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Technisches Gebiet
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Das
vorliegende Schriftstück betrifft ein Schleifelement zum
Schleifen und/oder Polieren von harten Bodenoberflächen,
wobei das Schleifelement eine verkleinerte Flächenausdehnung
für den Eingriff mit dem Werkstück aufweist.
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Hintergrund
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Zum
Schleifen und/oder Polieren von harten Bodenoberflächen,
z. B. aus Stein oder einem steinähnlichen Material, wie
etwa Beton, Terrazzo usw., wird üblicherweise eine Schleifmaschine
gemeinsam mit Wasser oder anderen Schneideflüssigkeiten
verwendet. Der Staub und Schutt des Schleifvorgangs werden gemeinsam
mit dem Wasser gesammelt. Das Wasser senkt auch die Temperatur am
Kontaktbereich zwischen dem Werkstück und dem Schleifelement.
Der gesammelte Staub und Schutt, gemischt mit Wasser oder anderen
Flüssigkeiten, kann sehr schwer sein und somit schwierig
zu handhaben und von der Schleifbearbeitungsstelle zu entfernen
sein. Deshalb ist ein trockenes Schleif-/Polierverfahren wünschenswert,
bei dem der zurückbleibende Staub einfach durch Absaugen
entfernt und als Trockenmasse zusammengetragen werden kann.
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In
einem Trockenverfahren führt die Schwellenwertreibung für
den Schleifbeginn, d. h. den Beginn der Drehbewegung der Schleifvorrichtung über dem
Werkstück, dazu, dass die notwendige angelegte Kraft hoch
und damit die Wärmeentwicklung stark ist. Eine starke Wärmeentwicklung
ist insbesondere beim Schleifen mit wärmeempfindlichen
Schleifteilchen, z. B. Diamanten, unerwünscht.
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Des
Weiteren weist ein neuhergestelltes Schleifelement im Allgemeinen
Flächen auf, die relativ glatt sind und von denen keine
Schleifteilchen vorstehen. Die Eingriffsfläche, die mit
dem Werkstück in Eingriff gerät, erzielt daher
anfangs keine optimale Schleif-/Polierleistung.
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Schleifvorrichtungen
und Schleifelemente zum Schleifen und/oder Polieren von harten Bodenoberflächen
sind z. B. aus der
EP
1 321 233 A1 bekannt.
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Es
besteht daher Bedarf an einem Schleifelement, das die zum Schleifbeginn
angelegten Kräfte verringert und seine optimale Schleifleistung
rascher erreicht.
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Zusammenfassung
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Es
ist eine allgemeine Aufgabe der vorliegenden Offenbarung, ein verbessertes
oder alternatives Schleifelement bereitzustellen, das zumindest
einige der Nachteile des Stands der Technik teilweise oder völlig
ausräumt.
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Spezifischere
Aufgaben sind unter anderem das Bereitstellen eines Schleifelements,
das die Schwellenwertreibung senkt und seine optimale Schleifleistung
rascher erreicht.
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Die
Erfindung ist durch die beiliegenden unabhängigen Ansprüche
definiert. Ausführungsformen sind in den abhängigen
Ansprüchen, in der nachfolgenden Beschreibung und in den
Zeichnungen dargelegt.
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Gemäß einem
ersten Aspekt ist ein Schleifelement zum Schleifen und/oder Polieren
von harten Bodenoberflächen bereitgestellt, wobei das Schleifelement
die Form eines geometrischen Körpers aufweist, der von
einer Basisfläche, die dazu geeignet ist, an einer Trägerplatte
angebracht zu werden, und einer Eingriffsfläche, die zum
Eingriff mit einem Werkstück geeignet ist, definiert ist,
wobei die beiden Flächen zueinander beabstandet und im
Wesentlichen parallel sind, sodass der so gebildete geometrische Körper
einen im Wesentlichen konstanten Querschnitt aufweist, wobei der
Körper von einer im Wesentlichen homogenen Materialmatrix
mit darin durchwegs dispergierten Schleifteilchen gebildet ist, wobei
die Eingriffsfläche eine variierende Topographie mit einer
oberen Gesamtoberfläche, deren Flächenausdehnung
weniger als 30% der Flächenausdehnung der Basisfläche
betragt, aufweist.
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Durch
die variierende Topographie der oberen Oberfläche der Eingriffsfläche
gerät ein kleinerer Abschnitt der Eingriffsfläche
in Eingriff mit dem Werkstück, d. h. der Bodenoberfläche,
was einen Weg darstellt, die Schwellenwertreibung zum Schleifbeginn
zu senken und für eine Verringerung der angelegten Kräfte
und folglich der beim Betriebsbeginn entwickelten Wärme
sorgt. Dies kann auch einen sanfteren Betriebsbeginn bewirken. Außerdem
wird durch eine kleinere Anfangseingriffsfläche das Matrixmaterial
schneller entfernt, sodass die Schleifteilchen freigelegt werden
und eine optimale Schleif-/Polierleistung bereitgestellt wird.
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Unter „Eingriffsfläche"
ist der äußerste Abschnitt des Schleifelements
zu verstehen, der mit dem Werkstück in Eingriff gerät.
Die Spitzen der vorstehenden Teile der variierenden Topographie
der Eingriffsfläche bilden somit die obere Oberfläche
der Eingriffsfläche. Die Flächenausdehnung der
oberen Oberfläche ist aus mehreren vorstehenden Teilen
der Eingriffsfläche gebildet.
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Die
obere Gesamtoberfläche kann eine Flächenausdehnung
aufweisen, die geringer als 20% der Flächenausdehnung der
Basisfläche ist.
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Alternativ
dazu kann die obere Gesamtoberfläche eine Flächenausdehnung
aufweisen, die geringer als 10% der Flächenausdehnung der
Basisfläche ist.
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Gemäß einer
weiteren Alternative kann die obere Gesamtoberfläche eine
Flächenausdehnung aufweisen, die geringer als 5% der Flächenausdehnung
der Basisfläche ist.
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Gemäß einer
weiteren Alternative kann die obere Gesamtoberfläche eine
Flächenausdehnung aufweisen, die geringer als 2% der Flächenausdehnung
der Basisfläche ist.
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Die
variierende Topographie der oberen Oberfläche kann in einem
Querprofil zumindest zwei parallele Rippen aufweisen, die durch
eine Rille getrennt sind und sich zwischen einem Paar aus gegenüberliegenden
Seiten des Körpers erstrecken, wobei die Rippen einen abgerundeten
oberen Abschnitt aufweisen.
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Das
Ausbilden der oberen Oberfläche als abgerundete Rippen
und Rillen ist ein Weg zur Bereitstellung der variierenden Topographie
der oberen Oberfläche der Eingriffsfläche zur
Senkung der Schwellenwertreibung.
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In
einer alternativen Ausführungsform kann die variierende
Topographie der oberen Oberfläche eine erhabene Prägestruktur
aufweisen.
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Das
Schleifelement kann aus einem metallisch gebundenen Diamantmaterial,
d. h. mit einer im Wesentlichen aus einem Metallmaterial gebildeten Matrix,
gebildet sein. Alternativ dazu kann das Schleifelement aus einem
harzgebundenen Diamantmaterial, d. h. mit einer im Wesentlichen
aus einem Polymermaterial gebildeten Matrix, gebildet sein.
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Da
das Schleifelement aus einem metallisch gebundenen Material hergestellt
ist, ist ein Schleifelement bereitgestellt, das hervorragende Schleifeigenschaften
und Widerstand zum Schleifen und/oder Polieren von harten Bodenoberflächen,
wie etwa Beton, Stein, Terrazzo oder Ähnlichem, sowie eine
geringe Schwellenwertreibung aufweist und zudem beim Schleifbeginn
geringere Kräfte erfordert und weniger Wärme entwickelt.
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Der
Unterschied zwischen dem oberen Abschnitt und dem unteren Abschnitt
der variierenden Topographie der Eingriffsfläche beträgt
weniger als 0,6 mm, alternativ dazu weniger als 0,5 mm oder weniger
als 0,4 mm oder weniger als 0,3 mm.
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Die
Eingriffsfläche kann zumindest einen im Wesentlichen flachen
Oberflächenabschnitt aufweisen. Der im Wesentlichen flache
Oberflächenabschnitt kann sich über mehr als 10%
oder mehr als 20% oder mehr als 30% oder mehr als 40% oder mehr
als 50% oder mehr als 60% oder mehr als 70% der Eingriffsfläche
erstrecken.
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Gemäß einem
zweiten Aspekt ist ein Schleifwerkzeug bereitgestellt, das eine
Trägerplatte und ein so wie oben definiertes Schleifelement
umfasst, wobei das Schleifelement an einer Fläche der Trägerplatte
angebracht ist, die dazu angepasst ist, zu einem Werkstück
hin zu weisen.
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Die
Trägerplatte kann Seiten aufweisen, die miteinander einen
spitzen Winkel bilden und unterschnittene Flansche aufwiesen, die
zum umgreifenden Eingriff mit einer unterschnittenen Schulter ausgebildet
sind, die an der Schleifplatte angeordnet ist.
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Eine
solche Trägerplatte kann lösbar an einer Schleiferplatte
befestigbar sein, z. B. durch eine Gleitbewegung in eine radiale
Richtung der Schleifplatte.
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Kurze Beschreibung der Zeichnungen
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Ausführungsformen
der vorliegenden Lösung werden nun zu Beispielzwecken unter
Bezugnahme auf die beiliegenden, schematischen Zeichnungen beschrieben.
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Die 1a–1b sind
schematische Seitenansichten einer Schleifelemente tragenden Trägerplatte
gemäß einer Ausführungsform.
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2 ist
eine schematische Draufsicht auf eine Schleifelemente tragende Trägerplatte.
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Die 3a–3b sind
schematische, perspektivische Ansichten einer Schleifelemente tragende
Trägerplatte.
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Die 4a-4b zeigen
eine schematische Querschnittsansicht zweier Schleifelemente.
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Die 5a-5b zeigen
schematische, perspektivische Ansichten von Schleifelementen gemäß der
vorliegenden Offenbarung.
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6 zeigt
eine schematische Draufsicht auf eine Schleifplatte.
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Die 7a–7q zeigen
schematische, perspektivische Ansichten verschiedener Ausführungsformen
von Schleifelementen.
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Beschreibung von Ausführungsformen
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Die 1a–1b, 2 und 3a–3b veranschaulichen
eine Trägerplatte 2, die dazu geeignet ist, ein
Schleifelement 1 gemäß einer Ausführungsform
zu tragen. Das Schleifelement 1 weist die Form eines dreidimensionalen
Körpers auf, der von zwei im Wesentlichen parallelen Flächen,
einer Basisfläche (B) und einer Eingriffsfläche
(A), definiert ist. Die Flächen A, B sind in einem solchen
Abstand zueinander bereitgestellt, dass der Querschnitt des Schleifelements 1 konstant
ist (4a–4b). Die
Eingriffsfläche A weist eine variierende Topographie auf,
bei der die Spitzen vorstehender Abschnitte der Eingriffsfläche
A eine obere Oberfläche A' bilden.
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Die
obere Oberfläche A' ist als ein Bereich definiert, der
den Anfangskontaktbereich für den Eingriff des Schleifelements
mit dem Werkstück bildet.
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4a zeigt
ein Schleifelement 1 und die Eingriffsfläche A,
die in einer Ausführungsform eine variierende Topographie
aufweist, bei der die obere Oberfläche A' aus zumindest
zwei parallelen Rippen gebildet ist, die durch eine Rille getrennt
sind und sich zwischen einem Paar aus gegenüberliegenden Seiten
des Körpers erstrecken. In einer Ausführungsform
erstrecken sich die Rippen im Wesentlichen senkrecht zur vorgesehenen
Drehrichtung R der Trägerplatte 2 (6).
Gemäß einer Ausführungsform sind die
Rippen abgerundet. Die Rippen können aber auch spitz oder
leicht angespitzt oder gar scharf sein.
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4b zeigt
ein Schleifelement 1, das gemäß einer
alternativen Ausführungsform eine variierende Topographie
aus einer erhabenen Prägestruktur aufweist, die die obere
Oberfläche A' bildet. Gemäß einer weiteren
alternativen Ausführungsform ist die erhabene Prägestruktur
in der Mitte der Fläche A angeordnet, und zumindest zwei
parallele Rippen, die durch eine Rille getrennt sind und sich zwischen einem
Paar aus gegenüberliegenden Seiten des Körpers
erstrecken, sind an beiden Seiten der erhabenen Prägestruktur
angeordnet.
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Die
obere Oberfläche A' (4a–4b) umfasst
mehrere vorstehende Abschnitte, deren gesamte Flächenausdehnung
gemäß einer Ausführungsform weniger als
30% der Flächenausdehnung der Basisfläche B beträgt,
gemäß einer anderen Ausführungsform weniger
als 20%, gemäß einer wiederum anderen Ausführungsform
weniger als 10%, gemäß einer anderen, alternativen
Ausführungsform weniger als 5% und gemäß einer
wiederum anderen alternativen Ausführungsform weniger als
2% der Flächenausdehnung der Basisfläche B beträgt.
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Struktur
und Topographie der oberen Oberfläche A' sind derart ausgelegt,
dass eine geringere Schwellenwertreibung vorliegt, wodurch geringere Kräfte
angelegt werden und weniger Wärme entwickelt wird, und
sie sind nicht auf die oben beschriebenen Strukturen und Formen
eingeschränkt.
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In
einer Ausführungsform beträgt der Unterschied
(nicht dargestellt) zwischen dem oberen Abschnitt, der die obere
Oberfläche A' umfasst, und dem unteren Abschnitt, z. B.
dem Boden der Rillen gemäß einer Ausführungsform,
der variierenden Topographie der Eingriffsfläche A weniger
als 0,6 mm, gemäß einer Alternative weniger als
0,5 mm, gemäß einer weiteren alternativen Ausführungsform
weniger als 0,4 mm und gemäß einer anderen alternativen Ausführungsform
weniger als 0,3 mm.
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Es
versteht sich ferner, dass die Flächen des Schleifelements 1 in
einer horizontal zur Trägerplatte stehenden Ebene jede
beliebige Form aufweisen können, z. B. im Wesentlichen
abgerundet, länglich oder quadratisch sein können.
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Die 5a–5b zeigen
die Schleifelemente der 4a-4b,
die an einer Trägerplatte 2 angeordnet sind, in
einer perspektivischen Ansicht. 5a zeigt
ein Schleifelement, dessen obere Oberfläche A' aus zumindest
zwei parallelen Rippen, die durch eine Rille getrennt sind und sich
zwischen einem Paar aus gegenüberliegenden Seiten des Körpers
erstrecken, gebildet ist. 5b zeigt
ein Schleifelement, bei dem eine Prägestruktur in der Mitte
des Schleifelements und parallele Rippen, die durch eine Rille getrennt
sind und sich zwischen einem Paar aus gegenüberliegenden
Seiten des Körpers an beiden Seiten der Prägestruktur
erstrecken, die obere Oberfläche A' bilden.
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6 zeigt
eine Schleifplatte 3, an der drei Trägerplatten 2 angeordnet
sind, die Schleifelemente 1 tragen. Dem ist zu entnehmen,
dass die Anzahl an Trägerplatten 2, die an einer
Schleifplatte 3 angeordnet sind, nach Bedarf variieren
kann. Normale Konfigurationen umfassen 3 bis 6 Trägerplatten 2.
Es ist zu erkennen, dass die Trägerplatte 2 gemäß der
vorliegenden Lösung mit einer beliebigen Anzahl an Schleifelementen,
z. B. 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9 oder 10, je
nach Erfordernis und an der Trägerplatte 2 zur
Verfügung stehendem Platz, ausgestattet werden kann.
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Die 7a–7b zeigen
Schleifelemente mit einer im Allgemeinen rechteckigen Basisfläche
B. Das Schleifelement aus 7a weist
die variierende Topographie an seiner gesamten Eingriffsfläche
A auf, während das Schleifelement aus 7b einen im
Wesentlichen flachen Oberflächenabschnitt C aufweist.
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Die 7c–7d zeigen
Schleifelemente mit einer im Allgemeinen rechteckigen Basisfläche
B mit abgerundeten Ecken. Das Schleifelement aus 7c weist
die variierende Topographie an seiner gesamten Eingriffsfläche
A auf, während das Schleifelement aus 7d einen
im Wesentlichen flachen Oberflächenabschnitt C aufweist.
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Die 7e–7f zeigen
Schleifelemente mit einer im Allgemeinen elliptischen Basisfläche
B. Das Schleifelement aus 7e weist
die variierende Topographie an seiner gesamten Eingriffsfläche
A auf, während das Schleifelement aus 7f einen
im Wesentlichen flachen Oberflächenabschnitt C aufweist.
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Die 7g–7h zeigen
Schleifelemente mit einer Basisfläche B mit halbkreisförmigen
Abschnitten. Das Schleifelement aus 7g weist
die variierende Topographie an seiner gesamten Eingriffsfläche
A auf, während das Schleifelement aus 7h einen
im Wesentlichen flachen Oberflächenabschnitt C aufweist.
Das Schleifelement aus 7g, das
im Allgemeinen oval ist, kann so modifiziert werden, dass es einen
im Wesentlichen flachen Oberflächenabschnitt C aufweist.
Gleichermaßen kann das Schleifelement aus 7h,
das im Allgemeinen kreisförmig ist, so modifiziert werden,
dass es die variierende Topographie an seiner gesamten Eingriffsfläche
A aufweist.
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Die 7i–7j zeigen
Schleifelemente mit einer im Allgemeinen rhombusförmigen
Basisfläche B. Das Schleifelement aus 7i weist
die variierende Topographie an seiner gesamten Eingriffsfläche
A auf, während das Schleifelement aus 7j einen
im Wesentlichen flachen Oberflächenabschnitt C aufweist.
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Die 7k–7l zeigen
Schleifelemente mit einer im Allgemeinen rhombusförmigen
Basisfläche B mit abgerundeten Ecken. Das Schleifelement aus 7k weist
die variierende Topographie an seiner gesamten Eingriffsfläche
A auf, während das Schleifelement aus 7l einen
im Wesentlichen flachen Oberflächenabschnitt C aufweist.
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Die 7m–7n zeigen
Schleifelemente mit einer im Allgemeinen quadratischen Basisfläche B.
Das Schleifelement aus 7m weist
die variierende Topographie an seiner gesamten Eingriffsfläche
A auf, während das Schleifelement aus 7n einen
im Wesentlichen flachen Oberflächenabschnitt C aufweist.
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Die 7o–7q zeigen
weitere Formen von Schleifelementen, die die variierende Topographie
an der gesamten Eingriffsfläche A aufweisen können
und optional auch, so wie oben beschrieben, mit einem im Wesentlichen
flachen Oberflächenabschnitt C ausgestattet sein können.
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Der
im Wesentlichen flache Oberflächenabschnitt C, der in den 7b, 7d, 7f, 7h, 7j und 7l dargestellt
ist, kann sich über mehr als 10% oder mehr als 20% oder
mehr als 30% oder mehr als 40% oder mehr als 50% oder mehr als 60% oder
mehr als 70% der Eingriffsfläche A erstrecken.
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Beispiele
für Trägerplatten sind in der
EP-1 321 233 und der
WO 2004/108352 bereitgestellt. Eine
besonders vorteilhafte Ausführungsform der vorliegenden
Erfindung bezieht eine Trägerplatte, wie sie in der
WO 2004/108352 offenbart
ist, mit ein.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- - EP 1321233
A1 [0005]
- - EP 1321233 [0054]
- - WO 2004/108352 [0054, 0054]