DE19716560A1 - Schleifkörper - Google Patents

Schleifkörper

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Description

Die Erfindung betrifft einen Schleifkörper für einen Schleifteller zum Schleifen von optischen Gläsern, Edelsteinen, Marmor oder dgl. Insbesondere betrifft die Erfindung Schleifkörper in Form von Pellets für einen Schleifteller zum Schleifen von Brillengläsern. Es wird daher im folgenden überwiegend von Brillengläsern gesprochen, ohne daß damit eine Beschränkung für den Einsatz der Schleifkörper verbunden ist.
Der Schleifteller weist auf der dem Brillenglas zugewandten Seite eine Krümmung auf, die der Krümmung des herzustellenden Glases entspricht. Auf die Oberfläche des Tellers sind eine Vielzahl von Schleifkörpern, die sogenannten Pellets, geklebt. Diese Schleifkörper bestehen in der Regel aus einem gesinterten Diamantpulver-Metall-Gemisch. Als Metall werden Schwermetalle, wie Bronze und Bronzelegierungen, verwendet. Während des Schleifvorganges nutzen sich die Schleifkörper ab, und es entsteht als Schleifrückstand ein Gemisch aus Glasstaub, Schwermetallpulver und Diamantpulver. Es ist offensichtlich, daß die Entsorgung eines derartigen Rückstandes, insbesondere wegen des Schwermetalls, Probleme bereitet.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Schleifkörper zu den oben genannten Zwecken so auszubilden, daß das Problem der Entsorgung vermieden wird.
Die Aufgabe wird gemäß der Erfindung dadurch gelöst, daß der Schleifkörper einen Grundkörper aus einem gesinterten Hartstoff aufweist, auf dem eine Diamantbeschichtung als Schleifschicht angeordnet ist. Dies hat den Vorteil, daß als Schleifrückstand lediglich Diamantpulver und Staub aus dem Material des zu schleifenden Gegenstandes, z. B. Glasstaub, entsteht, der umweltfreundlich entsorgt werden kann. Ein Recycling des Glasstaubes zusammen mit dem Diamantpulver ist ohne weiteres möglich.
Als Hartstoffe für den Grundkörper können Carbide, Nitride, Carbonitride und/oder Silicide verwendet werden. Der Grundkörper kann weiter aus einer Sinterkeramik bestehen, was den Vorteil hat, daß der Abrieb des Grundkörpers problemlos entsorgt werden kann.
Der Grundkörper kann aber auch Siliziumnitrid Si3N4 und/oder dessen Verbindung enthalten. Dieser Stoff ist sehr hart und widerstandsfähig.
Der Grundkörper kann selbstverständlich auch aus einem gesinterten Hartmetall bestehen. Hierbei kann es zweckmäßig sein, wenn der Grundkörper Wolframcarbid oder Wolframcarbid und Cobalt enthält. Wolframcarbid ist ebenfalls sehr hart und widerstandsfähig und dient in der Industrie als Basismetall für zäh-harte Bauelemente.
Ferner kann der Grundkörper aus Hartkohle und/oder Graphit, besonders preiswerten Werkstoffen mit geringem Ausdehnungskoeffizienten, gefertigt sein.
Die Diamantbeschichtung wird vorzugsweise durch Gasphasenabscheidung auf den Grundkörper aufgebracht. Durch dieses auch als CVD (Chemical Vapor Deposition) bekannte Verfahren kann eine sehr dünne und homogene Schicht erzeugt werden. Es kann beispielsweise vorgesehen werden, daß die Beschichtung eine Dicke von 5 bis 50 µm aufweist.
Zur Verbesserung der Haftung der Diamantbeschichtung am Grundkörper kann weiter eine vorzugsweise galvanisch aufgetragene Zwischenschicht aus Edelmetall, beispielsweise aus Gold, Silber, Platin oder Iridium, zwischen Grundkörper und Diamantbeschichtung vorgesehen sein.
Die Form der Schleifkörper ist grundsätzlich beliebig und hängt im wesentlichen von dem Schleifteller sowie dem zu bearbeitenden Werkstück ab. So kann der Schleifkörper zum Bearbeiten von Edelsteinen oder Marmor ein Ring und ein Pellet für einen Schleifteller zum Schleifen von Brillengläsern sein. Ein solches Pellet kann eine Dicke von 3 bis 6 mm und einen Durchmesser von 5 bis 15 mm aufweisen. Selbstverständlich können die Pellets auch vieleckig, z. B. im wesentlichen rechteckig, ausgebildet sein.
Der Grundkörper der Schleifkörper kann durch bekannte Sinterverfahren hergestellt werden. Mindestens eine Fläche des fertigen Sinterkörpers wird dann, beispielsweise im CVD-Verfahren, mit einer dünnen Diamantschicht versehen, wobei vor dem Auftragen der Diamantschicht auf der Fläche des Grundkörpers, welche die Diamantschicht tragen soll, noch galvanisch eine Edelmetallschicht als Haftvermittler und zum Spannungsausgleich zwischen Grundkörper und Diamantschicht aufgebracht werden kann. Die beschichteten Schleifkörper werden in üblicher Weise auf dem Schleifteller befestigt, z. B. geklebt.
Bei einer zweckmäßigen Weiterbildung der Erfindung kann der Schleifteller selbst den Grundkörper des Schleifkörpers bilden und aus für den Grundkörper geeigneten Werkstoffen gefertigt sein. Um auf einem derart großflächigen Grundkörper eine den einzelnen Schleifkörpern entsprechende Diamantbeschichtung aufzutragen, genügt es, die nicht zu beschichtenden Bereiche des Grundkörpers während des CVD-Verfahrens abzudecken.
Während des Schleifvorganges nutzt sich die dünne Diamantbeschichtung ab, so daß der Grundkörper freigelegt wird. Danach kann das Werkstück nicht mehr geschliffen werden, wodurch auch der Verschleiß des Schleifkörpers ersichtlich ist. Die Schleifkörper müssen dann ausgetauscht werden. Es kann auch vorgesehen werden, daß die gebrauchten Grundkörper wiederholt beschichtet werden. Abfallprodukte in einer Menge, wie sie nach dem Stand der Technik angefallen sind, werden daher vermieden.
Ausführungsbeispiele der Erfindung werden im folgenden noch anhand der schematischen Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen:
Fig. 1 im Schnitt einen Schleifteller zum Schleifen von optischen Gläsern mit einer Vielzahl von Schleifkörpern in Form von Pellets gemäß der Erfindung,
Fig. 2 im Schnitt die Einzelheit X der Fig. 1 in vergrößerter Darstellungsform,
Fig. 3 im Schnitt eine Schleifscheibe mit einem ringförmigen Schleifkörper,
Fig. 4 im Schnitt längs der Linie A-A der Fig. 5 einen Schleifteller mit inselförmigen Schleifzonen,
Fig. 5 eine Draufsicht auf den Schleifteller nach Fig. 4.
Der in Fig. 1 dargestellte Schleifteller 11 weist eine gewölbte Oberfläche 12 auf. Auf diese Oberfläche 12 sind eine Vielzahl von Schleifkörpern 13, die sogenannten Pellets, angeordnet. Die Schleifkörper 13 liegen dicht an dicht und bilden dadurch eine Schleiffläche 14, auf der das nicht dargestellte Brillenglas während der Bearbeitung liegt.
Der Schleifteller 11 weist auf seiner der Oberfläche 12 abgekehrten Seite eine Kupplung 15 auf, über die der Schleifteller mit der Schleifvorrichtung verbunden ist. Die weiteren Baugruppen der Schleifvorrichtung sind der Übersichtlichkeit halber nicht dargestellt.
In Fig. 2 sind die Pellets 13 im Schnitt dargestellt. Ein Pellet 13 weist einen Grundkörper 16 aus Sinterkeramik auf, dessen dem Schleifteller 11 abgewandte Oberfläche 17 mit einer dünnen Diamantbeschichtung 18 versehen ist. Zwischen der Oberfläche 17 und der Diamantbeschichtung 18 ist noch eine Edelmetallzwischenlage 19 als Haftvermittler vorgesehen. Diese Diamantbeschichtung 18 bzw. die Summe der Einzelschichten auf den Grundkörpern 16 bildet die Schleiffläche 14. Die Diamantbeschichtung 18 verschleißt während des Schleifvorganges, während der Grundkörper 16 keiner weiteren Abnutzung unterliegt. Es ist somit möglich, den Grundkörper 16 nach der Abnutzung der Diamantbeschichtung 18 erneut zu beschichten.
Der Grundkörper 16 ist ein Sinterteil aus einem Hartstoff, dessen Oberfläche häufig eine bestimmte Rauhigkeit aufweist. Durch die Rauhigkeit kann der Schleifvorgang unterstützt werden. Die Diamantbeschichtung 18 wird vorzugsweise durch Gasphasenabscheidung auf den Grundkörper 16 aufgebracht, wodurch gewährleistet ist, daß zumindest die Oberfläche 17 des Grundkörpers auch bei vorhandender Rauhigkeit vollständig mit der Diamantbeschichtung 18 versehen ist.
Bei dem in Fig. 2 dargestellten Ausführungsbeispiel ist lediglich die Oberfläche 17 des Grundkörpers 16 mit einer Diamantbeschichtung 18 versehen. Es ist selbstverständlich, daß in Abhängigkeit von der Art der Gasphasenabscheidung auch weitere Flächen des Grundkörpers mit der Diamantbeschichtung versehen sein können.
Bei der in Fig. 3 dargestellten und vorzugsweise zum Bearbeiten von Edelsteinen bestimmten Schleifscheibe ist am Rand eines an einer drehbaren Spindel 31 gehaltenen Metalltellers 35 ein ringförmiger Grundkörper 32 aus Graphit befestigt. Die vom Metallteller 35 wegweisende Fläche des Grundkörpers 32 trägt eine galvanisch abgeschiedene Edelmetallzwischenlage 33, auf der als Schleifbelag eine Diamantbeschichtung 34 nach dem CVD-Verfahren aufgebracht ist. Der Bereich des Metalltellers 35 zwischen dem ringförmigen Grundkörper 32 und der Spindel 31 ist weiter mit einer Diamantimprägnierung 36 versehen.
Der in den Fig. 4 und 5 gezeigte Schleifteller 41 bildet zugleich den aus Hartkohle bestehenden Grundkörper 42 eines Schleifkörpers und weist eine Kupplung 43 zum Verbinden mit einer nicht dargestellten Schleifvorrichtung auf. Auf der der Kupplung 43 gegenüberliegenden Fläche des Schleiftellers 41 sind nach dem CVD-Verfahren inselförmige Zonen mit einer Diamantbeschichtung 44 als Schleifbelag versehen worden, indem während des Beschichtungsvorganges die nicht zu beschichtenden Bereiche 45 des Schleiftellers 41 abgedeckt wurden.
Die Erfindung ist nicht auf die dargestellten und beschriebenen Ausführungsformen begrenzt. Sie schließt für den Fachmann geläufige Abwandlungen ein. So können insbesondere mehrere ringförmige Schleifkörper, zwischen denen Diamantimprägnierungen vorgesehen sind, auf einer Schleifscheibe angeordnet sein. Es kann auch der Randbereich der Schleifscheibe die Diamantimprägnierung aufweisen, an die zur Scheibenmitte hin ringförmige Schleifkörper angrenzen. Die ringförmigen Schleifkörper können auch am Rand von topfförmigen Schleiftellern oder Schleifscheiben gehalten sein, wobei die die Diamantbeschichtung tragende Fläche der Schleifkörper gekrümmt sein kann.

Claims (14)

1. Schleifkörper für einen Schleifteller zum Schleifen von optischen Gläsern, Edelsteinen, Marmor oder dgl., gekennzeichnet durch einen Grundkörper (16, 32, 42) aus einem gesinterten Hartstoff, auf dem eine Diamantbeschichtung (18, 34, 44) als Schleifschicht angeordnet ist.
2. Schleifkörper nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Grundkörper (16, 32, 42) aus einer Sinterkeramik besteht.
3. Schleifkörper nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Grundkörper (16, 32, 42) Siliziumnitrid und/oder dessen Verbindungen enthält.
4. Schleifkörper nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Grundkörper (16, 32, 42) aus einem gesinterten Hartmetall besteht.
5. Schleifkörper nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Grundkörper (16, 32, 42) Wolframcarbid enthält.
6. Schleifkörper nach einem der Ansprüche 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Grundkörper (16, 32, 42) Wolframcarbid und Cobalt enthält.
7. Schleifkörper nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Grundkörper (16, 32, 42) aus Hartkohle und/oder Graphit besteht.
8. Schleifkörper nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Diamantbeschichtung (18, 34, 44) durch Gasphasenabscheidung auf den Grundkörper (16, 32, 42) aufgebracht wird.
9. Schleifkörper nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Diamantbeschichtung (18, 34, 44) eine Dicke von 5 bis 50 µm aufweist.
10. Schleifkörper nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen dem Grundkörper (16, 32) und der Diamantbeschichtung (18, 34) eine Zwischenschicht (19, 33) aus Edelmetall wie Gold, Silber, Platin, Iridium oder dgl. vorgesehen ist.
11. Schleifkörper nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß eine Zwischenschicht aus Edelmetall galvanisch auf den Grundkörper (16) aufgetragen wird.
12. Schleifkörper nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß das Pellet (13) eine Dicke von 3 bis 6 mm und einen Durchmesser von 5 bis 15 mm aufweist.
13. Schleifkörper nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß der Schleifkörper (32) als Ring ausgebildet ist.
14. Schleifkörper nach einem der Ansprüche 1 bis 13, dadurch gekennzeichnet, daß dessen Grundkörper (16, 32, 42) vom Schleifteller (11, 41) oder der Schleifscheibe (35) gebildet wird.
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