DE19651626A1

DE19651626A1 - Honwerkzeug und Verfahren zu dessen Herstellung

Info

Publication number: DE19651626A1
Application number: DE19651626A
Authority: DE
Inventors: Reuben Brown Warner; Joseph P Gaser
Original assignee: Jason Inc
Current assignee: Jason Inc
Priority date: 1996-01-11
Filing date: 1996-12-12
Publication date: 1997-07-17
Also published as: GB2308998A; GB9626837D0; IT1289819B1; US5897431A; GB2308998B; US6129620A; ITTO961099A1

Description

Die Erfindung betrifft allgemein, wie bezeichnet, ein Honwerkzeug und insbesondere ein verbessertes und jetzt kostengünstiges Honwerkzeug sowie ein Verfahren zur Herstellung des Werkzeugs.

Diese Anmeldung ist eine "continuation-in-part"-Anmeldung der gleichzeitig anhängi gen Anmeldung von R. Brown Warner und Joseph P. Gaser, Anmeldenummer 08/090,770, angemeldet am 13. Juli 1993 mit dem Titel "Honing Tool And Method Of Making" (= Honwerkzeug und Verfahren zu dessen Herstellung). Eine solche Anmel dung soll durch die Bezugnahme auf sie hierin enthalten sein. Diese Anmeldung ist weiterhin eine "continuation-in-part"-Anmeldung der gleichzeitig anhängigen Anmel dung von Alfred F. Schneider und R. Brown Warner, Anmeldenummer 209, 436, angemeldet am 10. März 1994, mit dem Titel "Abrasive Filament Honing Tool And Method Of Making And Using The Same" ( = Schleiffilament-Honwerkzeug und Verfahren zu dessen Herstellung und Verwendung). Auch diese Anmeldung soll durch die Bezugnahme auf sie hierin enthalten sein. Diese Anmeldung ist weiterhin eine "continuation-in-part"-Anmeldung der gleichzeitig anhängigen Anmeldung von James B. Tyler, R. Brown Warner und Joseph P. Gaser, Anmeldenummer 08/052,366, ange meldet am 23. April 1993, mit dem Titel "Honing Tool And Method Of Making" (= Honwerkzeug und Verfahren zu dessen Herstellung). Auch diese Anmeldung soll durch die Bezugnahme auf sie hierin enthalten sein.

Technologischer Hintergrund der Erfindung

Honen wird zur Korrektur von Bohrungsgeometrien und ferner zur Fertigbearbeitung von Oberflächen verwendet, die eine besondere Endbearbeitung oder ein besonderes Kratzmuster erfordern. Typische Beispiel für letztere sind Zylinderbohrungen oder -buchsen von Verbrennungsmotoren. Auf solchen Oberflächen ölgeschmierter, bewegter Bauteile ist es üblich, ein sogenanntes Plateau-Finish herzustellen. Ein Plateau-Finish ist einem konventionellen Oberflächen-Finish ähnlich, mit der Ausnahme jedoch, daß die Spitzen entfernt oder abgeflacht werden. Durch das Finish wird versucht, das Finish nach dem Einfahren des Motors zu erzeugen, und wird das Metall entfernt oder ausgeschliffen, das anderenfalls durch die Kolbenringe entfernt werden würde. Ein gutes Plateau-Finish fördert den mechanischen Wirkungsgrad und die Umweltver träglichkeit des Motors. Dies wird üblicherweise durch einen zwei-stufigen Honprozeß erreicht, der Grob- und Feinhonen umfaßt.

Konventionelle Honwerkzeuge sind üblicherweise konventionelle superabrasive Werkzeuge in Form von Honsteinen oder plattierten Werkzeugen. Die meisten Hon steine weisen keramische, metallische oder Harzbindungen auf und sind harten Schleifscheiben ähnlich. Für plattierte Honwerkzeuge werden normalerweise Super schleifmittel verwendet, und sie bestehen üblicherweise aus einer einzelnen Schleif mittelschicht, die durch elektrolytisches Plattieren auf eine Metalloberfläche aufge bracht ist. Bei Überprüfung der Oberflächen nach dem Einsatz dieser Werkzeuge werden manchmal in die Metalloberfläche eingedrückte Schleifkörper gefunden, sogar dann, wenn das Honverfahren unter ständiger Spülung mit Schmier- oder Kühlmittel durchgeführt wurde. Ein Kontakt der Schleifmittel mit Kolbenringen oder anderen bewegten Teilen führt sowohl zu vorzeitigen Verschleiß, Überströmgasen oder mecha nischen Verlusten als auch zu Umweltproblemen.

In jüngerer Zeit wurde ein einstückiges Honwerkzeug entwickelt, das als Honwerk zeug eines zweiten oder dritten Bearbeitungsschrittes verwendbar ist und das her vorragende Honendbearbeitungen bei Hochleistungseinsätzen erzeugt. Ein Beispiel dieser Werkzeugart ist bei Schneider et. al., im U.S. Patent No. 5,216,847, veröffent licht am 8. Juni 1993 gezeigt. Ein Verfahren zur Verwendung eines in diesem Patent gezeigten Werkzeuges ist im U.S. Patent Nr. 5,331,775 beschrieben.

Auch ist in der anhängigen Anmeldung von Tyler et. al., Anmeldenummer 08/052,366, angemeldet am 23. April 1993, mit dem Titel "Honing Tool And Method Of Making" (= Honwerkzeug und Verfahren zu dessen Herstellung) ein ziemlich ähnlich einsetz bares Honwerkzeug für, im Vergleich zu Hochleistungsverfahren weniger exakte Honverfahren, beschrieben, wie zum Beispiel beim Wiederverwerten von Motoren.

Die in den obengenannten Patenten oder anhängigen Anmeldungen beschriebenen Werkzeuge weisen ein Bündel von dichtgepackten, parallelen Monofilamenten mit relativ kleiner hervorstehender Länge auf, das in einer Halterung befestigt ist. Die Halterung wiederum ist am Kopf der Honmaschine befestigt, und üblicherweise um die Achse der Bohrung rotierend und für eine axiale Pendelbewegung innerhalb der Bohrung angetreiben. Die dicht gepackten Spitzen der Monofilamente in dem hervor stehenden Bündel bilden die Arbeitsfläche des Werkzeuges. Das Material der Monofi lamente ist Nylon oder ein anderer, zäher und steifer Kunststoff, bei dem das Schleif mineral oder -korn homogen überall darin eingelagert ist. Die Monofilamente können Schleifmittel in einer Menge von etwa 30% bis zu etwa 45% ihres Gewichts enthalten. Die zusammengedrückten Spitzen bilden eine Arbeitsfläche, die eine ausreichende Flexibilität oder Weichheit aufweist, um das Eindringen von Schleifmittel in die Arbeitsfläche zu vermeiden und die nun aggressiv genug ist, um eine gute Oberfläche und ein Plateau-Finish zu erzeugen. Die in Querrichtung zusammengedrückten, fingerähnlichen Elemente stützen sich gegenseitig, um eine Steifigkeit zu erhalten und nun einen gewissen Grad der Nachgiebigkeit des Werkzeugs zu schaffen. Die Nachgie bigkeit erlaubt dem Werkzeug, sich über die Oberfläche zu bewegen und diese fein zubearbeiten, sogar, wenn es Kerben oder Welligkeiten aufweisen sollte.

Während die Schleif-Monofilamente dicht gepackt sind und derartige Filamente sich gegenseitig selbst stützen, können diejenigen Filament rund um das Äußere des Bündels in einem begrenzten Ausmaß von der Arbeitsflächen der Spitzen des Bündels weggebogen werden. Diese umfangsmäßige Verbiegung der Monofilamente des zu sammengedrückten Bündels stellt normalerweise kein Problem dar, wenn nicht hohe Werkzeuganstelldrücke verwendet werden, die Filamente eine große Menge Schleif mittel zu tragen haben oder einen hohen Schleifmittelgehalt aufweisen. Während das zähe Kunststoffmaterial für die Zugfestigkeit und die modulare Festigkeit des ex trudierten Monofilamentes sorgt, bringt eine Schleifmittelzumischung bei hohen Schleifmittelgehalt, wie zum Beispiel 30 bis 45% eine Tendenz zur Schwächung des Monofilaments mit sich. Solch ein hoher Schleifmittelgehalt zusammen mit der um fangsmäßigen Verbiegung kann einen frühzeitigen Ausfall und einen überdurch schnittlichen Verschleiß des Filamentes bewirken. Durch die Folgen dieser Schwierig keiten ist der Schleifmittelgehalt in dem Filament begrenzt.

Während die sich ergebende kompakte Oberfläche der Spitzen wichtig für die gute Funktion des Werkzeuges ist, ist insbesondere bei zweiten und dritten Arbeitsschritten die zur Arbeitsfläche geförderte Schleifmittelmenge ein Maß für die Aggressivität des Werkzeuges und für dessen Wirkungsgrad (Abtragarbeit pro Zeit). Demzufolge wäre es wünschenswert, ein Werkzeug zu besitzen, daß all die Vorteile der resultierenden kompakten Oberfläche der Spitzen aufweist, und dann darüberhinaus auch die Fähig keit aufweist, mehr Schleifmittel pro Zeiteinheit an die Arbeitsfläche heranzuführen sowie bei einem höheren Anstelldruck zu arbeiten.

In der gleichzeitig anhängigen Anmeldung Nr. 08/052,366 ist ein kostengünstiges Faltverfahren zur Herstellung eines Honwerkzeugs beschrieben, bei dem ein verhält nismäßig enges Bündel von Monofilamenten in eine rechtwinklige Metallhalterung mit einer dünnen, verformbaren Lippe oder einem dünnen verformbaren Rand eingesetzt ist, die gestaucht ist, um das Bündel im Formprozeß zu fassen. Es wird kein Klebstoff und keine andere Form einer Befestigung mit der Halterung eingesetzt. Während das Verfahren und das Werkzeug eine kostengünstige Alternative zu den aufwendiger und mit höherer, kostenintensiverer Präzision hergestellten, wie in der gleichzeitig anhän gigen Anmeldung Nr. 209,436 beschriebenen, Werkzeugen darstellen, ist die Größe des Bündels begrenzt und im dem Fall, daß ein Filament bricht oder sich lockert, können sich die anderen Filamente lockern, wodurch die Lebensdauer des Werkzeuges be schränkt wird. Beim Festklammern des Bündels neigen die Filamente dazu, sich sowohl oberhalb, als auch unterhalb des Randes in gewissen Maße auszubauchen. Das Klammern bildet eine natürliche Schwalbenschwanzanpassung des Bündels, was das Bündel dabei unterstützt, formstabil zu bleiben. Derartige Werkzeuge leiden jedoch an den gleichen, oben beschriebenen Problemen bezüglich des Schleifmittelgehaltes. Es wäre demzufolge wünschenswert, wenn es eine Lösung des Schleifmittelgehaltproble mes ermöglichen würde, die kostengünstigeren Werkzeuge in größeren Abmessungen herzustellen ohne einen umfangreichen Filamentbruch, eine Filamentlockerung oder einen Filamentversatz befürchten zu müssen, während gleichzeitig mehr Schleifmittel pro Zeiteinheit zur Arbeitsfläche bei höherem Druck zuführbar sein sollte. Es würde ferner nützlich sein, größere, präzisere Werkzeuge mit kompakten Filamentspitzen mit einer geringeren Präzision bei der Formung und der Befestigung des Bündels an der Halterung herzustellen, während trotzdem die Leistungsfähigkeit des Werkzeuges verbessert wird.

Zusammenfassung der Erfindung

Ein Honwerkzeug weist eine Metallhalterung und ein kompaktes Bündel von Schleif mitteln enthaltenden Kunststoff-Monofilamenten auf, die um eine kurze Strecke vom Halter hervorstehen, wobei die zusammengedrückten Spitzen die Arbeitsfläche des Werkzeuges bilden. Die Schleif-Monofilamente können im Querschnitt rund oder rechteckig ausgebildet sein. In das vollständige Bündel ist eine Matrix aus einem Elastomer eingebracht und das Bündel ist von dieser Matrix eingekapselt. Bevorzugt erstreckt sich die Matrix bis zu der Halterung oder bis über die Halterung.

Innerhalb der Halterung dient die Matrix ebenso als Klebstoff, wie zur Bildung eines festen Blockes, der in Form eines Schwalbenschwanzes ausgebildet sein kann, wäh rend die Halterung in Form einer Schwalbenschwanznut ausgebildet ist. Das Elasto mer kann in die Halterung über den Boden, die seitlichen Wände oder über die Ar beitsfläche eingespritzt werden. Die seitlichen Wände können Bohrungen aufweisen, in die die Matrix hineinragt, wobei diese vorstehenden, in diese Bohrungen ragenden Matrixteile als mechanische Krallen dienen, die zusätzlich das Bündel an der Halte rung befestigen.

Der hervorkragende Bereich des Bündels ist während des Einspritzvorganges bevor zugt in einer Form eingeschlossen, so daß das Bündel bis zur Arbeitsfläche der Spitzen von Elastomer durchsetzt und von dem Elastomer eingekapselt ist. Das Elastomer füllt so nicht nur die Zwischenräume des Bündels, sondern bildet auch ein dünne, das Bündel seitlich umgebende Haut. Die Haut ist angrenzend zur Halterung bevorzugt dicker oder mit einem Verkleidungsübergang versehen, der die größte seitliche Stütze für die äußeren Filamente am Rand der Halterung oder der Glocke darstellt. Die Elastomermatrix formt aus den einzelnen Filamenten einen im wesentlichen in tegralen Block, und begrenzt deren Flexibilität durch wirksame Verstärkung ihrer Tragfestigkeit oder ihres Moduls. Dies wiederum erlaubt einen höheren Schleifmittel gehalt der Filamente und höhere Anstelldrücke.

Die Matrix kann entweder aus einem Feststoff bestehen oder bevorzugt auch ge schäumt sein. Die Matrix ist dafür vorgesehen, mit der gleichen Rate abgetragen zu werden, wie die Spitzen der Filamente. Die Matrix selbst kann auch einen Schleif mittelgehalt aufweisen. Wenn die Werkzeughalterung geklammert ist, kann die Matrix während des Klammerns eingespritzt werden, wobei das Schließen der Form auch das Klammern der Halterung bewirkt und eine Metall-zu-Metall-Dichtung für den Einspritzvorgang bildet. Das Klammern der Lippe oder des Randes verstärkt auch die Gestaltung der Halterung in Form einer Schwalbenschwanznut, wobei das Ein spritzen der Matrix einen Block formt, der das Bündel der Filamente in der Halterung befestigt. Die Matrix kann durch ein Kolbenspritzguß- und -mischverfahren einge spritzt werden, daß nicht nur das Elastomer mischt oder plastifiziert, sondern auch jedes Schleifmittel oder andere Additive, wie zum Beispiel Treibmittel damit ver mischt.

Zum Verständnis des vorangegangenen und den zugehörigen Begrenzungen weist die Erfindung die im folgenden vollständig beschriebenen und in den Ansprüchen im einzelnen genannten Merkmale auf, die folgende Beschreibung und die anliegenden Zeichnungen legen im Detail bestimmte anschauliche Ausführungen der Erfindung dar, die jedoch nur für einige der verschiedenen Weisen, auf die die Prinzipien der Erfindung eingesetzt werden können, bezeichnend sind.

Kurze Beschreibung der Zeichnungen

Fig. 1 ist eine schematische, teilweise im Schnitt gezeigte und nicht maßstäbliche Ansicht eines Verfahrens zur Herstellung eines Honwerkzeuges nach der vorliegenden Erfindung,

Fig. 2 ist eine ähnliche Ansicht eines anderen Verfahrens zur Herstellung einer anderen Ausführungsform des Honwerkzeuges vor dem Schließen und dem Einspritzen,

Fig. 3 ist ähnliche Ansicht nach dem Schließen und dem Einspritzen,

Fig. 4 ist eine ähnliche Ansicht wie Fig. 3, wobei die eingespritzte Matrix Schleifmittel enthält und durch die Arbeitsfläche des Werkzeuges einge spritzt wurde,

Fig. 5 ist eine schematische Ansicht, die das Einspritzen und das Klammern mit der Einspritzung zeigt, mit Einspritzung sowohl durch die Halterung, als auch durch die Arbeitsfläche, wobei nur erstere ein Schleifmittel enthält,

Fig. 6 ist eine Draufsicht auf einen Teil der Spitzenfläche eines Honwerkzeuges vor dem Einspritzen,

Fig. 7 ist eine ähnliche Ansicht nach der Einspritzung einer festen oder flüssigen Matrix,

Fig. 8 ist eine ähnliche Ansicht nach dem Schäumen,

Fig. 9 ist eine Seitenansicht eines teilweise weggebrochenen Honwerkzeuges gemäß der vorliegenden Erfindung;

Fig. 10 ist eine Draufsicht auf das Werkzeug aus Fig. 9 und zeigt die Arbeits fläche und

Fig. 11 ist eine Ansicht von hinten auf das Werkzeug der Fig. 9 und 10.

Ausführliche Beschreibung bevorzugter Ausführungsbeispiele

Zunächst wird auf Fig. 1 Bezug genommen, worin ein Verfahren zur Herstellung eines Honwerkzeuges gemäß der vorliegenden Erfindung dargestellt ist. Das Honwerk zeug, bezeichnet mit 20, weist eine metallische, kanalförmige Halterung 21 mit einem Bündel dicht gepackter, im wesentlichen parallel zueinander angeordneter Monofila mente auf, die, wie bei 22 gezeigt, über eine relativ kurze Distanz aus ihm hervorra gen. Die Halterung und das Werkzeug sind in Richtung der Papierebene der Fig. 1 gestreckt und das Bündel dicht gepackter Schleif-Monofilamente kann an der Boden fläche der glocken- oder tassenförmigen Halterung durch eine Klebstoffschicht 23 befestigt sein. Es ist zu bemerken, daß der Boden der tassenförmigen Halterung eine leicht gewölbte Oberfläche aufweist, die bei gleich langen Monofilamenten eine leicht gewölbte Oberfläche 24 der Arbeitsfläche des Werkzeuges erzeugt. Honwerkzeuge des beschriebenen Typs sind in der zuvor genannten Anmeldung Nr. 08/090,770, angemel det am 13. Juli 1993 mit dem Titel "Honing Tool And Method Of Making" (= Honwerk zeug und Verfahren zu dessen Herstellung) beschrieben.

In Fig. 1 wird die glockenförmige Halterung des Honwerkzeuges von einer Grund platte 26 getragen, die befestigt sein kann. Ein bewegliches Formenteil 27 weist eine Ausnehmung 28 auf, mit der es über das Bündel 22 gestülpt ist und ist, wie unter 29 gezeigt, gegen den Rand der Halterung gepreßt. Die Ränder der Ausnehmung sind mit Führungsflächen 30 und 31 versehen, die das Überstülpen des beweglichen Formen teiles über das hervorspringende Bündel erleichtern. Wenn das Formenteil 27 in Richtung des Pfeils 33 bewegt wird und auf dem Rand 29 aufsetzt, wird eine elastome re Matrixbindung in das Werkzeug durch eine Kolbenspritzgußmaschine, im wesentli chen mit 35 bezeichnet, eingespritzt. Der feste Formenteil 26 weist einen Anguß adapter 36 auf, daß ein Angußsystem 37 beinhaltet, das in Verbindung mit einer oder mehrerer Öffnungen 38 in den Seitenwänden der Honwerkzeughalterung 21 steht.

Die Komponenten der elastomeren Matrixbindung werden bei 40 und 41 in den Trich ter 42 eingefüllt, der mit dem Zylinder 44 in Verbindung steht, in dem die Schnecke 45 verschiebbar angeordnet ist. Die Schnecke wird durch einen Motor 46 über ein Getrie be 47 drehend angetrieben und durch den Kolben 49 innerhalb des Zylinders axial bewegt. Die Mischung oder die Schmelze der elastomeren Matrixbindung wird in dem Zylinder bei 52 gebildet, und an einem geeigneten Punkt des Zyklus bewegt sich die Schnecke 45 in Fig. 1 nach rechts und spritzt die elastomere Matrixbindung in das Bündel der Schleif-Monofilamente durch das Schließventil ein. Das Einspritzen kann bei einem wesentlichen Druck durchgeführt werden und läßt die elastomere Matrix bindung in alle Zwischenräume des Bündels 22 eindringen. Bevorzugt ist die Verbin dung porenhaltig und enthält ein Treibmittel. Sobald der hohe Druck auf der Mi schung oder auf die Plastifizierschnecke nachläßt, kann das elastomere Material beginnen zu schäumen und das verstärkt weiter die vollständige Durchdringung aller Zwischenräume des Bündels. Wenn die Bindung sich verfestigt hat oder getrocknet ist, wird die Form geöffnet und das Werkzeug entnommen.

Die oben beschriebenen Verfahrensschritten können etwas verändert werden durch die Verwendung der oben beschriebenen Formverschließung zur Einlegung des Bündels 22 in die Halterung 21. Mit anderen Worten, das Bündel 21 wird zunächst in die Form 27 eingelegt und der Boden der glockenförmigen Halterung mit einem Klebstoff 23 bestrichen. Wenn das Formenteil 27 dann auf der Halterung aufsetzt, wird das Bündel 22 in die Halterung eingelegt und die inneren Enden jedes der relativ kurzen Monofila mente in Kontakt mit der Klebstoffschicht gebracht. Um das gleichzeitige Einlegen des Bündels mit dem Schließen der Form zu erleichtern, ist die innere Kante des Randes 29 der Halterung mit einer Führung oder einer abgeschrägten Oberfläche, wie unter 55 und 56 gezeigt, versehen, die auf die Oberflächen 30 und 31 der Form 27 passen.

Es ist außerdem zu bemerken, daß die inneren Wände der Ausnehmung innerhalb der Halterung 21, wie bei 21 gezeigt, in Form eines leichten Schwalbenschwanzes ausge bildet sind. Dies erlaubt es dem inneren Ende des Bündels sich beim Einschieben in die Halterung und die Klebstoffschicht 23 berührt, leicht auszudehnen. Die elastomere Matrixverbindung ihrerseits ist ein guter Kleber, der an den Schleif-Monofilamenten aus Kunststoff ebenso gut haftet, wie an dem Inneren der Halterung 21. Die Matrix bindung bildet dann mit den Schleif-Monofilamenten einen festen oder porösen Block, der die Monofilamente während der gesamten einsetzbaren Lebensdauer des Werkzeu ges in der Halterung hält.

Die kooperierenden Oberflächen 30-55 und 31-56, bilden, wenn sie mit elastomerer Matrixbindung gefüllt sind, eine umlaufende Ausbauchung um das Bündel am Rand der Halterung, die die äußersten Elemente des Bündels an der Stelle, an der sie aus der Halterung austreten, schützt.

In jedem Fall kann das in Fig. 1 gezeigte Werkzeug vor dem Schließen der Formen teile für das Einbringen der elastomeren Matrixbindung geformt werden oder das Bündel und die Halterung können während des Verschlusses der Form zusammenge fügt werden.

Mit Bezug auf die Fig. 2 und 3, ist ersichtlich, daß das, in Richtung des Pfeiles 61 bewegliche Formenteil 60 eine Kammer 62 aufweist, die das dicht gepackte Bündel der Schleifmonofilamente 63 aufnimmt. Die Öffnung der Kammer ist mit signifikanten und verlängerten Führungsflächen versehen, die bei 64 und 65 erkennbar sind. Diese Führungsflächen wirken mit den sich ziemlich verjüngenden Lippen 66 und 67 der metallischen Halterung 68 zusammen, die in dem feststehenden Teil 69 sitzt. Auch hier sind die inneren Seitenwände der Halterung in Form eines schwalbenschwanzför migen Kanals 70 ausgebildet. Die Halterung ist mit einem Anschlagsflansch 71 und mit einer oder mehreren Bodenöffnungen versehen. Bei der Ausführungsform nach den Fig. 2 und 3 wird keine Klebstoffschicht am Boden 73 der glockenförmigen Halte rung eingesetzt.

Wenn sich das Formenteil 60 sich in Richtung des Pfeiles 61 in die in Fig. 3 gezeigte Position bewegt, kommen die Flächen 63 und 64 in Eingriff und pressen die Ränder 66 und 67, deren Kanten das Bündel 66 umgürten, wodurch diese aufeinander zu ge drückt werden, wobei sie das Bündel mechanisch zusammenschnüren, um so das Bündel in der Halterung festzulegen. Das Formenteil 60 bewegt sich weiter in die in Fig. 3 gezeigte Position, bis es mit dem Flansch 71 aufsetzt. Zu dieser Zeit sind die Lippen der Halterung nach innen gepreßt, nicht nur um mechanisch das Bündel zu fassen, sondern auch um eine Metall-zu-Metall-Dichtung zwischen der Halterung und dem Formenteil 60 zu bilden. Nach Anlegen der Form 61 an die Halterung, die wieder um in den feststehenden Teil 69 eingesetzt ist, wird das Ventil 53 geöffnet und die Schnecke 45 wird, wie in Fig. 3 gezeigt, nach rechts bewegt, wobei die elastomere Matrixbindung durch das Angußsystem 74 in den feststehenden Teil und in das Bündel der Schleif-Monofilamente eingespritzt wird. Wenn die Halterung zusammen mit dem geschlossenen Formenteil vollständig mit der elastomeren Matrixbindung gefällt ist und die Bindung aufgeschäumt oder durchgehärtet ist, bilden die Matrixbin dung und die Filamente einen Festkörper, alles ist es ein poröser Block, der in Fig. 3 mit 76 bezeichnet ist. Die Anordnung der Lippen 66 und 67 bildet ebenso wie die Führungsflächen 64 und 65 eine leichte Verdickung oder Ausbauchung, zu sehen unter 77 und 78 in Fig. 3, direkt hinter der Einschnürung des Bündels nach außen ge richtet. Die Klebeigenschaft der elastomeren Bindung schafft einen einheitlichen, fest an der Halterung 68 befestigten Block. Auch hier sei festgehalten, daß die Arbeits fläche 79 ebenso wie der Boden 80 der glockenförmigen Halterung 68 bogenförmig oder ballig ausgeführt ist.

Fig. 4 zeigt ein Verfahren zur Herstellung des gleichen Werkzeuges, wie es in den Fig. 2 und 3 dargestellt ist, wobei die relative Bewegung zwischen der glockenför migen Halterung 68 und dem pressenden Formenteil 81 eine Stauchung oder eine Aufeinanderzubewegung der Lippen der metallischen, glockenförmigen Halterung verursacht, wodurch das Bündel der Monofilamente eingeschnürt wird. Bei der Aus führungsform nach Fig. 4 wirkt das Formenteil 81 mit dem Formenteil 60 aus den Fig. 2 und 3 zusammen, ist jedoch feststehend. Die Halterung 68 ist in eine be wegliches Teil oder eine Traverse eingesetzt, die zum Schließen durch die Kolben- Zylinder-Einheit 84 in Richtung des Pfeils 83 beweglich ist. Die andere Änderung im Verhältnis zu den Fig. 2 und 3 ist die, daß das Formenteil 81 mit dem Anguß system 85 versehen ist, daß mit dem Schließventil 52 verbunden ist. So wird die elastomere Matrixbindung in das Bündel der Kunststoff-Monofilamente durch die Arbeitsfläche 79 eingeflößt oder eingespritzt. Ebenso kann bei der Ausführungsform nach Fig. 4 Schleifmittel an Position 86 der Mischung für die elastomere Matrixbin dung zur Durchmischung hiermit zugeführt werden, so daß der, wie in Fig. 76 gezeigt geformte, poröse Block der Harzmatrixbindung homogen in ihm verteiltes Schleifmittel enthält. Es ist erwünscht, daß dieses Schleifmittel zusätzlich zu dem in den Schleif- Monofilamenten aus Kunststoff enthaltenen Schleifmittel vorhanden ist, und deren Spitzen die Arbeitsfläche, daß heißt die schleifende Fläche, des Werkzeuges bilden.

In Fig. 5 ist eine weitere Ausführungsform eines Verfahrens dargestellt, das ein im allgemeinen mit 90 bezeichnetes Honwerkzeug erzeugt, das eine metallische Halte rung 91 und hervorspringendes, kompaktes Bündel relativ kurzer Schleif-Monofila mente 92 aus Kunststoff aufweist, die die Arbeitsfläche 93 des Werkzeuges bilden. Das Werkzeug ist zwischen Formenteilen 94 und 95 eingeschlossen, die zugehörige Anguß system 96 und 97 beinhalten. Die Angußsysteme sind über Schließventile 53 mit einander gegenüberliegenden Einspritzsystemen verbunden. Das vollständige linke Einspritzsystem und der Formenteil 94 kann innerhalb des feststehenden Zylinders 99 horizontal über den Kolben 98 bewegt werden. Auf ähnliche Weise kann die rechte Einspritzeinheit 35 mit dem Formenteil 95 innerhalb des feststehenden Zylinders 101 horizontal durch den Kolben 100 bewegt werden. Bei der gezeigten Ausführungsform des Verfahrens kann die rechte Einspritzeinheit 35, wie bei 102 gekennzeichnet, einen Schleifmittelzusatz enthalten. Bei geschlossenen Formen können beide Einspritz einheiten gleichzeitig arbeiten um dem Werkzeug die elastomere Matrixbindung einzuspritzen. Die rechte Einspritzeinheit, die den Schleifmittelzusatz beinhaltet wird das Schleifmittel nur über die Arbeitsfläche des Werkzeuges einspritzen. Das System aus Fig. 5 ist insbesondere dann verwendbar, wenn der Schleifmittelzusatz kosten intensiv ist, wie zum Beispiel polykristalliner Diamand. Die Schleifmittel enthaltende elastomere Matrixbindung in dem fertiggestellten Werkzeug weist dann eine mit Schleifmittel angereicherte Zone auf, jedoch nur im Bereich der hervorstehenden Schleif-Filamente und nicht im Bereich der metallischen, glockenförmigen Halterung. Das bestimmte gezeigte Werkzeug kann vom Typ der in den Fig. 2 bis 4 gezeigten sein, bei denen das Schließen der Formenteile 94 und 95 die Lippen der Halterung 91 zusammenpreßt, wodurch das Bündel eingeschnürt wird und eine Metall-zu-Metall- Dichtung zwischen den Formenteilen und und der Halterung geschaffen wird.

In den Fig. 9, 10, 11 ist ein Werkzeug nach der vorliegenden Erfindung gezeigt. Das Werkzeug weist eine metallische Halterung 21 und das Bündel dichtgepackter, hervorstehender Monofilamente 22 auf, das die Arbeitsfläche 24 des Werkzeuges bildet. Wie aus Fig. 9 erkennbar ist, ragt das Bündel der Schleif-Monofilamente aus Kunststoff um eine relativ kleine Strecke aus der Halterung 21 hervor, und es sind die dicht gepackten Spitzen der Monofilamente, die die Arbeitsfläche bilden.

Die Halterung ist üblicherweise, wie gezeigt, ausgedehnt und weist an ihren Enden Haken 110 und 111 auf, die die Befestigung des Werkzeuges im Honkopf erleichtern. Nachdem die elastomere Matrixbindung in das Werkzeug eingespritzt ist, bildet sie wie unter 112 gezeigt eine Schale oder Haut um die Seitenflächen des hervorstehenden Bündels. Sie bildet auch eine Haut über die Arbeitsfläche 24, die jedoch bei Benutzung des Werkzeuges schnell abgetragen wird. Die Schale oder Haut ist wie bei 113 sichtbar in den Kantenbereichen der Halterung vergrößert, deren Verdickung oder Wulst während des Formprozesses gebildet wurde. Dieser Wulst oder diese Ausrundung stellen eine zusätzliche Stütze auf das Äußere des Bündels der Schleif-Monofilamente an der Kante des Randes der Halterung dar. Demnach ist selbst wenn die Schleif- Monofilamente durch die Schale nach außen geraten trotzdem eine tragende Haut vorhanden, die am Ursprung des hervorstehenden Bereichs der Monofilamente ver größert oder verdickt ist.

Wie in Fig. 9 zu erkennen ist, kann die elastomere Matrixbindung durch Langlöcher 114 und 115 in der Seitenwand der Halterung eingespritzt werden. Beim nachfolgen den Einspritzprozeß werden diese Löcher mit elastomerer Matrixbindung gefüllt und der hervorstehende Teil dieser die Löcher füllenden Bindung dient als mechanische Befestigung mit dem Rest des durch das Einspritzen gebildeten Blockes um zusätzlich den Block und die Halterung als Einheit zusammenzuhalten.

In den Fig. 6, 7 und 8 ist eine vergrößerte Teilansicht der Arbeitsfläche des Werk zeuges gezeigt, die rechtwinklige Schleif-Monofilamente verwendet, dargestellt vor, während und nach dem Einspritzen der elastomeren Matrixbindung. Die Zwischenräu me zwischen oder unter den zusammengedrückten Filamenten sind für illustrative Zwecke leicht übertrieben dargestellt. Es ist zu erkennen, daß obwohl das Bündel 22 zusammengedrückt ist, trotzdem ein signifikanter Betrag der Zwischenräume 120 zwischen angrenzenden Filamenten 121 vorhanden ist. In Fig. 7 ist die elastomere Matrixbindung wie bei 122 gezeigt in solche Zwischengitterstellen 120 eingespritzt worden. In Fig. 7 hat die Infusion eine flüssige oder viskose Form. Die Flüssigkeit füllt nicht nur die Zwischengitterstellen bei 122, sondern sie füllt auch die Seiten 123 und 124 des Bündels und bildet die Schale 112. In Fig. 8 ist die Infusion, wie bei 126 zu sehen, aufgeschäumt worden, jedoch die Schale oder die umgebende Haut zurück geblieben.

Die Schleif-Monofilamente

Das Bündel 22 kann mit Schleifmitteln angereicherte Kunststoffilamente oder -Kunststoff-Monofilamente mit einem runden oder rechteckigen Querschnitt aufweisen. Üblicherweise ist ein rechtwinkliges Monofilament an seiner Hauptbreitseite ungefähr 0,090 Inch (= 2,29 mm) breit und etwa 0,045 Inch (= 1,14 mm) dick. Wenn es im Querschnitt rund ist, können die Durchmesser variieren. Die größeren Durchmesser sollen nach der Art der oben dargelegten Dimensionen sein, um eine ähnliche Quer schnittsfläche zu erzeugen. Die kleineren Querschnitte können zum Beispiel so klein sein wie 500 Denier.

Das Monofilament kann ein extrudierter Kunststoff sein, der vollständig und gleich mäßig mit einem Schleifmineral, wie zum Beispiel Aluminiumoxid, eingeschmolzenem Aluminiumoxid, Tonerde, Zirkonerde oder Siliziumkarbid durchsetzt sein kann. Es kann ein weites Spektrum anderer Schleifmittel enthalten sein, wie zum Beispiel kubisches Bornitrid, Sand, Bimsstein, Granat, Korund (Diamantspat) Borkarbid und geschmolzenes oder gesintertes Aluminiumoxid. Andere, exotischere Schleifmineralien, wie zum Beispiel polykristalliner Diamant, können leicht eingesetzt werden. Auch können die Korngrößen der Schleifmittel von grob bis zu feinen Pulvern variieren.

Das Kunststoffmaterial weist bevorzugt einen Young-Modul auf, der größer als 0, 10 bei 10⁶ psi und nicht bevorzugter, größer als 0,40 bei 10⁶ psi ist. Der Young-Modul ist als definiert der Betrag der Kraft, den ein Material ohne andauernde Deformation nach Abzug der Kraft ertragen kann. Dies ist eine Messung der Elastizität oder des Verhält nisses der Spannung über der Dehnung.

Der bevorzugte Kunststoff für die Extrusion der monofilen Arbeitselemente ist Nylon. Das bevorzugte Nylon ist ein 6/12 Nylon. Nylonwerkstoffe sind langkettige, teilweise kristalline synthetische Polymeramide (Polyamide). Polyamide werden hauptsächlich durch Kondensationsreaktion von Diaminen und doppelbasischer Säuren oder von Materialien, die sowohl die Säuren- als auch die Aminfunktionalität aufweisen, hergestellt.

Nylon-Werkstoffe haben eine hervorragende Widerstandsfähigkeit gegen Öle und Fette, in Lösungsmitteln und Basen. Nylon-Werkstoffe weisen ein ausgezeichnetes Verhalten gegenüber wiederholten Stößen, Abrieb und Biegung auf. Andere physika lische Eigenschaften beinhalten einen geringen Reibungskoeffizienten, eine hohe Zugfestigkeit und Zähigkeit. Brauchbare mechanische Eigenschaften von Nylon beinhalten Festigkeit, Steifigkeit und Zähigkeit. Im allgemeinen gilt, je größer die Menge der Amidverbindungen ist, desto größer ist die Steifigkeit, desto höher ist die Zugfestigkeit und desto höher ist der Schmelzpunkt. Es sind verschiedene geeignete Formen des Nylons verfügbar unter anderem:

A. Nylon 6/6 synthetisiert aus Hexamethylendiamin (HMD) und Adipin säure;
B. Nylon 6/9 synthetisiert aus HMD und Azelainsäure;
C. Nylon 6/10 synthetisiert aus HMD und Sebacinsäure;
D. Nylon 6/12 synthetisiert aus HMD und Dodecandissäure;
E. Nylon 6 synthetisiert aus Polycaprolactum;
F. Nylon 11 synthetisiert aus 11-Aminoundecansäure
G. Nylon 12 synthetisiert aus Polyaurolactam; und andere.

Geeignete Nylon-Werkstoffe für die vorliegende Erfindung weisen ein Young-Modul auf, der größer als 0,05, bevorzugt größer als 0,1 und weiter bevorzugt größer als 0,2 ist.

Der bevorzugte Nylon-Werkstoff ist Nylon 6/12. Die physikalischen Eigenschaften von Nylon 6/12 beinhalten einen Schmelzpunkt von 212°C, eine technische Trockenstreck grenze bei 10³ psi von 8,8 (7,4 bei 50% relative Feuchte) und ein Trockenbiegemodul von 295 (180 bei 50% relative Feuchte). Nylon weist einen größeren Young-Modul (0,40 bei 10⁶ psi) als Gummi (0,01 bei 10⁶ psi) auf, was zum Beispiel die größere Steif heit des Nylons gegenüber einem Elastomer, wie zum Beispiel Gummi, zeigt. Zum Beispiel wird bei einem einige Fuß (= 2,54 cm) langen Arbeitselement nach der vorlie genden Erfindung, wenn es horizontal einseitig eingespannt ist, bei Raumtemperatur eine kleine oder minimale Seitenabweichung an dem gegenüberliegenden Ende auf treten.

Nylon ist teilkristallin, hat also während der Deformation kleine oder keine gummiela stischen Bereiche. Der Kristallisationsgrad bestimmt die Steifigkeit und den Fließ punkt. Bei ansteigender Kristallisation nimmt die Steifigkeit ab und die Streckgrenze sinkt. Auf der anderen Seite ist Gummi ein amorphes Polymer und seine Molekülaus richtung führt zu einem geringen Elastizitätsmodus.

Nylon weist eine Zugfestigkeit von mehr als 8000 psi, und Gummi weist eine Zugfestig keit von 300 psi auf. Nylon zeigt eine Brucheinschnürung von 250% bei der Dehnung, Gummi zeigt eine Brucheinschnürung von 1200%. Nylon hat eine gute Feuchtigkeits resistenz, während Gummi eine große Wassermenge absorbiert. Nylon hat eine her vorragende Resistenz gegen Öle und Fette und andere organische Lösungen, Gummi hat eine extrem schlechte Resistenz. Nylon erhält seine Eigenschaften zwischen -75°F (= -60°C) und 230°F (= 110°C), während Gummi einen engen Bereich um die Raum temperatur herum aufweist. Die erhöhte Festigkeit, die Resistenz gegen Feuchtigkeit und Lösungsmittel sowie der große einsetzbare Temperaturbereich machen Nylon für diese Entwicklung zum bevorzugten Werkstoff.

Eine andere, für die vorliegende Erfindung verwendbare Art eines Polyamides beinhal tet andere Kondensationsprodukte mit sich wiederholenden Polyamidgruppen entlang der Polymerkette, wie zum Beispiel Aramide. Aramide sind als technische Faser, in der wenigstens 85% der Amidverbindungen (-C(O)-N(H)-) direkt an den zwei aromatischen Kohlenwasserstoffringen angelagert sind. Das ist der Unterschied zum Nylon, bei dem weniger als 85% der Amidverbindungen direkt an den beiden aromatisierten Ringen angeordnet sind.

Das Kunststoffmaterial kann auch aus Aramidfasern bestehen, die durch eine hohe Zugfestigkeit und einen hohen Modul gekennzeichnet sind. Zwei Aramide, die für die vorliegende Erfindung verwendet werden können, beinhalten Fasern, die durch Polyme risation von p-Phenylendiamin mit Terephthaloylchlorid und einem weniger harten Polymer hergestellt sind, das durch die Polymerisation von m-Phenylendiamin und Isophthaloylchlorid gebildet ist.

Aramide weisen eine sehr gute Widerstandskraft gegen Lösungsmittel auf. Aramide haben bei 250°C Zugfestigkeiten, die derjenigen von Textilfasern bei Raumtemperatur entsprechen. Auch einige duroplastische Polymere sind verwendbar. Zum Beispiel sind dies Polyester, die langkettige synthetische Polymere sind mit wenigstens 85% eines zweiwertigen Alkoholesters (HOROH) und Terephthalsäure (p-HOOC₆H₄COOH) Polyesterfasern enthalten sowohl kristalline, als auch nichtkristalline Bereiche. Polyester sind gegen Lösungsmittel resistent und zeigen eine Bruchdehnung von 19 bis 40%.

Polyimide sind Polymere, die (CONHCO) enthalten und auch für die vorliegende Erfindung verwendet werden können. Hohe Temperaturstabilität (bis zu 700°F = ca. 370°C) und eine hohe Zugfestigkeit von 13,500 psi machen Polyimide geeignet als Bindemittel in Schleifscheiben.

Die prozentuale Menge an Schleifmittel ist größer als es normalerweise, ohne die Unterstützung durch die Elastomerschaum-Matrixbindung der Fall sein würde. Ohne die Bindung stellt eine untere Grenze von etwa 30 bis etwa 40% einen optimierten Werkzeugabtrag und einen optimalen Wirkungsgrad zur Verfügung. Höhere Mengen neigen dazu, die Lebensdauer des Werkzeugs zu verringern, und kürzere Lebendauern haben viele wirtschaftliche Nachteile, die jede kurzeitige Zunahme der Effektivität ausgleichen. Mit der vorliegenden Erfindung kann der Schleifmittelgehalt wesentlich erhöht werden und eine längere Lebensdauer des Werkzeuges erreicht werden. Es wird bevorzugt, daß der Gehalt oberhalb von 30% liegt und ein Gehalt von 55% er reichbar ist. Daneben ist die Extrusion des Monofilaments teuer, und das Werkzeug sowie das Monofilament ist schwierig zu formen und zu handhaben.

Elastomerschaum-Matrixbindung

Das bevorzugte geschäumte Elastomer ist ein ziemlich flexibler Polyurethan mit mittlerer bis niedriger Dichte. Das Elastomer sollte an dem Kunststoff der Schleif- Monofilamente haften, und der hohe Schleifmittelgehalt dieser Monofilamente sollte diese Verbindung ermöglichen. In der Mischung kann ein Bindemittel eingesetzt werden, um die Bindung sicherzustellen, obwohl Polyurethane für ihre Adhäsions eigenschaften bekannt sind. Die geschäumte Verstärkungsmatrix haftet nicht nur an den Filamenten, sondern auch an dem Metall der Nabe. Die inneren Formoberflächen jedoch sind beschichtet oder besprüht, um das Werkzeug nach der Trocknung zu entnehmen.

Die Dichte des geschäumten Matrixverbund liegt zwischen etwa 4 bis zu etwa 30 lbs/cu/ft. (= 64,8 bis 486 kg/m³) und bevorzugt zwischen ca. 10 bis etwa 20 lbs/cu/ft. (= 162 bis 324 kg/m³). Eine solche Dichte kann gut als niedrige Dichte bezeichnet wer den. Urethanschäume können zwischen etwa 1,2 bis zu etwa 60 lbs/cu/ft. (= 19,4 bis 972 kg/m³) liegen. Wenn die Schaumstruktur abgetragen wird, wird sie schnell in über wiegend Gas zerfallen und bei normalen Arbeitsdrücken keinen flüssigen Zustand einnehmen.

Die bevorzugten Polyurethane sind in einem Zwei-Komponenten-Flüssigsystem erhältlich, das dem Prozeß an den Stellen 40 und 41 zugeführt wird und durch die drehende Schnecke 45 zugemischt oder gemischt wird. Die beiden Komponenten sind üblicherweise ein Toluoldiisocyanat und ein Wasserstoffdonator, im allgemeinen hoch-molekulargewichtige Polyether. Üblicherweise besteht eine Komponente aus ca. 0,9 bis über 1,5 Äquivalenten eines ausgewählten Diisocyanats mit einem Äquivalent eine Dihydroxy-terminierten Polyester oder Polyether, dessen Molekulargewicht oberhalb von ca. 500 bis 4000 liegt. Es ist üblich, ein stöchiometrisches übermaß der Diisocyanat-Komponente zu verwenden, um die erforderliche Aushärtung zu erhalten. Bei dieser Erfindung ist es bevorzugt, 1,05 Äquivalente der ausgewählten Diisocyanate mit einem Äquivalent eines Dihydroxy-terminierten Polyester oder Polyether reagie ren zu lassen. Weichmacher, einschließlich Octyl-alkohol terminiertes Polypropylen Adipat mit einem Molekulargewicht von ca. 2000 bis ca. 5000 von 2% bis 20% können verwendet werden, um die Polyurethane weich zu machen und zur Kontrolle der Flexibilität verwendet werden.

Die Dichte des Schaums wird mit der Verwendung von Wasser als Treibmittel gesteu ert, obwohl Wasser auch in Verbindung mit anderen Treibmitteln genutzt werden kann. Ozonschädigende chlorierte Kohlenwasserstoffe sind jedoch zu vermeiden.

Zusätzlich zu den genannten Bindemitteln können andere Additive die üblichen oberflächenaktiven Stoffe zur Homogenisierung der kleinen Zellgrößen und Katalysa toren sein. Verdünnungsmittel oder andere auswaschbare Füllstoffe werden im all gemeinen gemieden, ein fein- oder mittelgrobkörniges Schleifmittel kann jedoch in den Schaum eingebracht werden. Das Schleifmittel kann bei Position 102 in Fig. 5 oder bei Position 84 in Fig. 4 zugefügt werden.

Manche thermoplastische Elastomere sind verwendbar. Bei Verwendung eines thermo plastischen Elastomers, werden die Komponenten als Festkörper in den Trichter 42 eingefüllt und die Schnecke 45 arbeitet als Plastifizierschnecke, die eine niedrigviskose Schmelze unter hohem Druck erzeugt. Der Zylinder 44 kann zur Unterstützung des Schmelzenvorgangs beheizt sein. Eine große Bandbreite von Treibmitteln kann ver wendet werden. Beispiele sind komprimierte Luft, Stickstoff, Kohlendioxid oder Methylenchlorid. Es ist erwünscht, daß Treibmittel mit offenen Flammpunkten oder chlorierte Hydrocarbonate gemieden werden.

Thermoplastische Elastomere sind Polymermaterialien, die einige Eigenschaften der thermoplastischen Kunststoffe und einige Eigenschaften der Elastomere aufweisen. Demzufolge können thermoplastische Elastomere geschmolzen, einer Verarbeitung und Kühlung sowie Umformung wie die thermoplastischen Kunststoffe unterzogen werden, während sie die elastischen Eigenschaften eines Elastomers aufweisen. Die Polymere bestehen aus harten Bereichen oder Gebieten und aus weichen Bereichen oder Gebieten. Die harten Bereiche weisen üblicherweise ein geringes Äquivalenzge wicht polyfunktionaler Monomere auf, während die weichen Gebiete im allgemeinen ein hohes Äquivalenzgewicht polyfunktionaler Monomere aufweisen. Die Schmelz temperatur der weichen Regionen ist üblicherweise geringer als die Schmelztempera tur der harten Gebiete. Zusätzlich werden Kettenverlängerer wie Ethylen, Diamin, oder 1,4-Butandiol verwendet, um die harten Segmente und damit die Größe des harten Gebiet zu erhöhen. Die weichen Regionen mit hohem Äquivalenzgewicht bilden flexible Ketten, die die harten Regionen mit geringem Äquivalenzgewicht verbinden.

Die flexiblen Eigenschaften des geschäumten Elastomers hängen von dem Betrag und der Zusammensetzung der in dem thermoplastischen Elastomer auftretenden harten und der weichen Gebiete ab. Es folgen spezielle Beispiele verwendbarer thermoplasti scher Elastomere zusammen mit den besonderen, für die Herstellung der harten und weichen Gebiete verwendeten Monomeren.

(1) Polyester-thermoplastische Elastomere
Weich: Poly(tetramethylenoxid)
Hart: Poly(tetramethylenterephthalat)
(2) Polyether Blockamide-thermoplastische Elastomere
Hart: Polyamid-Blöcke
Weich: Polyether-Blöcke
(3) Polyurethan-thermoplastische Elastomere
Hart: 4,4-Diphenylmethandiisocyanat (MDI) mit Kettenverlänge rer 1,4-Butandiol
Weich: Polyether- oder Polyester-Ketten, insbesondere Hydroxy terminierte Polyether- oder Polyesterketten.

Nach den obengenannten sind bevorzugte Schaumelastomere Polyurethane mit nicht thermoplastischen, thermoplastischen Polyurethanen, Polyether und Polyester. Auch hier können Bindemittel, oberflächenaktive Substanzen und andere Additive zugefügt sein, um die Dichte und Elastomerqualitäten dem Schaum zuzufügen und die oben genannten Vorteile zu erzielen.

Obwohl die Erfindung mit Bezug auf bestimmte bevorzugte Ausführungsformen gezeigt und beschrieben wurde, ist es offensichtlich, daß äquivalente Veränderungen und Verbesserungen dem Fachmann während des Lesens und dem Verstehen dieser Beschreiben einfallen werden. Die vorliegende Erfindung umfaßt alle solchen äquiva lenten Veränderungen und Verbesserungen und ist nur durch den Umfang der An sprüche beschränkt.

Claims

1. Schleif-Honwerkzeug das ein Bündel gepackter Filamente, eine Halterung auf weist, wobei die Filamente als Bündel um eine kleine Strecke aus der Halterung herausragen und die Spitzen des gepackten Bündels die Arbeitsfläche des Werk zeuges bilden, jedes Filament aus extrudiertem Kunststoffmaterial gebildet ist sowie homogen in dem Kunststoffmaterial verteiltes Schleifmittel enthält, der Schleifmittelgehalt jedes Filamentes größer ist, als der Gehalt, der die Flexibilität und die Zugfestigkeit des Filaments für die beabsichtigte Honverwendung negativ beeinflussen würde, und mit einer die Zwischenräume des Bündels füllenden Stützmatrix, die die mit Schleifmittel durchsetzten Filamente mit einer äußeren Abstützung versieht, um die Steifigkeit und die Festigkeit für ein wirksames Honen zu erreichen.

2. Honwerkzeug nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Stützmatrix ein porenhaltiger Elastomer ist.

3. Honwerkzeug nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Elastomer ein Polyurethan mit einer Dichte von etwa 4 bis etwa 30 lbs/cu/ft. (= ca. 64,8 bis ca. 486 kg/m³) ist.

4. Honwerkzeug nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Elastomer ein Schleifmittel enthält.

5. Honwerkzeug nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Elastomer adhäsiv ist und mit zur Befestigung des Bündels an der Halterung beiträgt.

6. Honwerkzeug nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Halterung einen Bereich mit im wesentlichen schwalbenschwanzförmigen Querschnitt aufweist, wobei die Matrix einen schwalbenschwanzförmigen Block innerhalb dieser Halte rung bildet, um das Bündel hierin zu befestigen.

7. Honwerkzeug nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Halterung seitliche Öffnungen aufweist und der porenhaltige Elastomer diese Öffnungen ausfüllt, um die Befestigung des Bündels in der Halterung zu unterstützen.

8. Honwerkzeug nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Schleifmittel gehalt der Filamente mehr als 30% beträgt.

9. Honwerkzeug nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Schleifmittel gehalt der Filamente mehr als 40% beträgt.

10. Honwerkzeug, das eine Halterung und ein kompaktes Bündel von Schleifmittel enthaltenden Monofilamenten aufweist, die um eine kurze Strecke aus der Halte rung herausragen, wobei die Spitzen der Monofilamente eine Arbeitsfläche bilden und die Zwischenräume zwischen den Monofilamenten mit einem geschäumten Elastomer im wesentlichen gefüllt sind, der eine in Querrichtung zunehmende Stabilität des hervorstehenden Bereichs der Monofilamente des Bündels erzeugt und die Schleifspitzen im Verhältnis zueinander und im Verhältnis zur Schleif arbeitsfläche des Honwerkzeugs festlegt.

11. Honwerkzeug nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß das Elastomer ein Polyurethan mit einer Dichte im geschäumten Zustand von etwa 4 bis etwa 30 lbs/cu/ft (= ca. 64,8 bis ca. 486 kg/m³) ist.

12. Honwerkzeug nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß das Elastomer ein Schleifmittel enthält.

13. Honwerkzeug nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß das Elastomer adhäsiv ist und mit zur Befestigung des Bündels an der Halterung beiträgt.

14. Honwerkzeug nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß die Halterung einen Bereich mit im wesentlichen schwalbenschwanzförmigen Querschnitt auf weist, wobei die Matrix einen schwalbenschwanzförmigen Block innerhalb dieser Halterung bildet, um das Bündel hierin zu befestigen.

15. Honwerkzeug nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß die Halterung seitliche Öffnungen aufweist und der porenhaltige Elastomer diese Öffnungen ausfüllt, um die Befestigung des Bündels in der Halterung zu unterstützen.

16. Honwerkzeug nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß der Schleifmittel gehalt der Monofilamente oberhalb des für ein Werkzeug ohne geschäumtes Elastmer optimalen Gehalts liegt.

17. Honwerkzeug nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, daß der Schleifmittel gehalt der Filamente größer als 30% ist.

18. Honwerkzeug nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Halterung zusammengepreßt ist, um das Halten des Bündels in der Halterung zu erleichtern.

19. Honwerkzeug nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß es eine Klebstoff schicht aufweist, die das Bündel am Boden der Halterung befestigt.

20. Verfahren zur Herstellung eines Honwerkzeugs, das die Schritte, Bilden eines kompakten Bündels relativ kurzer, Schleifmittel enthaltender Monofilamente, Einsetzen des Bündels in eine Halterung, so daß die Monofilamente um eine einheitliche kurze Strecke aus der Halterung hervorragen und die Spitzen der Monofilamente die Arbeitsfläche des Werkzeuges bilden, und Einkapseln des Bündels in einem Elastomer, um eine verbesserte Stützung für die Monofilamente zu erreichen, aufweist.

21. Verfahren nach Anspruch 20, dadurch gekennzeichnet, daß das Werkzeug in einer Form angeordnet wird, um das Elastomer in das Bündel einzugeben.

22. Verfahren nach Anspruch 21, dadurch gekennzeichnet, daß das Elastomer aufge schäumt wird.

23. Verfahren nach Anspruch 22, dadurch gekennzeichnet, daß in das Elastomer ein Schleifmittel eingebracht wird.

24. Verfahren nach Anspruch 21, dadurch gekennzeichnet, daß das Elastomer nach dem Schließen der Form unter Druck in die Form eingespritzt wird.

25. Verfahren nach Anspruch 24, dadurch gekennzeichnet, daß die Halterung zum Einschnüren des Bündels nach dem Schließen der Form geprägt wird.

26. Verfahren nach Anspruch 24, dadurch gekennzeichnet, daß durch den Boden der Halterung eingespritzt wird.

27. Verfahren nach Anspruch 24, dadurch gekennzeichnet, daß durch die Seitenwan dung der Halterung eingespritzt wird.

28. Verfahren nach Anspruch 24, dadurch gekennzeichnet, daß durch die Arbeitsfläche des Bündels eingespritzt wird.

29. Verfahren nach Anspruch 20, dadurch gekennzeichnet, daß das Elastomer adhäsiv ist und mit zur Befestigung der Filamente untereinander und des Bündels an der Halterung beiträgt.

30. Verfahren nach Anspruch 29, dadurch gekennzeichnet, daß die Halterung als schwalbenschwanzartiger Schlitz ausgeformt wird, und der Schlitz mit dem Elasto mer gefüllt wird, um die Befestigung des Bündels an der Halterung zu erleichtern.

31. Verfahren nach Anspruch 29, dadurch gekennzeichnet, daß die Halterung seitliche Öffnungen aufweist, das Elastomer diese Öffnungen füllt und das Bündel mit der Halterung verkeilt.

32. Verfahren nach Anspruch 20, dadurch gekennzeichnet, daß das Elastomer die Zwischenräume in dem Bündel füllt und eine das Bündel umgebende Schale oder Hülle bildet.

33. Verfahren nach Anspruch 32, dadurch gekennzeichnet, daß die Schale eine Aus wölbung aufweist, die das Bündel am Rand der Halterung umgibt.

34. Verfahren nach Anspruch 20, dadurch gekennzeichnet, daß das Elastomer nach dem Einspritzen aushärtet bzw. getrocknet wird.

35. Verfahren nach Anspruch 20, dadurch gekennzeichnet, daß das Bündel vor seiner Einkapselung an der Halterung mit einer dünnen Klebstoffschicht befestigt wird.