DE102011008044A1

DE102011008044A1 - Schleifscheibe

Info

Publication number: DE102011008044A1
Application number: DE102011008044A
Authority: DE
Inventors: Dr. Schaube Jens; Florian Plenk; Judith Zahn; Dr. Adasch Volker; Bettina Brem
Original assignee: DRONCO AG; Gummiwerk Kraiburg GmbH and Co KG
Current assignee: Dronco De GmbH; Gummiwerk Kraiburg GmbH and Co KG
Priority date: 2011-01-05
Filing date: 2011-01-05
Publication date: 2012-07-05
Anticipated expiration: 2031-01-06
Also published as: DE102011008044B4

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Schleifscheibe (1), um (4, 7) mit einem kunststoffgebundenen, insbesondere kunstharzgebunden Trägermaterial und Schleifkörpern und wenigstens ein Dämpfungselement (5) mit einem aus wenigstens einem Elastomer oder einer Elastomermischung gebildeten Dämpfungsmaterial, wobei das wenigstens eine Trägerelement (4) mit dem wenigstens einen Dämpfungselement (5) stoffschlüssig, insbesondere durch eine gemeinsame Behandlung mittels Energiezufuhr zusammengefügt ist. Die Erfindung betrifft weiterhin ein Verfahren zur Herstellung einer Schleifscheibe.

Description

Die Erfindung betrifft eine Schleifscheibe sowie ein Verfahren zum Herstellen einer Schleifscheibe.
Wenn in dieser Anmeldung von einer Schleifscheibe gesprochen wird, versteht der Fachmann darunter nicht nur Schleifscheiben, sondern auch Schruppscheiben oder Trennscheiben.
Schleifscheiben gehören üblicherweise zu den Werkzeugen zum Spanabhebenden Bearbeiten von Werkstücken mit einer Vielzahl von geometrisch unbestimmten Schneiden aus gebundenem Korn. Vorzugsweise wird die Schleifscheibe in einem zentralen Kopplungsbereich, in dem typischerweise ein Stahlring, eine Halterung oder einfach ein Loch vorgesehen ist, auf einer Spindel oder Abtriebswelle einer tragbaren oder auch einer fest installierten Schleifmaschine befestigt.
Bei der Bearbeitung führt die Schleifscheibe somit vorzugsweise eine rotierende Hauptbewegung um eine durch den zentralen Kopplungsbereich verlaufende Drehachse aus. Schleifscheiben werden neben der geometrischen Ausbildung und den Hauptabmessungen durch das Schleifmittel (Schleifkorn), dessen Körnung, Härtegrad, Gefüge und Bindung gekennzeichnet.
Beim Schleifen trennen die auf der Arbeitsfläche der Schleifscheibe verteilten Schneidelemente mit sehr hoher Geschwindigkeit eine große Anzahl kleiner Späne von der Werkstückoberfläche ab. Dabei können Schleifbereiche oder Schleifflächen außerhalb des Kopplungsbereichs an einer Flachseite senkrecht oder schräg zur Drehachse und/oder an einer Schmalseite am Umfang der Schleifscheibe, Schrupp- oder Trennscheibe angeordnet sein. Beim Schleifen mit der Umfangsfläche kann die Schleifscheibe insbesondere zum Trennen eingesetzt werden und wird dann auch Trennscheibe genannt.
Schleifscheiben werden beispielsweise dadurch hergestellt, dass Schleifkörner in eine Trägermatrix eingebettet werden, die beispielsweise aus Kunststoff, Insbesondere Kunstharz, z. B. mit Korund als Schleifmaterial, oder auch aus Metall oder einer Metalllegierung, z. B. mit Diamant als Schleifmaterial, besteht. Die fertige Mischung aus Trägermatrix und Schleifkörnern wird als Trag- und Schleifschicht oder auch als Granulatschicht bezeichnet.
Die Schleifscheibe wird bei dem Spanabnahmeprozess mechanisch, thermisch und chemisch beansprucht. Die eingebrachte mechanische Energie wird in Wärme umgesetzt, die in das Werkstück fließt und dort eine Erhöhung der örtlichen Temperatur bewirkt. Kunststoffgebundene, insbesondere kunstharzgebundene Schleifscheiben können darüber hinaus durch Kaltpressen und anschließendes Aushärten bei Temperaturen bis 250°C aus Rohlingen hergestellt werden. Die Materialien der Schleifscheibe sind deshalb vorzugsweise temperaturbeständig.
Ein besonderes Problem stellen die beim Schleifen, Schruppen oder Trennen auftretenden Schwingungen und Stöße dar, die auf die Lager und den Antrieb und bei handbetätigten Schleifmaschinen wie Winkelschleifern auf die die Maschine haltende Bedienpersonen rückwirken. Herkömmliche Schleifwerkzeuge fangen während des Schleifvorgangs entstehende Vibrationen praktisch nicht auf, sodass diese unvermindert auf die Bedienperson übertragen werden. Als Folge langzeitiger Vibrationseinwirkung können Nervenschädigungen in der Hand des Handwerkers oder Verkrampfungen der Fingergefäße entstehen.
Aus dem Stand der Technik bekannt ist ein Spannflansch zur Vibrationsreduktion mit der Bezeichnung ”Rhoducer” der Firma Rhodius. Mit diesem Spannflansch können kunstharzgebundene Schleifscheiben mit einer Vielzahl von Typen und Abmessungen auf einen handelsüblichen Winkelschleifer (umgangssprachlich auch als „Flex” bezeichnet) montiert werden. Der Spannflansch ist mit einer Elastomerschicht versehen, die Vibrationen reduzieren soll. Damit ist zwar eine Reduktion von Schwingungen möglich, jedoch keine Reduzierung der Lautstärke.
Weiterhin ist eine Schleifscheibe mit der Bezeichnung ”Tyrolit Vibstar” bekannt. Diese Scheibe besitzt eine Einlage aus Kunststoff, die im Bohrungsbereich montiert ist. Auch mittels dieser Schleifscheibe ist zwar eine Reduktion von Schwingungen möglich, jedoch keine Reduzierung der Lautstärke.
Ein weiteres bekanntes Produkt ist die Schruppscheibe ”Pferd Whisper” der Firma Pferd. Diese Schruppscheibe zeigt eine Reduktion von Lautstärke und Vibration. Erreicht wird dies durch eine stark erhöhte Anzahl von Verstärkungsgewebelagen, die Energie absorbierend wirken. Als Nachteil dieser Scheibe wird jedoch zumindest von einigen Fachleuten ihre geringe oder zumindest verringerte Werkzeugstandzeit angesehen, die gerade durch die erhöhte Anzahl der Verstärkungsgewebelagen hervorgerufen wird. Bei dieser Schruppscheibe werden Schwingungen und Lautstärke reduziert, dies geht allerdings auf Kosten einer verschlechterten Standzeit.
Aus DE 201 02 684 U1 ist eine Schleifscheibe mit einem metallischen Trägerkörper und einem Schleifring bekannt, bei der zwischen dem Trägerkörper und dem Schleifring ein schwingungsdämpfender Zwischenring vorgesehen ist, der mit dem Trägerkörper und/oder dem Schleifring verklebt ist. Der Zwischenring ist aus faserverstärktem Kunststoff ausgebildet. Die beschriebene Schleifscheibe kann zwar Vibrationen verringern, um beispielsweise bewegte Maschinenteile zu schonen, weist jedoch nur eine begrenzte Fähigkeit zur Schwingungsdämpfung auf. Auch bei den in DE 201 02 684 U1 beschriebenen Ausführungsformen kann daher das Risiko von Nerven- oder Gefäßschädigungen an der Hand der Bedienperson nicht wirksam reduziert werden. Außerdem findet auch bei dieser Schleifscheibe keine Reduktion der Lautstärke statt.
Aus der DE 10 2005 023 320 A1 sowie der darauf beruhenden WO 2006/122749 A1 ist ein Verbundbauteil aus wärmehärtenden Harzen und Elastomeren aus wenigstens zwei Schichten bekannt, wobei eine erste Schicht zumindest teilweise aus einem wärmehärtenden Kunstharz besteht und wobei eine zweite Schicht zumindest teilweise aus einem Elastomer besteht, wobei die wenigstens eine, teilweise aus einem wärmehärtenden Kunstharz bestehende erste Schicht und die wenigstens eine, zumindest teilweise aus einem Elastomer bestehende zweite Schicht in einem Arbeitsgang durch eine gemeinsame Behandlung mittels Energiezufuhr zusammengefügt sind.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Schleifscheibe sowie ein Verfahren zu deren Herstellung vorzuschlagen, durch welche die genannten Nachteile vermieden werden oder zumindest deutlich verringert sind.
Diese Aufgabe wird gemäß der Erfindung durch eine Schleifscheibe mit den Merkmalen des Anspruchs 1, sowie durch ein Verfahren mit den Merkmalen des Anspruchs 18 gelöst.
Durch die bevorzugt flächige Abstützung der Träger- und Schleifschicht mittels des wenigstens einen Dämpfungselements werden die bei der Berührung der Schleifkörper mit dem Werkstück auftretenden Schwingungen wirksam gedämpft. Dies wirkt sich vorteilhaft auf die den mit einer erfindungsgemäßen Schleifscheibe versehenen Winkelschleifer haltende Hand aus, die deutlich weniger Vibrationen ausgesetzt ist. Auch der Geräuschpegel wird deutlich reduziert, so dass die erfindungsgemäße Schleifscheibe dem Anwender wesentliche ergonomische Vorteile bietet. Durch die gemeinsame Verbindung der wenigstens einen Träger- und Schleifschicht mit dem wenigstens einen Dämpfungselement ist zum einen eine kostengünstige Herstellung möglich. Zum anderen sorgt die dabei entstehende innige, materialschlüssige Verbindung auch für hohe Standzeiten der Schleifscheibe und somit für einen verbesserten Gebrauchswert. Weiterhin kann hierdurch die Übertragung von Vibrationen auf die Maschine reduziert werden, so dass die Beanspruchung der Maschinenteile reduziert und somit auch die Lebensdauer der Maschine erhöht werden kann.
Bevorzugt erstreckt sich das wenigstens eine Dämpfungselement als wenigstens eine Dämpfungsschicht zumindest weitgehend vollflächig in der Schleifscheibe. Hierdurch wird eine besonders gute, schwingungsdämpfende Wirkung erzeugt.
Die Träger- und/oder Schleifschicht mit dem Träger- und Schleifmaterial kann weiterhin wenigstens ein Klebeelement, insbesondere eine Klebeschicht umfassen.
Besonders bevorzugt ist eine Schleifscheibe, bei der die Dämpfungsschicht sandwichartig zwischen zwei Trägerelementen eingebettet ist.
Besonders bevorzugt weist das wenigstens eine Dämpfungselement Ausnehmungen oder Zwischenräume auf, die von der bzw. den Träger- und Schleifschicht(en) und/oder einer mit dieser bzw. diesen verbundenen Klebeschicht wenigstens teilweise ausgefüllt werden. Durch die Ausnehmungen hindurch sind die Träger- und Schleifschicht(en) mit ihrem eigenen Kunstharzmaterial und/oder durch zusätzlich eingebrachten Klebstoff in Abständen immer wieder durch einen Masseverbund miteinander verbunden. Hierdurch wird die Standzeit der erfindungsgemäßen Schleifscheibe wesentlich verbessert, ohne die Dämpfungseigenschaften signifikant zu beeinträchtigen.
Vorzugsweise umfasst die Schleifscheibe einen zentralen Koppelbereich zum Ankoppeln an einen Drehantrieb eines Werkzeugs, beispielsweise eines Winkelschleifers. Die durch den Koppelbereich verlaufende Drehachse definiert die Axialrichtung der Schleifscheibe. Die Schleifscheibe erstreckt sich im Wesentlichen in einer Ebene senkrecht zur Drehachse.
Die wenigstens eine Dämpfungsschicht ist vorzugsweise zumindest weitgehend vollflächig über die Schleifscheibe verteilt, wobei sich insbesondere die Dämpfungsschicht quer zur Drehachse zumindest weitgehend über oder durch die gesamte Schleifscheibe erstreckt.
Die Dämpfungsschicht weist in einer vorteilhaften Ausführungsform einen Durchmesser von mindestens 50%, bevorzugt von mindestens 60%, weiter bevorzugt von mindestens 70%, besonders bevorzugt von mindestens 90% des Durchmessers der Schleifscheibe auf.
Die Dämpfungsschicht weist in einer vorteilhaften Ausführungsform eine Dicke von maximal 50%, besonders bevorzugt von maximal 30% der Dicke der Schleifscheibe auf.
Bevorzugt ist die wenigstens eine Dämpfungsschicht in der Mitte der Schleifscheibe angeordnet. Die wenigstens eine Dämpfungsschicht kann jedoch auch außerhalb der Mitte, beispielsweise bei 40%, 50% oder auch 60% der Dicke der Schleifscheibe angeordnet sein.
In Versuchen hat sich gezeigt, dass für eine wirksame Dämpfung von mechanischen Stößen und/oder auftretenden Schwingungen bei Schleifscheiben Mindestabmessungen des Dämpfungsmaterials in Ausbreitungsrichtung der Schwingungen und/oder senkrecht zur Ausbreitungsrichtung der Schwingungen von Vorteil sind. Hierdurch wird das Dämpfungsverhalten des Elastomers oder der Elastomermischung verbessert.
Das wenigstens eine Dämpfungselement weist bevorzugt wenigstens ein Elastomer oder eine Elastomermischung auf oder ist aus wenigstens einem Elastomer oder einer Elastomermischung gebildet. Bevorzugt ist das wenigstens eine Elastomer oder die Elastomermischung unvernetzt, teilvernetzt oder vollvernetzt. Bei Erzeugung einer chemischen Bindung zwischen dem Material der Träger- und Schleifschicht und dem Material der Dämpfungsschicht ist das Elastomer vorteilhaft zumindest zu einem Teil unvernetzt. Bei einer rein physikalischen Bindung (Adhäsion) zwischen beiden Schichten kann das Elastomer der Dämpfungsschicht auch teil- oder vollvernetzt sein. Vorzugsweise basiert die wenigstens eine Dämpfungsschicht Im wesentlichen auf Kautschuk, beispielsweise synthetischem oder natürlichem Kautschuk und ist mit einem Vernetzer versehen. Bei der Auslegung der Dämpfungsschicht ist es vorteilhaft, wenn diese keine zusätzlichen Schwingungen, beispielsweise durch Unwuchten, auslöst. Hierzu ist es vorteilhaft, wenn der Dämpfungsbereich ringförmig ausgebildet ist.
Die Verwendung des Elastomers oder der Elastomermischung ermöglicht eine genaue vorherige Festlegung der Abmessungen, beispielsweise der gewünschten Dicke des Elastomers oder der Elastomermischung sowie der Dämpfungseigenschaften, so dass sich die Dämpfungs- oder Absorptionswirkung genau festlegen lässt.
Vorzugsweise ist das wenigstens eine Elastomer oder die Elastomermischung vorgefertigt und/oder wird in situ hergestellt und/oder weist vorbestimmte oder vorbestimmbare Ausmaße und Dämpfungseigenschaften auf. Eine Vorfertigung des Dämpfungsmaterials ermöglicht eine effiziente, kostengünstige, schnelle und präzise Fertigung bei gleichzeitig verbesserten Dämpfungseigenschaften.
In einer anderen bevorzugten Ausführungsform ist das wenigstens eine Elastomer oder die Elastomermischung als insbesondere flächige Einlage eingelegt oder eingebracht. Hierdurch ergibt sich eine sehr flexible Fertigungsmöglichkeit, da das wenigstens eine Elastomer oder die Elastomermischung bei unterschiedlichen Abmessungen der Schleifscheiben einsetzbar ist.
Elastomere können aus einer Vielzahl unterschiedlicher Ausgangsstoffe gewonnen werden. Elastomere werden vorzugsweise, aber nicht notwendigerweise, durch chemische Vernetzung des Ausgangsstoffes oder der Ausgangsstoffe erzeugt, insbesondere unter Temperatureinwirkung und/oder Einwirkung von Strahlen wie beispielsweise Röntgenstrahlen, UV-Strahlen oder Elektronenstrahlen. Hierzu wird auch auf die WO 20061122 749 A1 verwiesen, wobei die darin beschriebenen Verfahren und Bestandteile mögliche Ausführungsformen der Erfindung darstellen und als solche mit einbezogen sind.
In einer bevorzugten Ausführungsform umfasst das wenigstens eine Elastomer oder die Elastomermischung vernetzte Naturkautschuke und/oder Synthesekautschuke. Synthesekautschuke sind im Allgemeinen lineare Polymere oder Kettenpolymere. Durch eine vorzugsweise stattfindende Vulkanisation und/oder insbesondere weitmaschige Vernetzung während des Herstellungsvorgangs erhalten das wenigstens eine Elastomer oder die Elastomermischung die erforderlichen weichelastischen Eigenschaften.
Vorzugsweise umfasst das wenigstens eine Elastomer oder die Elastomermischung Ethylen-Propylen-Dien-Kautschuk (EPDM), Ethylen-Acrylat-Kautschuk (EAM), Fluorkarbon-Kautschuk (FKM), Acrylat-Kautschuk (ACM), Acrylnitril-Butadien-Kautschuk (NBR), hydrierten Nitril-Kautschuk (HNBR), Carboxylat-Nitril-Kautschuk (XNBR), karboxilierten hydrierten Nitril-Kautschuk (XHNBR), Naturkautschuk (NR), Ethyl-Vinyl-Acetat (EVA), Chlorsulfonyl-Polyäthylen-Kautschuk (CSM), Silikon-Kautschuk (VMQ, MVQ), Fluor-Silikon-Kautschuk (FVMQ, MFQ), Chlorhydrin-Kautschuk (CO), Epichlorhydrin-Kautschuk (ECO), Polychlorpren-Kautschuk (CR) und/oder einkomponentigen Polyurethan (PU).
Vorzugsweise ist bei dem wenigstens einen Elastomer oder der Elastomermischung ein Vernetzer vorgesehen, der insbesondere wärmehärtendes Harz auf Acrylatbasis, ein Peroxids, ein Phenolharz, ein Amin, ein Bisphenol, ein Thioharnstoff, ein Thioharnstoffderivat, Schwefel und/oder wenigstens ein anderer Vernetzer sein kann, wobei der Vernetzer insbesondere in einer Konzentration von 0,5 bis 15 pph, insbesondere 1,5 bis 5 pph vorliegen kann.
Gemäß einer Variante besteht die Dämpfungsschicht aus mehreren, in axialer Richtung versetzten Bereichen. Hierzu kann die Dämpfungsschicht beispielsweise sektorförmig aufgebaut sein, wobei jeweils benachbarte Sektoren in axialer Richtung gegeneinander versetzt sind. Insgesamt ergeben die einzelnen Bereiche, Sektoren oder Segmente der Dämpfungsschicht in der axialen Projektion jedoch wieder bevorzugt eine weitestgehend geschlossene Dämpfungsschicht.
Gemäß einer weiteren Variante ist die Dämpfungsschicht aus einer Vielzahl von einzelnen Dämpfungselementen gebildet, die in das Trägerelement bzw. zwischen zwei benachbarte Trägerelemente eingebracht sind. Die einzelnen Dämpfungselemente können dabei bevorzugt rund, beispielsweise kugel- oder eiförmig, oder auch eckig, beispielsweise quaderförmig oder würfelförmig ausgebildet sein. Auch eine Mischung verschiedener Geometrien ist möglich.
Die Ausnehmungen in der Dämpfungsschicht können eine beliebige geometrische Form aufweisen. Sie sind bevorzugt kreisförmig. Alternativ können die Ausnehmungen auch andere Formen, beispielsweise ovale, schlitzartige, eckige, dreieckige, quadratische oder rechteckförmige und/oder hexagonale Formen aufweisen, wobei auch eine Mischung dieser Formen möglich ist. Die Ausnehmungen werden bevorzugt durch ein Loch gebendes Verfahren, bevorzugt Stanzen oder Wasserstrahlschneiden, hergestellt, können jedoch auch durch Urformen, wie Gießen oder Spritzen in einer entsprechenden Form oder Matrize hergestellt werden.
Die Ausnehmungen sind bevorzugt gleichmäßig über die gesamte Dämpfungsschicht verteilt. Eine zur Drehachse symmetrische Verteilung gewährleistet dabei einen besonders ruhigen Lauf der Schleifscheibe, da dadurch Unwuchten durch ungleiche Massenverteilung vorgebeugt wird.
Die Ausnehmungen oder Zwischenräume in der Dämpfungsschicht sind bevorzugt durch ein Loch gebendes Verfahren, bevorzugt Stanzen, Wasserstrahlschneiden oder auch andere Verfahren, hergestellt.
Bevorzugt bewirkt die Schleifscheibe im Betrieb eine Schwingungsdämpfung und/oder eine Lautstärkereduzierung oder eine verringerte Laufstärke, bevorzugt sowohl im Leerlauf, als auch unter Last.
In einer vorteilhaften Ausführungsform weist die erfindungsgemäße Schleifscheibe eine verringerte Lautstärke im Betrieb auf, wobei die Lautstärke bevorzugt weniger als 113 dB (A), weiter bevorzugt weniger als 111 dB (A), und besonders bevorzugt weniger als 109 dB (A) beträgt. Dabei bedeutet eine Lautstärkereduktion von 10 dB (A) eine Halbierung des Lautstärkeempfindens.
Bevorzugt weist eine Schleifscheibe mit marktüblichen Abmessungen im Auslieferungszustand einen Durchmesser von 180 mm und eine Dicke von 7 mm auf. Die Schleifscheibe kann nach der Benutzung, insbesondere bei der Lautstärkemessung, bevorzugt auf 150 mm abgedreht sein. Insgesamt kann die Erfindung bei Schleifscheiben von etwa 100 mm bis etwa 400 mm Durchmesser und einer Dicke von etwa 1 mm bis etwa 12 mm mit besonderem Vorteil eingesetzt werden.
Die Erfindung betrifft bevorzugt eine kunststoffgebundene, Insbesondere kunstharzgebundene Schleifscheibe, die bevorzugt zur Trocken- und/oder Nassbearbeitung von Hartstoffen verwendet werden kann. Die Schleifscheibe weist bevorzugt einen gehärteten Korpus, insbesondere als Trägerelement, auf, der vorzugsweise körniges Schleifmittel, Füllstoff, Versteifungselement, Polymer als Bindemittelmatrix und/oder Gefügeporen aufweist.
Die Schleifschicht enthält als Schleifmittel vorzugsweise Aluminiumoxid (Al₂O₃) und/oder Siliciumcarbid (SiC) und/oder enthält als Füllstoff vorzugsweise anorganische Substanzen oder ein Hybrid aus organischen und anorganischen Substanzen. Die Schleifschicht enthält als Versteifungselement vorzugsweise ein Gelege und/oder Gewebe und/oder Kurzfasern aus wenigstens einer der Gruppen der Glasfasern, der Nylonfasern, der Polyesterfasern, der Kohlefasern, der Viskosefasern, der Aramidfasern, der Metallfasern und/oder anderer Fasern.
Das Trägermaterial des Trägerelements umfasst bevorzugt eine Polymermatrix mit einem Polymer, das vorzugsweise ein Gemisch aus gehärteten flüssigen und pulverförmigen Phenol-Formaldehyd-Harz und/oder einem anderen Harz aus der Gruppe der Duroplaste ist, beispielsweise der Epoxidharze oder der Acrylatharze.
Bevorzugt ist in wenigstens eine der Schichten eine Einlage aus einem Feststoff eingebettet. Vorzugsweise ist die Einlage aus einem Gewebe, Gelege, Vlies und/oder aus Kurzfasern gebildet. Die Einlage kann bevorzugt von einem Fasermaterial gebildet sein. Das Gewebematerial oder Fasermaterial kann aus wenigstens einer der Gruppen der Glasfasern, der Nylonfasern, der Polyesterfasern, der Kohlefasern, der Viskosefasern, der Aramidfasern, der Metallfasern und/oder anderer Fasern gebildet sein.
Vorzugsweise ist zwischen den wenigstens zwei Träger- und Schleifschichten ein Mittelgewebe angeordnet.
Vorzugsweise weist die Schleifscheibe wenigstens eine Träger- und Schleifschicht, eine Außengewebeschicht und/oder wenigstens eine Granulatschicht auf. Als Granulatschicht wird eine Mischung aus dem Material der Trägermatrix, also beispielsweise Phenolharz und dem Schleifkorn, also beispielsweise Aluminiumoxid bezeichnet. Der Begriff „Granulatschicht” ist insofern ein Synonym für den Begriff „Träger- und Schleifschicht”. Das Granulat der Granulatschicht stellt bevorzugt eine homogene Mischung aus Trägermaterial und Schleifkorn dar und durchdringt bevorzugt auch die vorzugsweise mit Phenolharz imprägnierten Versteifungs-, Feststoff-, Außen- oder Mittelgewebe-Schichten.
Ein mit der erfindungsgemäßen Schleifscheibe bestücktes Werkzeug weist bevorzugt zur zusätzlichen Schwingungsdämpfung gedämpfte Griffe und/oder eine pneumatische Vorrichtung auf, bei der Lager des Werkzeugs mittels Luftpolstern gedämpft werden. Hierdurch können die ergonomischen Vorteile der erfindungsgemäßen Schleifscheibe am Werkzeug sinnvoll ergänzt und unterstützt werden.
Als Material für ein Verstärkungselement, das durch eine Einlage ausgebildet sein kann, die in Form eines Gewebes, Geleges, eines Fasermaterials oder als Pulpe verwendet wird, kommen bevorzugt Glasfasern, Nylon, Polyester, Kohlefasern, Viskose, Aramidfasern, Metallfasern, Korund, SiC-Fasern oder Fasern mit mineralischem Basalt oder Steinwolle in Betracht, die insbesondere eingelegt, eingebracht oder eingebettet werden können. Alternativ oder ergänzend dazu ist auch eine Verwendung eines Metallpulvers für das Granulat und/oder die Matrix in wenigstens einer der Schichten möglich. Dadurch können gezielt bestimmte physikalische Eigenschaften erzeugt werden, wie beispielsweise dessen Festigkeit, Biegsamkeit und Elastizität, dessen Feder- und Dämpfungsverhalten, dessen elektrische Leitfähigkeit oder dessen Entflammbarkeit.
In einer bevorzugten Ausführungsform ist die, insbesondere ringförmige, Träger- und/oder Schleifschicht derart zwischen einem oder zwei axial übereinander angeordneten Träger- oder Halteringen angeordnet, dass der Dämpfungsbereich formschlüssig zwischen dem oberen Träger- oder Haltering und dem darunter liegenden Schleif- und/oder Trennbereich fixiert ist, wobei an dessen Unterseite die Fixierfläche des unteren Halterings flächig am Schleif- und/oder Trennbereich fixiert ist. Diese Ausführungsform ermöglicht eine besonders gute axiale Dämpfung, die besonders bei Schleifscheiben, bei denen das Material hauptsächlich entlang der Ober- oder Seitenfläche abgetragen wird, von Vorteil ist.
Die Erfindung umfasst zudem ein Verfahren zum Herstellen einer Schleifscheibe gemäß den Patentansprüchen 18 bis 21.
Vorzugsweise werden die Ausnehmungen oder Zwischenräume in der Dämpfungsschicht durch ein Loch gebendes Verfahren, bevorzugt Stanzen oder Wasserstrahlschneiden oder auch ein anderes Verfahren, hergestellt.
Das Dämpfungselement wird, insbesondere als Rohkautschuk, unvernetzt auf das Trägerelement aufgebracht, in das Trägerelement oder besonders bevorzugt zwischen zwei Trägerelemente eingebracht, wobei bevorzugt die anschließende Vernetzung durch einen Energieeintrag, insbesondere durch Einwirkung von Druck und Wärmeenergie erfolgt.
Für die Herstellung des erfindungsgemäßen Bauteils kommen unterschiedliche Verfahren in Betracht. Allen Verfahren kann gemeinsam sein, dass die Schichten aus wärmehärtendem Kunstharz und die mit einem Vernetzer versehenen Elastomerschichten gemeinsam einer Wärmebehandlung bzw. einer anderen vernetzenden Behandlung, beispielsweise mit ultravioletter Strahlung (UV-Licht) unterzogen und dadurch miteinander verbunden werden.
Vorzugsweise werden die wenigstens eine Dämpfungsschicht und die Träger- und/oder Schleifschicht durch einen Energieeintrag, wie eine gemeinsame Wärmebehandlung oder eine Bestrahlung mit UV-Licht, in einem. Arbeitsgang zusammengefügt. Die Dämpfungsschicht kann insbesondere wenigstens 0,5 pph (Anteile pro hundert Anteile Gummi) wenigstens eines Vernetzers enthalten. Der Vernetzer kann aus der Gruppe der Peroxide, der Amine und/oder der Bisphenole sein und/oder Schwefel sein und bevorzugt auch wenigstens ein anderer Vernetzer sein.
In einer Ausführungsform wird das wenigstens eine Elastomer oder die Elastomermischung Im Gießverfahren oder durch Spritzguss durch Vulkanisation und/oder Vernetzung, insbesondere weitmaschige Vernetzung, oder auch unvernetzt oder teilvernetzt hergestellt. Dies ermöglicht eine genaue Fertigung oder Vorfertigung der Ausmaße und/oder der Dämpfungseigenschaften des Elastomers oder der Elastomermischung. Zudem ermöglicht eine Vorfertigung des Elastomers oder der Elastomermischung eine schnellere und somit auch kostengünstigere Produktion der Schleifscheibe.
Bevorzugt wird das Elastomer oder die Elastomermischung schon in den Rohling der Schleif- und/oder Schrupp- und/oder Trennscheibe eingebracht und vorzugsweise durch Kaltpressen in dieser befestigt. Dies erhöht die Effizienz bei der Fertigung der Schleifscheibe. Gemäß einer Variante ist jedoch auch ein nachträgliches Verkleben eines Elastomerkörpers als Dämpfungsschicht an einer oder zwischen mehreren ausgehärteten Trägerschichten möglich.
Eine gute radiale Dämpfung ist insbesondere bei Trennscheiben vorteilhaft, da Trennscheiben in der Regel mit ihrer Außenkante am zu bearbeitenden Werkstück angesetzt werden. Eine gute axiale Dämpfung ist vor allem bei Schleifscheiben vorteilhaft, da diese in der Regel mit Ihrer Seitenfläche an dem zu bearbeitenden Werkstück angesetzt werden. Jedoch kann auch eine gekoppelte radiale und axiale Dämpfung vorteilhaft sein, da die auftretenden Schwingungen jeweils auch Querkomponenten aufweisen, bei denen ebenfalls eine Entkopplung durch eine Dämpfungsschicht vorteilhaft ist. Auch ist eine Anwendung kombinierter Trenn- und/oder Schleifscheiben denkbar, bei denen eine Dämpfung In radialer und axialer Richtung erforderlich ist.
Bevorzugt ist die Dämpfungsschicht ein Anti-Vibrationssystem für kunstharzgebundene Schleif-, Trenn- und/oder Schruppscheiben im Handanwendungsbereich, da gerade im Handanwendungsbereich besonders hohe Vibrationen, Schwingungen und/oder Stöße auftreten können. Die Handanwendung erfolgt vorzugsweise im Freihandanwendungsbereich, wobei die Schleifmaschine von Hand gehalten und betätigt wird. Alternativ ist jedoch auch eine Handanwendung bei stationären Trenn- oder Schleifmaschinen möglich, bei der auf der einen Seite einer Trennwippe die Schleif- oder Trennscheibe sowie ein Betätigungsgriff und auf der anderen Seite der Motor angeordnet ist, wobei die Schleif- oder Trennscheibe über den Betätigungsgriff von Hand betätigt wird.
Die Erfindung wird im Folgenden anhand von Ausführungsbeispielen weiter erläutert. Dabei wird auf die Zeichnungen Bezug genommen, in denen
1 einen Querschnitt einer Schleif- und/oder Schrupp- und/oder Trennscheibe in erfindungsgemäßer Ausführungsform und
2 einen Längsschnitt durch die Dämpfungsschicht entsprechend der Schnittlinie II-II in 1 jeweils schematisch darstellt. Einander entsprechende Teile und Größen sind in den Figuren mit denselben Bezugszeichen versehen.
Die Schleifscheibe 1, die eine Schleifscheibe und/oder Trennscheibe und/oder Schruppscheibe ist, die insbesondere zum abrasiven Abtrag dient, zeigt in der Ausführungsform gemäß den 1 und 2 in der Mitte einen zentralen Koppelbereich 2 mit einem im Querschnitt U-förmigen Träger- oder Haltering 13 zum Ankoppeln an eine in den Figuren nicht dargestellte Abtriebswelle eines Drehantriebs zum Drehen der Schleifscheibe um eine durch den Koppelbereich verlaufende Drehachse 3.
Bevorzugt kann in den Koppelbereich 2 ein Trägerring 13 eingebracht sein, der im Querschnitt U-förmig ist und insbesondere aus Metall ausgebildet sein kann. Der Trägerring 13 kann dabei aus einem oberen und einem unteren Teilring zusammengesetzt sein.
Alternativ kann der Trägerring 13 auch im Querschnitt L-förmig ausgebildet sein, so dass bevorzugt eine Fixierung in Radialrichtung nur an der Oberseite oder auch der Unterseite der Schleifscheibe 1 erfolgt.
In 1 ist eine erfindungsgemäße Schleifscheibe 1 schematisch in ihrem Aufbau in einem Querschnitt durch die Drehachse 3 dargestellt.
Die Schleifscheibe 1 umfasst zwei von jeweils einer Träger- und Schleifschicht 7 gebildete Trägerelemente 4 und 7, die jeweils ein Trägermaterial und darin aufgenommene Schleifkörner aufweisen, sowie ein Dämpfungselement 5 mit einem Dämpfungsmaterial. Im Ausführungsbeispiel ist das wenigstens eine Dämpfungselement 5 als Dämpfungsschicht ausgebildet.
Die Schleifscheibe 1 ist im Ausführungsbeispiel als Verbundbauteil aufgebaut, das eine unten liegende Außengewebeschicht 12, eine darauf angeordnete Träger- und Schleifschicht 7, eine darauf angeordnete Mittelgewebeschicht 8, eine darauf angeordnete, vorzugsweise mit einem Vernetzer versehene, Elastomerschicht 5 als Dämpfungsschicht, eine darauf angeordnete weitere Träger- und/oder Schleifschicht 4 und schließlich eine daran nach oben anschließende Außengewebeschicht 9 als Deckschicht aufweist. Die Außengewebeschichten 9 bzw. 12 sind so weitmaschig, dass sie bevorzugt vom Material der Träger- und Schleifschicht 4 bzw. 7 durchdrungen werden. Für eine intensivere Verbindung der Außengewebeschichten 9 bzw. 12 mit dem Trägermaterial der Träger- und Schleifschicht 4 bzw. 7 sind die Außengewebeschichten 9 bzw. 12 bevorzugt mit einem zum Trägermaterial affinen Material, beispielsweise mit Phenolharz imprägniert.
Das Trägermaterial der beiden Träger- und/oder Schleifschichten 4 und 7 ist kunststoffgebunden, insbesondere kunstharzgebunden. Die Träger- und/oder Schleifschichten 4 und 7 bestehen im Ausführungsbeispiel jeweils zumindest teilweise aus einem wärmehärtenden Kunstharz, das jeweils mit einem Gewebematerial verbunden ist, das alternativ auch als Einlage ausgebildet sein kann.
Auch die Dämpfungsschicht 5 kann optional mit einer Einlage aus Gewebematerial versehen werden.
Die Schleifscheibe 1 weist im Ausführungsbeispiel somit zwei Träger- und Schleifschichten 4 und 7 auf, die jeweils ein Trägermaterial und ein Schleifmaterial enthalten oder aus diesem bestehen, und eine dazwischen angeordnete Dämpfungsschicht 5 mit einem Dämpfungsmaterial auf.
Alternativ kann das wenigstens eine Trägerelement 4 auch ein Klebeelement, insbesondere eine Klebeschicht umfassen.
Das wenigstens eine Dämpfungselement 5 weist Ausnehmungen oder Zwischenräume 6 auf, die von dem Material der Träger- und Schleifschichten 4, 7 und/oder der Klebeschicht wenigstens teilweise ausgefüllt werden.
Die Ausnehmungen 6 in der Dämpfungsschicht 5 sind im Ausführungsbeispiel im Wesentlichen kreisförmig ausgebildet. Alternativ können die Ausnehmungen 6 auch andere geometrische Formen aufweisen, beispielsweise dreieckig, schlitzartig, oval, quadrat- oder rechteckförmig oder hexagonal ausgebildet sein.
Die Ausnehmungen 6 sind zumindest im Wesentlichen, insbesondere gleichförmig und/oder symmetrisch zur Drehachse 3 über die gesamte Dämpfungsschicht 5 verteilt.
Zwischen den Ausnehmungen 6 sind aus dem Material der Dämpfungsschicht 5 bestehende Stege angeordnet, die gleichmäßig über die Fläche der Dämpfungsschicht 5 verteilt sind. Die Breite der Stege beträgt wenigstens 0,5 mm und kann bevorzugt bis zu 10 mm betragen.
Die Dämpfungsschicht 5 ist zumindest weitgehend vollflächig über die radiale Ausdehnung der Schleifscheibe 1 verteilt. Das Trägheitsmoment ist dadurch zumindest annähernd gleichmäßig verteilt.
Die Dämpfungsschicht 5 weist einen Durchmesser von mindestens 50%, bevorzugt von mindestens 60%, weiter bevorzugt von mindestens 70%, im Ausführungsbeispiel von mindestens 90% des Durchmessers der Schleifscheibe 1 auf.
Die Dämpfungsschicht 5 weist eine Dicke von maximal 50%, besonders bevorzugt von maximal 30%, der Dicke der Schleifscheibe 1 auf. Die Dicke der Dämpfungsschicht 5 beträgt zwischen 0,1 mm und 2 mm, bevorzugt etwa zwischen 0,3 mm und 1 mm. Die Schleif- und/oder Schrupp- und/oder Trennscheibe 1 weist eine Dicke von 7 mm auf. Die vorstehenden Maße und Verhältnisangaben beziehen sich auf eine neue Schleifscheibe 1 mit einem Durchmesser von 180 mm und einer Dicke von etwa 7 mm in deren Auslieferungszustand.
Bevorzugt befindet sich die Dämpfungsschicht 5 axial gesehen in der Mitte der Schleifscheibe 1, wobei die Schwingungs- und Geräuschreduktion besonders effektiv ist. Die Dämpfungsschicht 5 könnte jedoch auch außerhalb der Mitte der Schleifscheibe 1 angeordnet sein. Beispielsweise kann die wenigstens eine Dämpfungsschicht 5 bei 40%, 50% oder auch 60% der Dicke der Schleifscheibe 1 angeordnet sein. Weiterhin, jedoch nicht in den Figuren gezeigt, kann die wenigstens eine Dämpfungsschicht 5 auch als Deckschicht ausgebildet sein. In einer ebenfalls nicht zeichnerisch dargestellte Variante besteht die Dämpfungsschicht 5 aus mehreren axial gegeneinander versetzten Bereichen, Sektoren oder Segmenten, die in der axialen Projektion jedoch bevorzugt wieder eine im wesentlichen geschlossenen Dämpfungsschicht 5 ergeben. Der axiale Versatz kann Insbesondere durch sektorförmige Dämpfungsschichten erfolgen, wobei benachbarte Dämpfungs-Sektoren jeweils axial gegeneinander versetzt sind.
Die Dämpfungsschicht 5 weist ein Elastomer oder eine Elastomermischung auf oder kann auch vollständig aus dem Elastomer oder der Elastomermischung gebildet sein. Die Dämpfungsschicht 5 ist vorzugsweise mit einem Vernetzer versehen. Das wenigstens eine Elastomer oder die Elastomermischung kann unvernetzt, teilvernetzt oder auch vollvernetzt sein oder eingebracht werden.
Die Elastomerschicht oder Dämpfungsschicht 5 besteht oder basiert bevorzugt aus einem im Wesentlichen auf Kautschuk (Naturkautschuk oder Synthesekautschuk) basierenden Elastomer.
Die Dämpfungsschicht 5 kann aus einem einzigen Dämpfungselement oder aus einer Vielzahl einzelner Dämpfungselemente gebildet sein, die alternativ, jedoch nicht dargestellt, bevorzugt rund, beispielsweise kugel- oder eiförmig, oder eckig, beispielsweise quaderförmig oder würfelförmig oder sektorförmig ausgebildet sein können. Die Vielzahl von einzelnen Dämpfungselementen kann in das Trägerelement 4 bzw. 7 eingebracht sein,
Zur Herstellung der erfindungsgemäßen Schleifscheibe 1 werden zunächst die Träger- und/oder Schleifschichten 4 bzw. 7 mit dem Träger- und/oder Schleifmaterial sowie die Dämpfungsschicht 5 aus dem Dämpfungsmaterial separat hergestellt.
Die Dämpfungsschicht 5 wird aus oder unter Verwendung von wenigstens einem Elastomer oder einer Elastomermischung hergestellt.
Die Schichten werden mit dem zentralen Koppelbereich 2 zum Ankoppeln an den Drehantrieb versehen.
Die Ausnehmungen oder Zwischenräume 6 in der Dämpfungsschicht 5 werden bevorzugt durch ein Loch gebendes Verfahren, insbesondere durch Stanzen oder Wasserstrahlschneiden, hergestellt. Die Ausnehmungen oder Zwischenräume 6 werden vom Material der Träger- und/oder Schleifschichten 4 bzw. 7 oder von einer mit diesen verbundenen Kleberschicht ausgefüllt und stellen dadurch einen Masseverbund zwischen den wenigstens zwei Träger- und/oder Schleifschichten 4 bzw. 7 her. Hierdurch wird die Standzeit der Schleifscheibe 1 erheblich verbessert.
Die Elastomerschicht bzw. Dämpfungsschicht 5 enthält bevorzugt ein Vernetzungssystem, welches eine Reaktion mit dem Kunstharz der Träger- und/oder Schleifschichten 4 und 7 bei einem auf alle Schichten 5, 4 und 7 gemeinsam einwirkenden Energieeintrag ermöglicht.
Für das wenigstens eine Elastomer oder die Elastomermischung der Dämpfungsschicht 5 kommen Ethylen-Propylen-Dien-Kautschuk (EPDM), Ethylen-Acrylat-Kautschuk (EAM), Fluorkarbon-Kautschuk (FKM), Acrylat-Kautschuk (ACM), Acrylnitril-Butadien-Kautschuk (NBR), hydrierter Nitril-Kautschuk (HNBR), Carboxylat-Nitril-Kautschuk (XNBR), karboxilierter hydrierter Nitril-Kautschuk (XHNBR), Naturkautschuk (NR), Ethyl-Vinyl-Acetat (EVA), Chlorsulfonyl-Polyäthylen-Kautschuk (CSM), Silikon-Kautschuk (VMQ, MVQ), Fluor-Silikon-Kautschuk (FVMQ, MFQ), Chlorhydrin-Kautschuk (CO), Epichlorhydrin-Kautschuk (ECO), Polychlorpren-Kautschuk (CR) und/oder einkomponentiges Polyurethan (PU) in Betracht.
Als Vernetzer für das wenigstens ein Elastomer oder die Elastomermischung der Dämpfungsschicht 5 kommt je nach verwendetem Elastomer für die Elastomerschicht ein wärmehärtendes Harz auf Basis von Acrylat, ein Peroxid, ein Phenolharz, Amin, Bisphenol, Thioharnstoff, Thioharnstoffderivate, Schwefel und/oder wenigstens ein anderer Vernetzer in Betracht, insbesondere in einer Konzentration von 0,5 bis 15 pph, insbesondere 1,5 bis 5 pph (parts per hundred = Teile des Vernetzers pro Teile Gummi).
Das Kunstharz der Träger- und/oder Schleifschichten 4 und 7 ist bevorzugt aus wenigstens einem Stoff aus einer der Gruppen der Polyesterharze, der Phenol-Formaldehyd-Harze, der Epoxidharze oder der Acrylatharze gebildet.
In wenigstens eine der Schichten 5, 4 und 7 kann eine Einlage aus einem Feststoff eingebettet sein. Die Einlage kann aus einem Gewebe, Gelege, Vlies und/oder aus Kurzfasern gebildet sein. Die Einlage kann von einem Fasermaterial gebildet sein. Das Gewebematerial oder Fasermaterial kann aus wenigstens einer der Gruppen der Glasfasern, der Nylonfasern, der Polyesterfasern, der Kohlefasern, der Viskosefasern, der Aramidfasern und/oder der Metallfasern gebildet sein.
Die Ausnehmungen oder Zwischenräume 6 werden beim anschließenden Zusammenfügen der Schichten 5, 4 und 7 von dem Träger- und/oder Schleifmaterial wenigstens teilweise und bevorzugt, aber nicht notwendigerweise vollständig, ausgefüllt. Auf diese Weise entsteht ein guter oder optimaler Granulatverbund zwischen den beiden Seiten der Schleifscheibe 1.
Das die Schleifscheibe 1 aufnehmende, nicht dargestellte Werkzeug weist bevorzugt zur Schwingungsdämpfung gedämpfte Griffe und/oder eine pneumatische Vorrichtung auf, bei der Lager des Werkzeugs mittels Luftpolstern gedämpft werden.
Die wenigstens eine Dämpfungsschicht 5 und die Träger- und/oder Schleifschicht 4 bzw. 7 werden durch einen Energieeintrag, wie eine gemeinsame Wärmebehandlung oder eine Bestrahlung mit UV-Licht, in einem Arbeitsgang zusammengefügt, wobei die Dämpfungsschicht 5 bevorzugt wenigstens 0,5 pph (Anteile pro hundert Anteile) wenigstens eines Vernetzers aus der Gruppe der Peroxide, der Amine und/oder der Bisphenole und/oder Schwefel und/oder wenigstens eines anderen Vernetzers enthält.
Die erfindungsgemäße Schleifscheibe 1 weist eine verringerte Lautstärke im Betrieb auf, wobei die Lautstärke weniger als 113 dB (A), weiter bevorzugt weniger als 111 dB (A) und besonders bevorzugt, zumindest im Ausführungsbeispiel, die Lautstärke weniger als 109 dB (A) beträgt. Dabei bedeutet eine Lautstärkereduktion von 10 dB (A) eine Halbierung des Lautstärkeempfindens.
Die Schwingungsdämpfung und/oder die Lautstärkereduzierung erfolgt dabei sowohl im Leerlauf als auch unter Last.
Die Schleifscheibe 1 weist im Auslieferungszustand einen Durchmesser von 180 mm und eine Dicke von 7 mm auf. Die Schleifscheibe kann nach der Benutzung, insbesondere bei der Lautstärkemessung, auf 150 mm abgedreht sein. Wie schon weiter oben beschrieben, kann die Erfindung jedoch auch bei Schleifscheiben mit anderen Abmessungen, insbesondere in den Bereichen von etwa 100 mm bis etwa 400 mm Durchmesser und einer Dicke von etwa 1 mm bis etwa 12 mm mit besonderem Vorteil eingesetzt werden.
Die in den 1 und 2 dargestellte Ausführungsform weist eine mittig angeordnete Dämpfungsschicht 5 auf, die allseitig vom Material der Träger- und Schleifschichten 4 bzw. 7 umgeben und im Bereich ihrer Ausnehmungen 6 sogar durchdrungen ist. Diese Ausführungsform ist die bevorzugte Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Schleifscheibe 1, bei der sich beide Oberflächen und die seitliche Kante zum Schleifen, Schruppen oder Tennen verwenden lassen. Die Erfindung erfasst aber auch Ausführungsformen mit nur einer Träger- und Schleifschicht, die auf ihrer von der Nutzseite abgewandten Seite mit einer Dämpfungsschicht 5 verbunden ist. Dabei können für eine innige Verbindung beider Schichten ebenfalls Ausnehmungen 6 in der Dämpfungsschicht 5 vorgesehen sein, die vom Material der Träger- und Schleifschicht durchdrungen werden.
Bei einer weiteren Variante ist auch auf der Seite des Außenmantels des Trägerrings 13 eine sich parallel zur Drehachse 3 erstreckende Dämpfungsschicht 5A angeordnet, durch die der metallische Trägerring 13 zusätzlich von einer Schwingungsübertragung durch die Träger- und Schleifschichten 4 bzw. 7 entkoppelt wird. Hierdurch kann eine weitere Schwingungs- und Geräuschreduzierung bewirkt werden. Diese Variante ist in der linken Hälfte der 1 dargestellt. Die Dämpfungsschichten 5 und 5A können dabei materialeinheitlich als durchgehende Schichten ausgebildet sein.
In der bevorzugten Ausführungsform sind die Träger- und Schleifschichten 4 bzw. 7 und die mittig dazwischen angeordnete Dämpfungsschicht 5 durch einen gemeinsamen Energieeintrag verbunden. Dieser Energieeintrag dient gleichzeitig zum Erweichen des Trägermaterials der Träger- und Schleifschichten 4 und zum Vernetzen des Elastomermaterials der Dämpfungsschicht 5. Gemäß einer anderen Variante können jedoch auch vorgefertigte Träger- und Schleifschichten 4 mit einer vorgefertigten Dämpfungsschicht 5 durch Klebstoffschichten verbunden werden. In beiden Fällen ist ein Zusammenpressen der Schichten 4, 5 und 7 in einer Form für eine intensive Verbindung vorteilhaft. Für eine schnellere Vernetzung des Klebstoffs ist auch in diesem Fall ein zusätzlicher Energieeintrag in Form von Wärme oder Strahlung vorteilhaft.
Bezugszeichenliste

1: Schleifscheibe
2: Koppelbereich
3: Drehachse
4, 7: Träger- und Schleifschicht
5: Dämpfungsschicht
5A: Dämpfungsschicht
6: Zwischenräume (Ausnehmungen)
8: Mittelgewebe
9, 12: Außengewebeschicht
13: Trägerring

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

DE 20102684 U1 [0012, 0012]
DE 102005023320 A1 [0013]
WO 2006/122749 A1 [0013]
WO 20061122749 A1 [0031]

Claims

Schleifscheibe (1), umfassend a) wenigstens eine Träger- und Schleifschicht (4, 7) mit einem kunststoffgebundenen, insbesondere kunstharzgebunden Trägermaterial und Schleifkörpern b) wenigstens ein Dämpfungselement (5) mit einem aus wenigstens einem Elastomer oder einer Elastomermischung gebildeten Dämpfungsmaterial, c) wobei die wenigstens eine Träger- und Schleifschicht (4) mit dem wenigstens einen Dämpfungselement (5) stoffschlüssig, insbesondere durch eine gemeinsame Behandlung mittels Energiezufuhr zusammengefügt ist.
Schleifscheibe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass sich das wenigstens eine Dämpfungselement (5) als wenigstens eine Dämpfungsschicht zumindest weitgehend vollflächig in der Schleifscheibe (1) erstreckt.
Schleifscheibe nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das wenigstens eine Dämpfungselement (5) Ausnehmungen oder Zwischenräume (6) aufweist, die von dem Trägermaterial der Träger- und Schleifschicht (4, 7) und/oder einer mit diesem verbundenen Klebeschicht wenigstens teilweise ausgefüllt werden.
Schleifscheibe nach wenigstens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das wenigstens eine Dämpfungselement (5) einen Durchmesser von mindestens 50%, bevorzugt von mindestens 60%, weiter bevorzugt von mindestens 70%, und besonders bevorzugt von mindestens 90% des Durchmessers der Schleifscheibe (1) aufweist.
Schleifscheibe nach wenigstens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Schleifscheibe (1) einen zentralen Koppelbereich (2) zum Ankoppeln an einen Drehantrieb zum Drehen der Schleifscheibe (1) um eine durch den Koppelbereich (2) verlaufende Drehachse (3) aufweist.
Schleifscheibe nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Koppelbereich (2) mit einer Dämpfungsschicht (5A) versehen ist.
Schleifscheibe nach wenigstens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Dämpfungsschicht (5) eine Dicke von maximal 50%, besonders bevorzugt von maximal 30% der Dicke der Schleifscheibe (1) aufweist.
Schleifscheibe nach wenigstens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Dämpfungsschicht (5; 5A) aus einer Vielzahl von einzelnen Dämpfungselementen gebildet ist, die in das Trägermaterial der Träger- und Schleifschicht (4, 7) eingebracht sind.
Schleifscheibe nach wenigstens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Dämpfungsschicht (5) aus einer Vielzahl von axial gegeneinander versetzten Dämpfungsschicht-Segmenten oder Dämpfungsschicht-Sektoren gebildet ist.
Schleifscheibe nach wenigstens einem der vorhergehenden Ansprüche 3 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Ausnehmungen (6) zumindest im Wesentlichen gleichmäßig, insbesondere symmetrisch zu einer Drehachse (3) der Schleifscheibe (1) über die gesamte Dämpfungsschicht (5) verteilt sind.
Schleifscheibe nach wenigstens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die wenigstens eine Dämpfungsschicht (5) im Wesentlichen aus natürlichem oder synthetischem Kautschuk besteht und insbesondere mit einem Vernetzer versehen ist.
Schleifscheibe nach wenigstens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die wenigstens eine Dämpfungsschicht (5) bevorzugt zwischen den wenigstens zwei Träger- und Schleifschichten (4, 7) angeordnet ist.
Schleifscheibe nach wenigstens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Träger- und Schleifschicht (4, 7) bevorzugt einen gehärteten Korpus aufweist, der körniges Schleifmittel, wenigstens einen Füllstoff, wenigstens ein Versteifungselement, ein Polymer als Bindemittelmatrix und/oder Gefügeporen aufweist, wobei das Trägermaterial bevorzugt eine Polymermatrix mit einem Polymer umfasst, das vorzugsweise ein Gemisch aus gehärtetem flüssigen und pulverförmigen Phenol-Formaldehyd-Harz und/oder einem anderen Harz aus der Gruppe der Duroplaste ist.
Schleifscheibe nach wenigstens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass in die Träger- und/oder Schleifschicht (4, 7) als Versteifungselement vorzugsweise eine Einlage aus einem Feststoff eingebettet ist, wobei die Einlage bevorzugt in Form eines Gewebes, eines Geleges, eines Fasermaterials, eines Vlies, aus Kurzfasern oder als Pulpe ausgebildet ist und wobei das Gewebematerial oder Fasermaterial aus wenigstens einer der Gruppen der Glasfasern, Nylonfasern, Polyesterfasern, Kohlefasern, Viskosefasern, Aramidfasern, Metallfasern, Korund, SiC-Fasern oder Fasern mit mineralischem Basalt oder Steinwolle gebildet ist.
Schleifscheibe nach wenigstens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das wenigstens eine Dämpfungselement (5) ein Elastomer oder eine Elastomermischung aus Ethylen-Propylen-Dien-Kautschuk (EPDM), Ethylen-Acrylat-Kautschuk (EAM), Fluorkarbon-Kautschuk (FKM), Acrylat-Kautschuk (ACM), Acrylnitril-Butadien-Kautschuk (NBR), Hydrierten Nitril-Kautschuk (HNBR), Carboxylat-Nitril-Kautschuk (XNBR), karboxilierten hydrierten Nitril-Kautschuk (XHNBR), Naturkautschuk (NR), Ethyl-Vinyl-Acetat (EVA), Chlorsulfonyl-Polyäthylen-Kautschuk (CSM), Silikon-Kautschuk (VMQ, MVQ), Fluor-Silikon-Kautschuk (FVMQ, MFQ), Chlorhydrin-Kautschuk (CO), Epichlorhydrin-Kautschuk (ECO), Polychlorpren-Kautschuk (CR) und/oder einkomponentigem Polyurethan (PU) umfasst.
Schleifscheibe nach wenigstens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das wenigstens eine Dämpfungselement (5) als Vernetzer wärmehärtendes Harz auf Acrylatbasis, ein Peroxid, ein Phenolharz, ein Amin, ein Bisphenol, einen Thioharnstoff, Thioharnstoffderivate, Schwefel und/oder wenigstens einen anderen Vernetzer, insbesondere in einer Konzentration von 0,5 bis 15 pph, insbesondere 1,5 bis 5 pph aufweist.
Schleifscheibe nach wenigstens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Schleifscheibe (1) wenigstens eine an die Träger- und Schleifschicht (4, 7) außen anschließende Ober- oder Außengewebeschicht (9, 12) aufweist.
Verfahren zum Herstellen einer Schleifscheibe (1), gekennzeichnet durch folgende Verfahrensschritte a) Herstellung einer aus wenigstens einem Elastomer oder einer Elastomermischung und einem Vernetzer gebildeten Dämpfungsschicht (5), b) Einlegen der Dämpfungsschicht (5) zwischen zwei Träger- und Schleifschichten (4, 7), c) Verbinden der Träger- und Schleifschichten (4, 7) mit der Dämpfungsschicht (5) durch gemeinsame Behandlung mittels Energiezufuhr, durch Einwirkung von Druck und/oder Temperatur- und/oder Strahleneinwirkung, insbesondere von Röntgen- oder UV-Strahlen.
Verfahren nach Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet, dass in der Dämpfungsschicht (5) vor dem Einlegen zwischen die Träger- und Schleifschichten (4, 7) Ausnehmungen oder Zwischenräume (6) durch ein Loch gebendes Verfahren, bevorzugt Stanzen oder Wasserstrahlschneiden, hergestellt werden.
Verfahren nach Anspruch 19, dadurch gekennzeichnet, dass die Ausnehmungen oder Zwischenräume (6) in der Dämpfungsschicht (5) beim Verbinden der Träger- und Schleifschichten (4, 7) mit der Dämpfungsschicht (5) durch das Kunstharzmaterial der Träger- und Schleifschichten (4, 7) und/oder einen in die Ausnehmungen oder Zwischenräume (6) eingebrachten Klebstoff weitestgehend ausgefüllt werden.
Verfahren zum Herstellen einer Schleifscheibe (1), gekennzeichnet durch folgende Verfahrensschritte a) Herstellung einer aus wenigstens einem Elastomer oder einer Elastomermischung gebildeten Dämpfungsschicht (5), b) Herstellung wenigstens einer Träger- und Schleifschicht (4, 7), c) Aufbringen eines Klebstoffs zwischen die wenigstens eine Dämpfungsschicht (5) und die wenigstens eine Träger- und Schleifschicht (4, 7), d) Verbinden der wenigstens einen Dämpfungsschicht (5) und der wenigstens einen Träger- und Schleifschicht (4, 7) durch Aushärten des Klebstoffs, insbesondere durch Einwirkung von Druck und/oder Temperatur- und/oder Strahleneinwirkung.