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Stand der Technik
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Es ist bereits ein Verfahren zur Herstellung eines Schleifmittels, mit einem Formmittel, das Kavitäten aufweist, in die eine Dispersion von Schleifkörnern zur Formung der Schleifkörner eingebracht wird, vorgeschlagen worden.
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Offenbarung der Erfindung
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Die Erfindung geht aus von einem Verfahren zur Herstellung eines Schleifmittels, mit einem Formmittel, das Kavitäten aufweist, in die eine Dispersion von Schleifkörnern zur Formung der Schleifkörner eingebracht wird.
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Es wird vorgeschlagen, dass die Schleifkörner in einer durch eine Anordnung der Kavitäten in dem Formmittel gegebenen Anordnung auf einem Schleifkornträger des Schleifmittels platziert werden. Unter einem „Schleifmittel“ soll insbesondere ein Einsatzwerkzeug mit einer großen Anzahl von Schleifkörnern verstanden werden. Das Schleifmittel ist vorteilhaft zur spanabtragenden Bearbeitung einer Fläche und/oder zum Schneiden vorgesehen. Die Schleifkörner können ein Werkstück entsprechend der üblichen Definition eines Schleifverfahrens mit unbestimmter Schneide bearbeiten. Bei einer ausreichend genauen Positionierung der Schleifkörner auf der Schleifmittelunterlage kann eine Bearbeitung mit bestimmter Schneide erfolgen. Insbesondere sind die Schleifkörner des Schleifmittels auf zumindest einer Teilfläche insbesondere unregelmäßig verteilt angeordnet. Das Schleifmittel ist als ein, dem Fachmann als sinnvoll erscheinendes Schleifmittel ausgebildet, insbesondere jedoch als eine Schleifscheibe und/oder als ein Schleifpapier. Insbesondere ist das Schleifmittel für einen Oberflächenschliff und/oder für einen Tiefenschliff geeignet. Insbesondere ist das Schleifmittel dazu vorgesehen, mittels eines, dem Fachmann als sinnvoll erscheinenden Handwerkzeugs, vorteilhaft jedoch mittels eines Schwingschleifers, eines Exzenterschleifers, eines Deltaschleifers, eines Winkelschleifers und/oder eines Bandschleifers, eingesetzt zu werden. Alternativ oder zusätzlich könnte das Schleifmittel dazu vorgesehen sein, von einem Nutzer von Hand eingesetzt zu werden. Insbesondere soll unter einem „Formmittel“ ein Mittel verstanden werden, das dazu vorgesehen ist, den Schleifkörnern bei der Herstellung eine Form zu geben. Insbesondere wird die Dispersion bei der Herstellung der Schleifkörner in die Kavitäten des Formmittels gefüllt. Vorteilhaft trocknen die Schleifkörner bei ihrer Herstellung in den Kavitäten des Formmittels. Unter „Kavitäten“ sollen von dem Formmittel begrenzte Aussparungen verstanden werden, die zur Formung jeweils eines Schleifkorns vorgesehen sind. Vorzugsweise sind die Kavitäten zumindest im Wesentlichen in einer Sollform der Schleifkörner von dem Formmittel begrenzt. Insbesondere sind die Kavitäten komplementär zu den herzustellenden Schleifkörnern. Insbesondere weicht eine Endform der Schleifkörner durch eine Formänderung bei einer Trocknung und/oder Sinterung von der Form der Kavitäten ab. Insbesondere soll unter einer „Dispersion“ eine formbare vorteilhaft fließfähige Masse verstanden werden, aus der die Schleifkörner insbesondere durch Sintern hergestellt werden. Insbesondere umfasst die Dispersion zur Herstellung von Schleifkörnern dem Fachmann als sinnvoll erscheinende Stoffe, vorzugsweise jedoch ein Siliciumcarbid, ein Bornitrid, Borcarbid und/oder bevorzugt ein Metalloxid, wie ein Berylliumoxid und/oder vorteilhaft ein Aluminiumoxid, besonders vorteilhaft α-Al
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3. Insbesondere weist die Dispersion, wie beispielsweise in der Druckschrift
EP 0 615 816 A1 beschrieben, weitere, dem Fachmann als sinnvoll erscheinende Stoffe auf. Unter einer „Formung“ soll insbesondere ein Vorgang verstanden werden, bei dem ein Teil der Dispersion in eine der Kavitäten eingebracht wird, der Teil der Dispersion eine Form der Kavität annimmt und zumindest im Wesentlichen in der Form der Kavität zumindest teilweise aushärtet. Insbesondere soll unter einem „Schleifkorn“ ein Mittel verstanden werden, das in zumindest einem Betriebszustand eine Kante aufweist, die bei einer Werkstückbearbeitung Material von einem Werkstück abnimmt. Vorzugsweise weisen die Schleifkörner ein Volumen kleiner als 5 mm
3, vorteilhaft kleiner als 2 mm
3, besonders vorteilhaft kleiner als 1 mm
3, auf. Insbesondere weisen die Schleifkörner eine Größe auf, die dazu geeignet ist, ein Schleifmittel mit einer, dem Fachmann als sinnvoll erscheinenden Körnung, die insbesondere zu einem mit einer Körnung zwischen P12 und P5000 erreichbaren Schleifergebnis führt, bereitzustellen. Insbesondere sind die Schleifkörner jeweils in zumindest einem Betriebszustand voneinander getrennt ausgebildet. Die Schleifkörner weisen eine, dem Fachmann als sinnvoll erscheinende Form auf. Insbesondere weisen die Schleifkörner konkave, konvexe und/oder ebene Oberflächenbereiche auf. Dabei können verschiedene Oberflächenbereiche der Schleifkörner unterschiedliche Formen aufweisen. Insbesondere bestehen die hergestellten Schleifkörner zumindest im Wesentlichen aus einem keramischen Material, vorteilhaft aus einem polykristallinen keramischen Material. Des Weiteren können die Schleifkörner vorteilhaft beschichtet werden. Insbesondere soll unter dem Begriff „eingebracht“ verstanden werden, dass die Dispersion in die Kavitäten hinein fließt, hinein gedrückt und/oder hinein gesaugt wird. Vorzugsweise füllt die Dispersion die Kavitäten nach dem Einbringen zumindest im Wesentlichen vollständig aus. Unter einer „Anordnung der Kavitäten“ soll insbesondere eine räumliche Anordnung der Kavitäten auf dem Formmittel relativ zueinander verstanden werden. Die Kavitäten sind in einem, dem Fachmann als sinnvoll erscheinenden Muster angeordnet. Vorzugsweise sind die Kavitäten so angeordnet, dass durch die Anordnung der Kavitäten platzierte Schleifkörner bei einer vorgesehenen Schleifbewegung des Schleifmittels eine vorteilhafte Materielabtragung und/oder eine vorteilhafte Oberfläche des Werkstücks erreichen. Insbesondere sind zwei in Schleifrichtung hintereinander angeordnete Schleifkörner in einer Richtung senkrecht zur Schleifrichtung zueinander um einen bestimmten Wert versetzt angeordnet. Insbesondere soll unter einem „Schleifkornträger“ ein Mittel des Schleifmittels verstanden werden, das dazu vorgesehen ist, die Schleifkörner in zumindest einem Betriebszustand von dem Formmittel getrennt relativ zueinander anzuordnen. Vorzugsweise ist der Schleifkornträger in zumindest einem Verfahrensschritt von einer Schleifmittelunterlage des Schleifmittels getrennt ausgebildet. In einem alternativen Ausführungsbeispiel könnten der Schleifkornträger und die Schleifmittelunterlage von einem gleichen Bauteil gebildet werden. Unter der Wendung „ in einer gegebenen Anordnung platziert“ soll insbesondere verstanden werden, dass die Anordnung der Schleifkörner auf dem Formmittel zumindest im Wesentlichen auf das Schleifmittel übertragen wird. Insbesondere ist eine Anordnung der Schleifkörner auf dem Schleifkornträger und/oder insbesondere auf der Schleifmittelunterlage von einer Anordnung der Kavitäten auf dem Formmittel abhängig. Vorzugsweise weist eine an die Kavitäten angrenzende Oberfläche des Formmittels eine Form auf, die von einer Form einer Schleifmittelunterlage abhängig ist. Alternativ könnte die an die Kavitäten angrenzende Oberfläche des Formmittels eine andere, dem Fachmann als sinnvoll erscheinende Form aufweisen, beispielsweise flach ausgebildet sein. Des Weiteren könnte das Formmittel beispielsweise zumindest teilweise walzenförmig ausgebildet sein. Durch das erfindungsgemäße Verfahren kann mit einem geringen Produktionsaufwand ein Schleifmittel hergestellt werden, das besonders effektiv und/oder langlebig ist. Insbesondere kann auf zumindest einen zusätzlichen Arbeitsschritt zum Anordnen der Schleifkörner verzichtet werden.
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In einer weiteren Ausgestaltung wird vorgeschlagen, dass das Formmittel zur Platzierung der Schleifkörner auf dem Schleifkornträger an den Schleifkornträger des Schleifmittels herangeführt wird, wodurch vorteilhaft auf einen Arbeitsschritt, bei dem die Schleifkörner in der durch das Formmittel gegebenen Anordnung transportiert werden, verzichtet werden kann. Insbesondere soll unter dem Begriff „heranführen“ verstanden werden, dass ein Abstand zwischen dem Formmittel und dem Schleifkornträger zur Platzierung der Schleifkörner verringert wird. Vorzugsweise werden das Formmittel und der Schleifkornträger zur Platzierung der Schleifkörner aneinander angelegt. Besonders bevorzugt werden das Formmittel und der Schleifkornträger zur Platzierung der Schleifkörner aneinander gedrückt.
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Des Weiteren wird vorgeschlagen, dass die Schleifkörner auf dem Schleifkornträger platziert werden, der flexibel ausgebildet ist, wodurch Schleifkörner vorteilhaft in einem ebenen Formmittel hergestellt und konstruktiv einfach an einer insbesondere unebenen Schleifmittelunterlage angebracht werden können. Insbesondere soll unter „flexibel ausgebildet“ verstanden werden, dass der Schleifkornträger in zumindest einem Betriebszustand, insbesondere bevor er mit der Schleifmittelunterlage vorteilhaft stoffschlüssig verbunden wird, zur Anpassung an eine Form der Schleifmittelunterlage verformbar ist. Vorzugsweise wird ein Bereich des Schleifkornträgers relativ zu einem anderen Bereich des Schleifkornträgers bei einer Herstellung des Schleifmittels um mehr als 5 mm, vorteilhaft mehr als 10 mm, besonders vorteilhaft mehr als 20 mm, verformt.
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Ferner wird vorgeschlagen, dass der Schleifkornträger auf einer Schleifmittelunterlage des Schleifmittels aufgeklebt wird, wodurch eine einfach herstellbare Verbindung möglich ist. Unter einer „Schleifmittelunterlage“ soll insbesondere ein Mittel des Schleifmittels verstanden werden, das einen mit den Schleifkörnern besetzten Bereich des Schleifmittels formt. Insbesondere ist die Schleifmittelunterlage flexibel oder bei einem Bearbeitungsgang zumindest im Wesentlichen formstabil ausgebildet. Vorzugsweise weist die Schleifmittelunterlage zumindest eine Schicht aus Papier, Vulkanfiber, Folie, textilem Material und/oder Schaumstoff auf. Insbesondere umfasst die Schleifmittelunterlage einen Kompositwerkstoff. Insbesondere soll unter „aufkleben“ verstanden werden, dass die Schleifmittelunterlage und der Schleifkornträger stoffschlüssig miteinander verbunden werden, und zwar vorteilhaft mittels zumindest eines Klebstoffs, insbesondere eines, dem Fachmann als sinnvoll erscheinenden Grundbinders, beispielsweise eines Phenolharze und/oder eines Epoxidharzes. Des Weiteren könnte das Schleifmittel zumindest einen, dem Fachmann als sinnvoll erscheinenden Deckbinder umfassen.
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Weiterhin wird vorgeschlagen, dass die Schleifkörner in den Kavitäten des Formmittels gesintert werden, wodurch die Schleifkörner nach dem Sintern direkt auf einen preiswerten Schleifkornträger und/oder eine preiswerte Schleifmittelunterlage, der/die bei einer Sintertemperatur zerstört würde, aufgebracht werden können. Insbesondere soll unter „Sintern“ ein Bearbeitungsvorgang verstanden werden, bei dem Materialeigenschaften der Schleifkörner durch eine Wärmeeinwirkung, insbesondere mit wenigstens 500°C, vorteilhaft mehr als 750°C, besonders vorteilhaft mehr als 850°C, verändert werden. Vorzugsweise weisen die Schleifkörner nach dem Sintern keramisches Material auf. Unter der Wendung „in den Kavitäten gesintert“ soll insbesondere verstanden werden, dass das Formmittel zur Sinterung der Schleifkörner mit den zu sinternden Schleifkörnern erhitzt wird. Insbesondere ist das Formmittel dazu vorgesehen, einer Sintertemperatur der Schleifkörner standzuhalten.
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In einer vorteilhaften Ausbildung der Erfindung wird vorgeschlagen, dass die Schleifkörner nach einem Sintern der Schleifkörner auf den Schleifkornträger aufgebracht werden, wodurch die Schleifkörner von dem Schleifkornträger getrennt gesintert werden können. Insbesondere soll unter der Wendung „nach einem Sintern“ verstanden werden, dass die Schleifkörner erst in gesintertem Zustand aus den Kavitäten entnommen werden und anschließend auf den Schleifkornträger aufgebracht werden. Unter dem Begriff „aufbringen“ soll insbesondere ein Vorgang verstanden werden, bei dem die Schleifkörner mit dem Schleifkornträger und/oder der Schleifmittelunterlage verbunden werden.
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Des Weiteren wird vorgeschlagen, dass die Schleifkörner in einem Grünzustand aus den Kavitäten des Formmittels auf den Schleifkornträger aufgebracht werden, wodurch einfache Formmittel, beispielsweise aus Silikon, verwendet werden können. Unter einem „Grünzustand“ soll insbesondere ein Zustand der Schleifkörner vor dem Sintern verstanden werden. Insbesondere sind die Schleifkörner in dem Grünzustand getrocknet. Vorteilhaft sind die Schleifkörner in dem Grünzustand insbesondere durch Trocknung formstabil.
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Ferner wird vorgeschlagen, dass die Schleifkörner und der Schleifkornträger gemeinsam gesintert werden, wodurch eine einfache Herstellung mit vorteilhaft angeordneten Schleifkörnern möglich ist. Insbesondere soll unter „gemeinsam sintern“ verstanden werden, dass die Schleifkörner vor dem Sintern auf dem Schleifkornträger angebracht werden. Insbesondere werden die Schleifkörner und der Schleifkornträger gemeinsam zum Sintern erhitzt. Beispielsweise könnten die Schleifkörner und der Schleifkornträger, insbesondere mittels eines Verbindungsstoffs, vor oder während des Sinterns verbunden werden.
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Das erfindungsgemäße Verfahren zur Herstellung eines Schleifmittels soll hierbei nicht auf das oben beschriebene Verfahren beschränkt sein. Insbesondere kann das erfindungsgemäße Verfahren zur Herstellung eines Schleifmittels zu einer Erfüllung einer hierin beschriebenen Funktionsweise eine von einer hierin genannten Anzahl von einzelnen Elementen, Bauteilen und Einheiten abweichende Anzahl aufweisen.
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Zeichnung
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Weitere Vorteile ergeben sich aus der folgenden Zeichnungsbeschreibung. In der Zeichnung sind zwei Ausführungsbeispiele der Erfindung dargestellt. Die Zeichnung, die Beschreibung und die Ansprüche enthalten zahlreiche Merkmale in Kombination. Der Fachmann wird die Merkmale zweckmäßigerweise auch einzeln betrachten und zu sinnvollen weiteren Kombinationen zusammenfassen.
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Es zeigen:
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1 ein Schleifmittel eines erfindungsgemäßen Verfahrens,
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2 einen Teilschnitt des Schleifmittels aus 1 und einen Teilschnitt eines Formmittels des erfindungsgemäßen Verfahrens,
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3 eine Anordnung von Schleifkörnen des Schleifmittel aus 1,
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4 Verfahrensschritte des erfindungsgemäßen Verfahrens,
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5 einen Teilschnitt eines Schleifmittels eines alternativen erfindungsgemäßen Verfahrens und
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6 Verfahrensschritte des erfindungsgemäßen Verfahrens aus 5.
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Beschreibung der Ausführungsbeispiele
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1 zeigt ein Schleifmittel 10, das mit dem erfindungsgemäßen Verfahren hergestellt ist. Das Schleifmittel 10 ist als eine Schleifscheibe für einen nicht dargestellten Exzenterschleifer ausgebildet. Das Schleifmittel 10 weist eine mit Schleifkörnern 16 besetzte Schleiffläche 22 auf. Die Schleiffläche 22 ist zumindest im Wesentlichen eben ausgebildet. Die Schleiffläche 22 begrenzt Öffnungen 24 in der Schleiffläche 22, durch die der Exzenterschleifer Schleifstaub absaugen kann.
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2 zeigt ein Formmittel 12 zur Herstellung und Positionierung der Schleifkörner 16 des Schleifmittels 10. Das Formmittel 12 weist begrenzt an einer Formfläche 26 Kavitäten 14 auf. Die Formfläche 26 weist eine Ausdehnung auf, die im Wesentlichen einer Ausdehnung der Schleiffläche 22 entspricht. Das Formmittel 12 begrenzt die Kavitäten 14, die jeweils im Wesentlichen eine Sollform der Schleifkörner 16 aufweisen.
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Wie 3 zeigt sind die Kavitäten 14 auf einer von der Formfläche 26 aufgespannten Ebene systematisch angeordnet. Hier sind die Kavitäten 14 in einem Teilbereich der Formfläche 26 im Wesentlichen regelmäßig angeordnet. Alternativ könnten Kavitäten eines Formmittels in jeder anderen, dem Fachmann als sinnvoll erscheinenden Anordnung in das Formmittel eingebracht sein.
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4 zeigt das erfindungsgemäße Verfahren zur Herstellung eines Schleifmittels 10. In einem ersten Verfahrensschritt 28 wird ein Trennmittel 30 auf die Formfläche 26 aufgebracht. Das Trennmittel 30 verhindert ein Verkleben der Schleifkörner 16 mit dem Formmittel 12. Alternativ könnte ein Formmittel derart ausgebildet und/oder beschichtet sein, dass die Schleifkörner 16 nicht mit dem Formmittel verkleben.
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In einem nächsten Verfahrensschritt 32 wird eine Dispersion der Schleifkörner 16 zur Formung der Schleifkörner 16 in die Kavitäten 14 eingebracht. Überflüssige Dispersion wird durch Rakeln entfernt. Alternativ könnte überflüssige Dispersion auf eine andere, dem Fachmann als sinnvoll erscheinende Art entfernt werden. Anschließend wird die Dispersion der Schleifkörner 16 in einem weiteren Verfahrensschritt 34 getrocknet. In einem nächsten Verfahrensschritt 36 werden die Schleifkörner 16 in den Kavitäten 14 des Formmittels 12 gesintert. Dazu wird das Formmittel 12 erwärmt.
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In einem nächsten Verfahrensschritt 38 wird ein Schleifkornträger 18 und/oder die Schleifkörner 16 mit einem Grundbinder 40 beschichtet. In einem weiteren Verfahrensschritt 38 werden die Schleifkörner 16 auf den in 2 dargestellten Schleifkornträger 18 des Schleifmittels 10 aufgebracht. Hier ist der Schleifkornträger 18 einstückig mit einer Schleifmittelunterlage 20 des Schleifmittels 10 ausgebildet. Alternativ könnten ein Schleifkornträger und eine Schleifmittelunterlage in zumindest einem Verfahrensschritt insbesondere vor oder nach einem Aufbringen der Schleifkörner 16 miteinander verbunden werden.
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Bei dem Aufbringen der Schleifkörner 16 auf den Schleifkornträger 18 werden die Schleifkörner 16 in einer Anordnung auf dem Schleifkornträger 18 des Schleifmittels 10 platziert, die durch eine Anordnung der Kavitäten 14 in dem Formmittel 12 gegeben ist. Anschließend werden das Formmittel 12 und der Schleifkornträger 18 zur Platzierung der Schleifkörner 16 an einander herangeführt. Hier werden das Formmittel 12 und der Schleifkornträger 18 aneinander gedrückt. Alternativ könnte ein Formmittel und/oder ein Schleifkornträger abgewälzt werden. Der Grundbinder 40 verbindet die Schleifkörner 16 mit dem Schleifkornträger 18. Wenn das Formmittel 12 von dem Schleifkornträger 18 beabstandet wird, verbleiben die Schleifkörner 16 an dem Schleifmittel 10.
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In den 5 und 6 ist ein weiteres Ausführungsbeispiel der Erfindung gezeigt. Die nachfolgende Beschreibungen und die Zeichnung beschränken sich im Wesentlichen auf die Unterschiede zwischen den Ausführungsbeispielen, wobei bezüglich gleich bezeichneter Bauteile, insbesondere in Bezug auf Bauteile mit gleichen Bezugszeichen, grundsätzlich auch auf die Zeichnung und/oder die Beschreibung der anderen Ausführungsbeispiele, insbesondere der 1 bis 4, verwiesen werden kann.
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5 zeigt einen Teilschnitt eines weiteren Schleifmittels 10. Eine Schleiffläche 42 des Schleifmittels 10 ist gekrümmt ausgebildet. Hier ist die Schleiffläche 42 mantelflächenförmig ausgebildet. Das hier beschriebene Verfahren kann auch bei anders geformten Schleifflächen eingesetzt werden. Ein Schleifkornträger 18 und eine Schleifmittelunterlage 20 sind bei diesem Schleifmittel 10 voneinander getrennt ausgebildet. Der Schleifkornträger 18 ist flexibel ausgebildet. Die Schleifmittelunterlage 20 ist formstabil ausgebildet. Dadurch kann der Schleifkornträger 18 bei einem Aufbringen auf die Schleifmittelunterlage 20 eine Form der Schleifmittelunterlage 20 annehmen.
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In einem ersten Verfahrensschritt 28 wird, wie im ersten Ausführungsbeispiel beschrieben, ein Trennmittel auf ein Formmittel aufgebracht. Anschließend wird in einem weiteren Verfahrensschritt 32 eine Dispersion von Schleifkörnern 16 zur Formung der Schleifkörner 16 in das Formmittel eingebracht. Die Dispersion der Schleifkörner 16 wird in einem nächsten Verfahrensschritt 34 getrocknet, so dass Schleifkörner 16 in einem Grünzustand entstehen. In einem nächsten Verfahrensschritt 44 werden die Schleifkörner 16 in dem Grünzustand aus den Kavitäten des Formmittels auf den Schleifkornträger 18 insbesondere unter Zugabe eines Grundbinders aufgebracht. Zudem könnte in einem Zwischenschritt Grundbinder um die Schleifkörner 16 entfernt werden, wodurch eine Festigkeit der Schleifkornträger 18 erhöht werden kann. Anschließend werden die Schleifkörner 16 und der Schleifkornträger 18 in einem Verfahrensschritt 46 gemeinsam gesintert. Die Schleifmittelunterlage 20 ist in diesem Verfahrensschritt 46 noch von dem Schleifkornträger 18 getrennt und wird nicht mit gesintert. In einem nächsten Verfahrensschritt 48 wird der mit den Schleifkörnern 16 versehene Schleifkornträger 18 auf die Schleifmittelunterlage 20 des Schleifmittels 10 aufgeklebt. Des Weiteren wird, hier nicht näher dargestellt, Deckbinder von außen auf den Schleifkornträger 18 aufgebracht.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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