifmittel Diamant. Der Arbeitsbereich 2 umfasst mindestens zwei unterschiedliche ringförmige abrasive Beschichtungen 3 und 4. Die abrasiven Beschichtungen 3 und 4 sind aneinander angrenzend und miteinander verbunden. Die äußere ringförmige abrasive Beschichtung 4 enthält grobes Korn. Die innere abrasive Beschichtung 3 enthält feines Korn. In 2 werden aus dem Querschnitt die Ausmaße, die Dicken und die Geometrie der Schleifscheibe 7 deutlich. Die abrasive Beschichtung 3 mit groben Korn bildet eine untere Schicht, die horizontal und vertikal mit dem Träger 1 in der Aussparung 5 verbunden ist. Die abrasive Beschichtung 4 mit feinem Korn bildet eine obere Schicht, die horizontal mit der abrasive Beschichtung 3 und vertikal mit dem Träger 1 in der Aussparung 5 verbunden ist. Deutlich sichtbar sind die Belagbreite w, die axial gemessene Belagtiefe x und der Belagwinkel α der Schleifscheibe 7.
Beispiel
Die erfindungsgemäße Schleifscheiben S1 wurde getestet. Die Schleifscheibe S1 hatte einen Durchmesser von 125 mm und eine Bohrung mit einem Durchmesser von 32 mm. Die Höhe der Schleifscheibe S1 betrug 13 mm. Die Belagbreite w der Schleifscheibe S1 lag bei 2,5 mm. Die axial gemessene Belagtiefe x der Schleifscheibe S1 betrug 5,5 m. Der Belagwinkel α betrug 25°. Der Arbeitsbereich 2 der Schleifscheibe S1 enthielt zwei abrasive Schleifflächen 3 und 4.
Vergleichsbeispiel
Es wurden zwei Schleifscheiben T1 und T2 nach dem Stand der Technik mit denselben Ausmaßen und Zusammensetzungen wie Schleifscheibe S1 hergestellt. Der Arbeitsbereich der Schleifscheiben T1 und T2 enthielt dagegen nur eine abrasive Beschichtung.

Die Zusammensetzungen sowie die Ergebnisse der Schleifscheiben S1, T1 und T2 gehen aus der nachstehenden Tabelle 3 hervor. Tabelle 3

Schleifscheibe	Arbeitsfläche	Ergebnis
S1	D76 grob / D46 fein	Es wurde schnell geschliffen und gleichzeitig gute Oberflächenqualität erzielt.
T1	D76	Es konnte zwar schnell aber mit zu hohem Abtrag geschliffen werden.
T2	D46	Es konnte nur langsamer geschliffen werden aber mit verbesserter Oberflächenqualität als mit D76.

Dieses Ergebnis war unerwartet und für den Fachmann überraschend.
Bezugszeichenliste

1: Träger
2: Arbeitsbereich
3: Schleifbelag
4: Schleifbelag
5: Aussparung
6: Bohrung
7: Schleifscheibe
α: äußerer Belagwinkel
w: Belagbreite
X: axial gemessene Belagtiefe

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
Zitierte Patentliteratur

US 3628292 A [0006]
US 5197249 A [0007]

Zitierte Nicht-Patentliteratur

DIN ISO 6106 [0012]

Claims

Schleifscheibe, die einen Träger (1), der zum Anbringen in der Mitte (6) durchbohrt ist und einen Arbeitsbereich (2) umfasst, der den äußeren Rand der Schleifscheibe (7) bildet und mindestens zwei unterschiedliche ringförmige abrasive Beschichtungen (3, 4) aufweist, die aneinander angrenzend miteinander verbunden sind, wobei die äußere ringförmige abrasive Beschichtung (4) grobes Korn und die innere abrasive Beschichtung (3) feines Korn enthält.
Schleifscheibe nach Anspruch 1, wobei die abrasive Beschichtung (3) ein grobes Korn von D64 bis D126 aufweist und die abrasive Beschichtung (4) ein feines Korn von D15 bis D46 aufweist.
Schleifscheibe nach Anspruch 1 oder 2, wobei der Arbeitsbereich (2) eine Kombination aus abrasiver Beschichtung (3) mit D64 bis D91 grob und abrasiver Beschichtung (4) mit D25 bis D46 fein aufweist.
Schleifscheibe nach einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei die abrasiven Beschichtungen (3, 4) Phenolharz, Polyamidharz, Metallpulver, Diamant oder Bornitrid, insbesondere Borazon enthalten.
Schleifscheibe nach einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei der Träger (1) im Wesentlichen starr ist und einen Verbundwerkstoff mit mindestens einem Kunststoff wie Phenolharz und/oder Polyamidharz mit Verstärkungsfasern wie Glasfasern oder Metalle wie Stahl, Aluminium oder Aluminiumlegierungen enthält.
Schleifscheibe nach einem der Ansprüche 1 bis 5, wobei die Schleifscheibe (7) einen Durchmesser von 75 mm bis 250 mm, bevorzugt von 100 mm bis 200 mm aufweist.
Schleifscheibe nach einem der Ansprüche 1 bis 6 wobei die Belagbreite des Arbeitsbereichs (2) von 2,0 mm bis 5,0 mm, bevorzugt von 2,5 mm bis 2,9 mm beträgt.
Schleifscheibe nach einem der Ansprüche 1 bis 7, wobei der äußere Belagwinkel α von 15° bis 30°, bevorzugt von 20° bis 25° beträgt.
Schleifscheibe nach einem der Ansprüche 1 bis 8, wobei die abrasive Beschichtung (4) mit groben Korn eine untere Schicht bildet, die horizontal und vertikal mit dem Träger (1) in der Aussparung (5) verbunden ist und die abrasive Beschichtung (3) mit feinem Korn eine obere Schicht bildet, die horizontal mit der abrasive Beschichtung (4) und vertikal mit dem Träger (1) in der Aussparung (5) verbunden ist.
Verfahren zur Herstellung einer Schleifscheibe nach einem der Ansprüche 1 bis 9, wobei: a) der Träger (1) mit einer Bohrung (6) und Aussparung (5) am Rand gefertigt wird, b) die abrasive Beschichtung (4) mit groben Korn als untere kreisförmige Schicht aufgebracht und horizontal und vertikal mit dem Träger (1) in der Aussparung (5) verbunden wird und thermisch gehärtet wird, c) die abrasive Beschichtung (3) mit feinen Korn als obere kreisförmige Schicht auf die abrasive Beschichtung (4) mit groben Korn aufgebracht und vertikal mit dem Träger (1) in der Aussparung (5) verbunden wird und thermisch gehärtet wird und d) der Arbeitsbereich (2) mit der äußeren ringförmigen abrasiven Beschichtung (4) mit groben Korn und der inneren abrasiven Beschichtung (3) mit feinen Korn mechanisch bearbeitet wird.
Verwendung einer Schleifscheibe nach einem der Ansprüche 1 bis 9 zum Schleifen von Brustflächen, Spanflächen und Rücken von Sägezähnen bei Trennkreissägeblättern und für den Einsatz in Sägenschärfautomaten, wobei mit einer Schleifscheibe schnell geschliffen und eine gute Oberfläche erhalten wird.