DE202015103867U1

DE202015103867U1 - Schleifband/Schleifprodukt

Info

Publication number: DE202015103867U1
Application number: DE202015103867.4U
Authority: DE
Original assignee: KWH Mirka Ltd
Current assignee: Mirka Ltd
Priority date: 2015-05-08
Filing date: 2015-05-08
Publication date: 2016-08-10
Anticipated expiration: 2025-05-09

Abstract

Schleifband mit: einem Tuch, das aus miteinander verbundenen Tuchfäden ausgebildet ist, und einer zusammenhängenden Schleiffläche, die auf einer Seite des Tuchs ausgebildet ist, wobei das Schleifband ferner mehrere regelmäßig angeordnete Öffnungen in der Form von Durchgangslöchern aufweist.

Description

Gebiet der Erfindung
Die vorliegende Erfindung betrifft Schleifprodukte in der Form von Schleifbändern, Schleifband-Schleifprodukte oder entsprechende Umwandlungsformen.
Technologischer Hintergrund
Schleifbänder gehören zu einer Kategorie von Schleifprodukten, die sowohl in tragbaren als auch in stationären Vorrichtungen verschiedenster Ausprägungen und in unterschiedlichen Aufbauten Verwendung finden, wobei der wesentliche Vorteil darin liegt, dass eine endlose und homogene Schleiffläche zum Abschleifen, Schleifen, Feinbearbeiten oder Polieren von Metall, Farbe, Kunststoff und Holz sowie lackierter Oberflächen usw. zur Verfügung steht.
Die Trägermaterialien von Schleifbändern bestehen typischerweise aus Papier oder Gewebe und sollten gewisse Anforderungen hinsichtlich ihrer mechanischen Eigenschaften und Funktionalitäten erfüllen. Insbesondere soll die Dehnung in Längsrichtung gering gehalten werden und auch die Festigkeit in der Querrichtung sollte für tatsächliche Produktanwendungen einen ausreichenden Wert aufweisen.
Anwendungen für Schleifbänder sind in den meisten Fällen mit einer erhöhten Staubentwicklung verbunden, und ein begrenzender Faktor bei der Verwendung dieser Art von Schleifprodukten ist das Zusetzen derselben, wenn der entstandene Staub und andere Partikel nicht aus dem Bearbeitungsbereich entfernt werden. Falls das Basismaterial eine geschlossene Oberfläche aufweist, ist die Entfernung von Staub und anderen Partikeln dabei allerdings eingeschränkt. Insbesondere das Abschleifen von Materialien wie Holz, Kunststoffen und mit Füllstoffen angereicherter Farben erzeugt große Staubmengen, sodass die Verwendung herkömmlicher Bandprodukte mit geschlossenen Trägermaterialien aus gewobenen Tüchern und Papier einen signifikanten Nachteil darstellt.
Da die Verwendung von Schleifbändern im Allgemeinen hohe Abtragungsraten und eine gute Schleifleistung gewährleistet, besteht eine Neigung zum Zusetzen und Überhitzen. Im schlimmsten Fall kann dies zu Brandflecken auf dem geschliffenen Material führen und das Schleifergebnis kann sich signifikant verschlechtern. Weitere nachteilhafte Auswirkungen betreffen verschlechterte Arbeitsbedingungen, eine Verkürzung der Standzeiten der Schleifprodukte und folglich auch häufigere Wartungsunterbrechungen.
Momentaner Stand der Technik ist, den gebildeten Staub durch eine Staub-Absaugungseinrichtung zu entfernen, die – um so viel Staub wie möglich zu entfernen – nahe dem Ende des Schleifbereichs angeordnet ist. Gewöhnlich finden dabei Vorrichtungen Verwendung, die komprimierte Luft oder ein Reinigungsgas auf die Oberfläche des Bandes blasen, und die Partikel durch eine Absaugvorrichtung oder Ähnlichem von der Band-Oberfläche absaugen.
Sofern herkömmliche Schleifbänder mit geschlossenen Strukturen verwendet werden, ist es mit einer solchen Ausgestaltung nicht möglich, Staub direkt durch das Schleifband abzusaugen. Dies trifft auf Schleifbänder zu, die einen Träger aus gewobenem Tuch, Papier oder einer Filmschicht aufweisen. Diese Bänder einfach mit Durchgangslöchern zu versehen, wird in den meisten Fällen keine effektive Lösung darstellen, da gleichzeitig gewisse mechanische Anforderungen erfüllt werden müssen. Folglich können in einem Träger aus gewobenem Tuch, Papier oder einer Filmschicht nicht mehr als eine begrenzte Anzahl Löcher ausgebildet werden, ohne dass eine drastische und unerwünschte Reduktion in der Zug-Festigkeit und Haltbarkeit des Bandes eintritt. Folglich sind etwaige Perforationen hinsichtlich Größe und Anzahl limitiert und perforierte Bänder, die aus diesen Trägermaterialien ausgebildet sind, gewährleisten im Allgemeinen keine effiziente Staubabsaugung.
Das durch Ablagerungen von Schleifstaub hervorgerufene Zusetzen ist ein wesentliches Problem bei der Verwendung vieler Schleifprodukte im Allgemeinen, tritt aber verstärkt beim Schleifen von Materialien wie Holz, Kunststoff und mit Füllstoffen angereicherter Farben auf. Werden herkömmliche Bandprodukte mit Trägern aus gewobenem Tuch oder Papier verwendet, erzeugt das Abschleifen dieser Materialien eine beträchtliche Staubmenge.
Insbesondere im Hinblick auf das Entstaubungsverhalten beschreiben die Schriften US 2005/020190 und US 6,923,840 Schleifprodukte mit einem offen-zelligen Grundträger. Da die offene Schaum-Struktur allerdings an einem durchgängigen Filmträger angebracht ist, sammelt sich Staub in den Poren an. Gemäß EP 1 733 844 sind in dem Schleifprodukt-Trägermaterial Hohlräume vorhanden. Obwohl diese Ansätze die Aufnahme größerer Staubmengen in den Hohlräumen oder Poren gestatten, werden sich diese Bereiche nach einer gewissen Zeitspanne allerdings unvermeidlich ebenso zusetzen.
Die US 2,984,052 beschreibt ein gewobenes Tuch mit regelmäßig eingeflochtenen Fäden, das eine Schleif-Beschichtung aufweist. Allerdings beschränken sich die Schleifbereiche auf regelmäßig verteilte Höcker oder Inseln. Eine solche Struktur ist für Schleifband-Anwendungen ungeeignet, da die regelmäßig verteilten Inseln zu einem Streifen-artigen Muster auf der geschliffenen Oberfläche führen. Obgleich dies für einige spezifische Produkte erwünscht sein kann, ist für die meisten Schleif-Anwendungen allerdings ein Finish mit einer gleichmäßig geschliffenen Oberfläche von äußerster Wichtigkeit.
Das gleiche Verhalten können Bänder zeigen, die aus einem textilen Träger ausgebildet sind. Beispielhaft sei hier das in der EP 0 779 851 beschriebene Schleifprodukt genannt. Die beschriebenen „Zick-Zack-Strukturen“ der Trikot-basierten Stränge in der Laufrichtung sind über das Band hinweg nicht durch andere mit Schleifpartikeln bedeckte Oberflächen verbunden. Mit anderen Worten gibt es also über das Band gesehen „freie“ Flächen, an denen die Verbindungsfäden zwischen den Strängen auf einem niedrigeren Niveau als die mit Schleifpartikeln bedeckten Stränge angeordnet sind. Dies führt dazu, dass nur die mit der Oberfläche in Kontakt gelangenden Trikot-basierten Stränge zum Schleifeffekt beitragen. Folglich können die Trikot-basierten Stränge Strukturen auf der Oberfläche induzieren. Ein ähnlicher Effekt kann auftreten, falls der auf die stützende Trägerschicht des Bandes aufgebrachte Druck auf der zu schleifenden Oberfläche ungleichmäßig verteilt ist.
Ein weiterer Weg, die Staubentfernung zu verbessern ist, auf die Höhenunterschiede in der Oberfläche des Schleifmaterials zurückzugreifen oder diese sogar zu vergrößern. Dies kann beispielsweise dadurch erlangt werden, dass die Schleifkornmaterialien auf eine strukturierte Weise in der Form von Punkten oder Inseln angeordnet werden, wie dies in der EP 2 390 056 offenbart ist. Wird dies auf ein Schleifband übertragen, führt eine solche Herangehensweise allerdings zu einem ungleichmäßigen Fertigschliff. Darüber hinaus werden sich die Flächen zwischen den Inseln mit der Zeit ebenfalls zusetzen.
Die US 5,674,122 beschreibt ein Folien-artiges Schleifprodukt für Schleifscheiben und Bögen mit einer gemusterten Anordnung von mehreren Öffnungen in dem Trägermaterial. Das Trägermaterial weist charakteristisch ausgeprägte Bereiche mit unterschiedlichen Flächenmaßen auf. Über das Schleifprodukt hinweg würde dies folglich zu einer inhomogenen Schleifkorn-Verteilung an der Oberfläche führen. Würde dieses inhomogene Verteilungsmuster für das Schleifkorn in einem Schleifband-Produkt verwendet, entstünden folglich Streifen in der geschliffenen Oberfläche.
Ein weiteres Beispiel eines Schleifprodukts mit einer offenen Struktur wird in der EP 1 522 386 behandelt, in der ein Schleifprodukt mit zwei Schichten paralleler Fäden offenbart ist, die sowohl in der Schleifrichtung als auch quer dazu verlaufen. Obgleich diese Lösung funktional ist, führen die Kettfäden unter Beaufschlagung der Konstruktion mit Druck zu einer ungleichmäßigen Verteilung des Schleifdrucks auf die mit Schleifpartikeln bedeckten Schussfäden, was zur Ausbildung von Strukturen auf der geschliffenen Oberfläche führt.
Die EP 0 779 851 beschreibt ein offenen-maschiges Tuch aus verwoben oder gewirkten Fäden, welche mit Schleifpartikeln versehen sind. Insbesondere betrifft die Erfindung eine Struktur, die auf schleifenden Schlaufen oder Fäden basiert, die an der Oberfläche verteilt sind. Das Konzept dieser Erfindung ermöglicht zwar die Entfernung von Schleifstaub, allerdings ist die Oberflächen-Struktur des Schleifprodukts rau und die schleifenden Flächen sind punktuell angeordnet. Ferner ist das zugrunde liegende Konstruktionsprinzip dieser Schleifprodukte allerdings auch hinsichtlich der mechanischen Festigkeit zu hinterfragen, was das Produkt letztlich für Band-Anwendungen ungeeignet macht.
Bei Schleifbändern stehen die Erfordernisse hinsichtlich der Staubentfernung mit der Anforderung in Widerstreit, das Trägermaterial so zu modifizieren, dass die gewünschten mechanischen Eigenschaften erreicht werden können. Eine ausreichende Festigkeit kann beispielsweise durch eine Imprägnierung mit geeigneten Harzen erlangt werden, wie dies in der US 4,386,943 offenbart ist. In der US 5,700,188 wurde ferner die Erlangung einer ausreichenden mechanischen Festigkeit durch Verwenden einer Konstruktion mit unterschiedlichen Schichten beansprucht.
Darstellung der Erfindung
Es ist ein Ziel der Erfindung, ein Schleifband-Schleifprodukt zu schaffen, das eine verbesserte Schleifleistung sowie eine hervorragende Haltbarkeit aufweist.
Das Ziel wird mit den Schleifbändern gemäß den angefügten Ansprüchen 1, 21 und 23 erreicht. Die jeweiligen abhängigen Ansprüche definieren bevorzugte Ausführungsformen, wobei all diese Ausführungsformen dazu gedacht sind, miteinander kombiniert werden zu können, solange sie sich nicht widersprechen.
Insbesondere weist ein Schleifband ein Tuch bzw. textiles Flächengebilde, das aus miteinander verbunden Tuchfäden ausgebildet ist, und eine zusammenhängende Schleiffläche auf, die auf einer Seite des Tuchs ausgebildet ist. Ferner weist das Schleifband mehrere regelmäßig verteilte Öffnungen in der Form von Durchgangslöchern auf.
Dabei bedeutet der Ausdruck „miteinander verbunden“, dass die Tuchfäden einander an Verbindungspunkten zumindest kreuzen. Bevorzugt ist die Verbindung in Form von Verschlaufungen ausgebildet, wenn ein Tuchfaden um einen weiteren Tuchfaden gewunden ist und umgekehrt. Insbesondere bevorzugt sind die Verbindungen in Form von Maschen ausgebildet.
Der Ausdruck „zusammenhängend“ bedeutet, dass das Schleifband eine einzige, verbunden Schleiffläche aufweist, welche im Gegensatz zu isolierten mit Schleifmitteln versehenen Flecken oder Inseln kontinuierlich ausgebildet ist. „Schleiffläche“ bedeutet in diesem Zusammenhang eine Fläche mit der ein Werkstück geschliffenen oder abgeschliffen werden kann.
Der Ausdruck „Tuchfaden“ bezeichnet die Fäden, welche die Basis des Tuchs bilden. Bevorzugte Tücher sind in der ISO 8388-Norm definiert und umfassen auf Jersey-Bindungen beruhende, kuliergewirkte oder gestrickte Tücher, doppel-schichtige auf Jersey-Bindungen beruhende, kuliergewirkte oder gestrickte Tücher, Ripp-basierte, kuliergewirkte oder gestrickte Tücher, Linksmaschen-basierte, kuliergewirkte oder gestrickte Tücher, kettengewirkte auf Jersey-Bindungen beruhende Tücher, kettengewirkte doppel-schichtige auf Jersey-Bindungen Tücher, kettengewirkte Ripp-basierte Tücher, kettengewirkte Linksmaschen-basierte Tücher, kombinierte gestrickte, ketten- und kuliergewirkte, auf Jersey-Bindungen beruhende Tücher und andere. Zusätzlich sind gewobene Tücher möglich.
Aufgrund der Durchgangslöcher können Schleifstaub und andere Partikel einfach durch das Schleifband treten. Dies vereinfacht die Entfernung von Staub aus dem Schleifbereich, an dem das Werkstück bearbeitet wird, beträchtlich und verhindert das Zusetzen des Schleifbands. Im Gegenzug erhöht dies die Lebensdauer des Schleifbands und verhindert ein übermäßiges Aufheizen der Schleiffläche, was einen qualitativ hochwertigen Fertigschliff gewährleistet. Darüber hinaus ermöglicht die Gegenwart der Durchgangslöcher, dass ein Anwender durch das Schleifband blicken kann, wenn das Band im Umlauf angetrieben wird. Dies ermöglicht dem Anwender, eine bessere Steuerung des Schleifvorgangs vorzunehmen, was insbesondere für Maschinen wichtig ist, bei denen der Schleifdruck manuell eingestellt wird. Allerdings ist dieses Merkmal auch für automatische Schleifmaschinen vorteilhaft, da es eine visuelle Qualitätskontrolle während des Schleifvorgangs ermöglicht.
Die zusammenhängende Schleiffläche gewährleistet ein gleichmäßiges Finish des geschliffenen Produkts, da aufgrund der zusammenhängenden Schleiffläche über das Band hinweg keine isolierten Stellen vorhanden sind, die sich als Streifen in der geschliffenen Oberfläche abzeichnen könnten.
Ferner trägt auch die gleichmäßige Verteilung der Öffnungen zu einem optimierten Oberflächen-Finish des geschliffenen Werkstücks bei. Einerseits bedeutet eine gleichmäßige Verteilung der Öffnungen, dass die Fläche zwischen benachbarten Öffnungen über das Schleifband hinweg im Wesentlichen konstant ist, was gleichbedeutend mit der Aussage ist, dass auch die Flächen-Dichte der Schleiffläche über das Band hinweg im Wesentlichen konstant ist. Andererseits schließt eine gleichmäßige Verteilung der Durchgangslöcher aus, dass sich lokale Varianzen in der Anzahl der Durchgangslöcher ergeben, was wiederrum ebenfalls zu einem ungleichmäßigen Schleifergebnis führen könnte. In dieser Hinsicht kann die „Flächen-Dichte“ als ein Ausdruck verstanden werden, der als der lokale Quotient aus der von dem Schleifmittel in einem gewissen Abschnitt des Bandes eingenommen Fläche und der virtuellen Gesamtfläche (d.h. der Fläche einschließlich der Löcher) des Bandes in diesem Abschnitt definiert werden kann. Natürlich macht diese Definition nur dann Sinn, falls besagter Abschnitt so dimensioniert ist, dass er eine Länge aufweist, die zumindest doppelt so groß wie die Langabmessung der Öffnungen ist.
Da das Tuch aus miteinander verbundenen Tuchfäden ausgebildet ist, wird gleichzeitig gewährleistet, dass das Schleifband die für den Anwendungsbereich notwendigen mechanischen Eigenschaften aufweist. Durch Verwendung eines aus miteinander verbundenen Tuchfäden ausgebildeten Tuchs können insbesondere Durchgangslöchern in dem Band ausgebildet werden, während die Elongation in Längsrichtung gering gehalten und eine gewisse Festigkeit in der Querrichtung erlangt werden kann.
Dies ist freilich nicht nur auf ein Schleifband anwendbar, sondern auch auf jedes beliebige Schleifprodukt, das für Schleifvorgänge in vornehmlich einer Richtung geeignet ist und mit dem Ziel verwendet wird, nach dem Schleifprozess eine gleichmäßig geschliffene Fläche zu gewährleisten. Die typische Umwandlungsform eines solchen Schleifprodukts ist die Bandform, allerdings können auch Walzen, Bögen, dreieckige Formen, Scheiben oder andere geeigneten Umwandlungsformen ausgebildet werden.
Bevorzugt sind die Öffnungen in Reihen senkrecht zur Laufrichtung des Bandes angeordnet, wobei die Öffnungen in der Reihenrichtung regelmäßig beabstandet sind und die Reihen hinsichtlich der Position ihrer Öffnungen voneinander versetzt sind.
Die Laufrichtung ist die Richtung, in der das Band im Umlauf angetrieben wird, wenn es in einer Schleifmaschine oder dergleichen verwendet wird. Wird das Schleifprodukt in unterschiedlichen Umwandlungsformen wie Walzen, Bögen oder dergleichen verwendet, kann die Laufrichtung auch als die Richtung verstanden werden, in welcher der Schleifvorgang bei Gebrauch des Materials ausgeführt wird.
Das gleichmäßige Abstandsmaß der Öffnungen in der Reihenrichtung gewährleistet, dass über die Breitenrichtung des Schleifbereichs eine gleichmäßige Schleiffläche vorliegt. Falls die Reihen hinsichtlich der Position ihrer Öffnungen voneinander versetzt sind, sind die Öffnungen nicht in einheitlichen Spalten entlang der Laufrichtung angeordnet. Dies reduziert das Auftreten von Streifen entlang der Breite des Schleifbereichs weiter.
Dabei ist es ferner bevorzugt, dass aufeinanderfolgende Reihen (d.h. Reihen, die in der Laufrichtung aufeinander folgen) hinsichtlich der Position ihrer Öffnungen voneinander versetzt sind.
In dieser Hinsicht es ist darüber hinaus bevorzugt, dass der Versatz zwischen aufeinanderfolgenden Reihen derart ausgestaltet ist, dass die Öffnungen jeder zweiten Reihe in der Laufrichtung ausgerichtet sind.
Bei Betrachtung in der Laufrichtung bedeutet letzteres mit anderen Worten, dass auf einen mit Schleifmittel beschichteten Bereich zwischen zwei benachbarten Öffnungen in einer Reihe eine Öffnung der nächsten Reihe folgt, auf welche wieder ein mit Schleifmittel beschichteter Bereich der übernächsten Reihe folgt und so weiter. Folglich unterdrückt diese Anordnung die Ausbildung von Streifen im fertigen Produkt auf effiziente Weise. Darüber hinaus wird über das gesamte Schleifband hinweg eine konstante lokale Schleifflächen-Dichte geschaffen (zumindest auf Längenskalen der Größenordnung des Zweifachen der Langabmessung der Öffnungen oder größer). Dies ist gleichbedeutend mit der Aussage, dass eine sehr homogene Schleiffläche bereitgestellt ist, welche weiter zu einem gleichmäßigen Fertigschliff beiträgt. Auch aus der Blickrichtung der mechanischen Stabilität des Band trägt die alternierende Anordnung der Öffnungen zu einer verbesserten Festigkeit sowohl in der Längs- als auch der Querrichtung des Bandes bei, da die resultierende symmetrische Struktur des Bandes Kräfte auf optimale Weise aufnehmen und verteilen kann.
Bevorzugt weist das Schleifband eine einheitliche Dicke auf. Die einheitliche Dicke kann gewährleisten, dass eine Kontaktfläche mit einem Werkstück so einheitlich wie möglich ausfällt, falls das Schleifband auf das Werkstück gedrückt wird. Zusätzlich ermöglicht dies eine direktere Kontrolle des Drucks, mit dem das Schleifband auf das Werkstück aufgedrückt wird.
Bevorzugt weist die zusammenhängende Schleiffläche auf der einen Seite (d.h. der Vorderseite) des Tuchs eine Beschichtung auf dieser einen Seite des Tuchs auf.
Die Beschichtung schafft dabei eine gleichmäßige Basis-Schicht, auf die das Schleifmittel aufgebracht werden kann. Dabei kann die Beschichtung Höhen-Unregelmäßigkeiten ausgleichen und damit die Ausbildung einer gleichmäßigen Schleiffläche weiter fördern. Bevor die Schleifpartikel aufgebracht werden, kann die Beschichtung in dieser Hinsicht ferner spezifisch behandelt („flachbearbeitet“) werden. Wie in der WO 2014/037034 beschrieben, kann dies durch eine spezifische Art und Weise des Aufbringens der Beschichtung, z.B. unter Verwendung einer Beschichtungswalze bewerkstelligt werden. Darüber hinaus kann ein Abflachungs-Effekt dadurch erlangt werden, dass eine Einrichtung zur Abflachung gegen die noch nicht gehärtete Beschichtung gedrückt wird. Zusätzlich besteht die Möglichkeit des mechanischen Abschleifens der fertig aufgebrachten Beschichtung, um möglicherweise bestehende Ungleichmäßigkeiten auszugleichen (abzuflachen).
Die andere Seite des Schleifbands (d.h. die Rückseite) kann im Wesentlichen frei von der Beschichtung sein. Einerseits ermöglicht dies, die zum Herstellen des Schleifbands notwendige Beschichtungsmenge zu reduzieren, was zu einem kosteneffizienteren Produkt beiträgt. Da die andere Seite des Tuchs im Wesentlichen keine Beschichtung aufweist ist das resultierende Produkt andererseits flexibler. Im Gebrauch kann dies insbesondere dann vorteilhaft sein, wenn die Antriebswalzen, um die das Schleifband gewunden ist, geringe Durchmesser aufweisen. Es sei angemerkt, dass „im Wesentlichen frei von Beschichtung“ nicht ausschließt, dass die Tuchfäden andere Materialien tragen, welche beispielsweise Teil einer Imprägnierung des Tuchs sind.
Alternativ/zusätzlich, kann das Schleifband auch eine Beschichtung aufweisen, die auf die andere Seite (d.h. die Rückseite) des Tuchs aufgebracht ist. Nachfolgend kann diese Beschichtung auch als „zweite Beschichtung“ bezeichnet werden. Dabei kann die zweite Beschichtung zur weiteren Feineinstellung der mechanischen Eigenschaften des Bandes verwendet werden. Zusätzlich kann sie eine flache Rückseite des Bandes schaffen. Bei einigen Anwendungen ist eine flache Rückseite des Bandes dem gleichmäßigen Fertigschliff förderlich – insbesondere falls hohe Schleifdrücke aufgebracht werden oder ein Schleifvorgang in räumlicher Nähe zu den Antriebseinrichtungen der Schleifmaschine ausgeführt wird. Zusätzlich reduziert dies den Abtrag der Schleifmittel auf der Schleiffläche.
In dieser Hinsicht es ist darüber hinaus denkbar, dass die Rückseite des Bandes flachbearbeitet ist. Wie bei der Beschichtung auf der Vorderseite, kann eine solche Flachbearbeitung durch Press-, Kalandrier- oder Schleifvorgänge erreicht werden. Dabei können solche Prozesse entweder direkt an dem Tuch (als Trägermaterial des Schleifbandes) oder an der zweiten Beschichtung ausgeführt werden (falls vorhanden).
Bevorzugt beträgt das Verhältnis des Volumens der Tuchfäden zum Volumen des Gesamtprodukts ohne die Öffnungen 0.1 bis 0.9 und stärker bevorzugt 0.4 bis 0.8.
Innerhalb dieses Volumenverhältnisses kann ein Schleifprodukt mit guten mechanischen und topologischen Eigenschaften geschaffen werden. Einerseits verfügt das daraus resultierende Produkt über eine ausreichende mechanische Festigkeit, um den in Schleifanwendungen auftretenden Zugkräften zu widerstehen. Andererseits ist es mit dem gegebenen Volumenverhältnis einfach möglich, Unregelmäßigkeiten im Höhenprofil des Produkts auszugleichen, welche von Verbindungspunkten der Tuchfäden herrühren. Ferner kann das Produkt auf kosteneffiziente Weise hergestellt werden.
Bevorzugt beträgt das Gewichtsverhältnis zwischen den Tuchfäden und dem Gesamtprodukt 0.2 bis 0.9.
Auch im Hinblick auf dieses Gewichtsverhältnis kann ein guter Kompromiss zwischen mechanischen und strukturellen Eigenschaften erreicht werden.
Hinsichtlich des Tuchs ist es bevorzugt, dass die Tuchfäden dadurch miteinander verbunden sind, dass sie gewirkt, verstrickt oder verwoben sind.
Diese Techniken stellen eine Möglichkeit dar, die widerstreitenden Erfordernisse hinsichtlich einer offenen Struktur mit einem bevorzugt hochgradig gleichmäßigen Muster an Öffnungen und gleichzeitig einer ausreichenden Widerstandsfähigkeit des Bands/Tuchs gegen Zugkräfte zu kombinieren. Darüber hinaus stellen diese Techniken einen kosteneffizienten Weg zur Herstellung des Tuchs dar.
Bevorzugt sind die Öffnungen einheitlich (in Größe und Form), was zur Erzeugung eines gleichmäßigen Fertigschliffs vorteilhaft ist.
Bevorzugt weisen die Öffnungen die Form eines gleichseitigen Vierecks auf oder sind von hexagonaler Form.
Aufgrund der symmetrischen Form der Öffnungen in Form eines gleichseitigen Vierecks oder eines Hexagons, sind die Bereiche zwischen benachbarten Öffnungen über das Schleifband hinweg damit in hohem Maße gleichmäßig ausgestaltet, was dem Schleifergebnis förderlich ist. Zusätzlich können diese Formen zu einer verbesserten Zugfestigkeit des Bandes beitragen, da Zugkräfte im Allgemeinen gleichmäßiger verteilt werden können.
Bevorzugt weisen die Öffnungen eine Langabmessung (welche mit anderen Worten der größte Durchmesser der Öffnung über die Öffnung ist) und eine kurze Abmessung auf (welche mit anderen Worten der kürzeste Durchmesser über die Öffnung ist), wobei sich die Langeabmessung in der Laufrichtung des Schleifbands erstreckt.
Dieses Merkmal, das mit anderen Worten bedeutet, dass die Öffnungen in der Laufrichtung ausgedehnt sind, trägt weiter zu einer verbesserten Festigkeit des Schleifbands gegen Elongationen entlang der Laufrichtung bei. Dies kann der länglichen Geometrie der Struktur zugeschrieben werden, welche geeignet ist, Zugkräfte ohne übermäßige Querkontraktion aufzunehmen.
Bevorzugt beträgt die Langabmessung der Öffnungen zwischen 0.3 mm und 20.0 mm.
Diese Abmessungen bieten im Allgemeinen einen guten Kompromiss zwischen der mechanischen Festigkeit des Schleifbands und einer ausreichenden Öffnungsgröße, sodass Schleifstaub und andere Partikel einfach durch das Schleifband treten können. Natürlich können die Werte an die zugrundeliegenden Anwendungen angepasst werden.
Bevorzugt beträgt die durchschnittliche Breite der Öffnungen (d.h. der Durchmesser der Öffnungen in einer Richtung senkrecht zur Laufrichtung) zumindest das 0.3-fache der kürzesten Entfernung zwischen benachbarten Öffnungen in einer Richtung senkrecht zur Laufrichtung. Insbesondere bevorzugt beträgt die durchschnittliche Breite der Öffnungen (d.h. der Durchmesser der Öffnungen in einer Richtung senkrecht zur Laufrichtung) zumindest das 0.7-fache der kürzesten Entfernung zwischen benachbarten Öffnungen in einer Richtung senkrecht zur Laufrichtung, und weiter bevorzugt liegt die durchschnittliche Breite der Öffnungen (d.h. der Durchmesser der Öffnungen in einer Richtung senkrecht zur Laufrichtung) zwischen dem 0.8-fachen bis 1.2-fachen der kürzesten Entfernung zwischen benachbarten Öffnungen in einer Richtung senkrecht zur Laufrichtung.
Falls also mit anderen Worten die Breite der Öffnungen in einer Querrichtung (d.h. einer Richtung senkrecht zur Laufrichtung) der Größenordnung eines Verbindungsbereichs in Querrichtung entspricht, kann die Wahrscheinlichkeit, dass im geschliffenen Werkstück Streifen auftreten, weiter reduziert werden. Dies liegt daran, dass mit solchen Abmessungen ein guter Überlapp von in der Laufrichtung aufeinander folgenden Öffnungen erlangt werden kann, was die Wahrscheinlichkeit der Ausbildung von Streifen weiter reduziert.
Bevorzugt sind die miteinander verbundenen Tuchfäden in der Form von Strängen mehrerer miteinander verbundener Tuchfäden angeordnet, wobei die Stränge benachbarte Öffnungen voneinander trennen und derart angeordnet sind, dass sie sich in einer Richtung erstrecken, welche die Laufrichtung schneidet.
Stränge sind mit anderen Worten Strähnen oder Strahlen von miteinander verbunden Tuchfäden. Folglich spiegelt ein Strang die übergeordnete Richtung des Verlaufs der miteinander verbundenen Tuchfäden durch das Tuch wider – von lokalen Abweichungen abgesehen, welche beispielsweise von Legungen oder Schlaufen der Tuchfäden um benachbarte Tuchfäden herrühren. Folglich bilden die Stränge die Bereiche des Bands, die mit Schleifmittel beschichtet sind und deshalb die Basis für die Schleiffläche. Aufgrund der Tatsache, dass sich die Stränge in einer Richtung erstrecken, welche die Laufrichtung schneidet (was bedeutet, dass sie nicht genau parallel zur Laufrichtung verlaufen), kann die Wahrscheinlichkeit der Streifenbildung im geschliffenen Produkt weiter verringert werden.
Bevorzugt ist die Anzahl der Tuchfäden, die sich an Verbindungspunkten der miteinander verbundenen Tuchfäden überkreuzen, über das Schleifband hinweg konstant. Weiter bevorzugt beträgt die Anzahl der sich an Verbindungspunkten der miteinander verbundenen Tuchfäden überkreuzenden Tuchfäden zwischen zwei und zehn.
In dieser Hinsicht sei angemerkt, dass die Ausbildung von Verbindungen zwischen den Tuchfäden einerseits bevorzugt ist, um ein zusammenhängendes und physikalisch stabiles Material zu erzeugen. Ohne ein Zwischenverbinden der Tuchfäden würden nur lose Fadenprodukte aber kein Tuch erzeugt. Andererseits ziehen Verbindungspunkte (an den sich Tuchfäden überkreuzen) notwendigerweise eine lokale Höhevariation nach sich (d.h. es entsteht ein Punkt, an dem die Tuchfäden lokal angereichert sind). Dies ist potentiell nachteilhaft für gewisse Schleif-Anwendungen, da sich Verbindungspunkte als Streifen im fertigen Produkt abzeichnen können. Falls die Anzahl der sich an Verbindungspunkten überkreuzenden Tuchfäden über das gesamte Schleifband hinweg konstant gehalten und, besonders bevorzugt, auf das Minimum von zwei Fäden eingeschränkt wird, können die Varianzen in der Höhe allerdings minimal gehalten werden. Folglich kann eine hochgradig einheitliche Dicke des Schleifbands erlangt werden, was einen gleichmäßigen Fertigschliff gewährleistet.
Bevorzugt beträgt die Dicke der Tuchfäden 5 bis 4,000 dtex und insbesondere 150 bis 900 dtex.
Bevorzugt weist das Tuch eine Atlas- oder Cord- Struktur auf.
Dabei sind Atlas- oder Cord- Strukturen geeignet, die gewünschte offene Struktur des Schleifbands zusammen mit der Anforderung zur realisieren, dass eine einheitliche und zusammenhängende Schleiffläche bereitzustellen ist. Zusätzlich gestatten diese Strukturen die Ausbildung eines Tuchs, dass zumindest in gewissem Rahmen Zugspannungen in Längs- und Querrichtung widerstehen kann, ohne sich allzu sehr auszudehnen.
Bevorzugt weist das Schleifband ferner Verstärkungsfäden auf, die in das Tuch eingearbeitet sind.
Mit den Verstärkungsfäden kann die mechanische Stabilität des Schleifbands weiter verbessert werden. Da die Verstärkungsfäden in das Tuch eingearbeitet sind, beeinflussen sie ferner die Ebenmäßigkeit der Schleiffläche so wenig wie möglich.
Bevorzugt sind die Verstärkungsfäden in das Tuch in der Form von Pillar-Maschen eingearbeitet.
Dabei stellen die Pillar- bzw. Fransen-Maschen eine Möglichkeit zur Anordnung der Verstärkungsfäden im Wesentlichen in Laufrichtung dar, was insbesondere die Widerstandsfähigkeit des Bands gegen Zugkräfte in Laufrichtung verbessert. Darüber hinaus stellen die Pillar-Maschen eine effektive Lösung dar, wenn es darum geht, eine mechanische Verstärkung zu erreichen, ohne die Ebenmäßigkeit der Schleiffläche allzu sehr zu beeinträchtigen.
Bevorzugt weisen die Verstärkungsfäden eine Dicke des 1- bis 1/20-fachen der Dicke der Tuchfäden und insbesondere bevorzugt eine Dicke des 1/2- bis 1/10-fachen der Dicke der Tuchfäden auf.
Dies schließt weitgehend aus, dass die Verstärkungsfäden zu deutlichen Erhebungen im Tuch führen, wenn sie in das Tuch eingearbeitet werden. Folglich kann ein Schleifband geschaffen werden, dass mechanisch stabil ist und gleichzeitig eine einheitliche Dicke aufweist.
Bevorzugt sind die Verstärkungsfäden in die Stränge aus mehreren miteinander verbundenen Tuchfäden eingearbeitet oder folgen diesen zumindest.
Dies gewährleistet, dass die Verstärkungsfäden die Öffnungen nicht schneiden, was folglich heißt, dass die Anordnung der Verstärkungsfäden die offene Struktur des Bandes nicht nachteilhaft beeinflusst. Obgleich mechanisch verstärkt, kann die gewünschte Permeabilität des Schleifbands für Schleifstaub und andere Partikel dennoch gewährleistet werden.
Bevorzugt ist das Tuch mit einer Imprägnierung imprägniert, wobei das Tuch gemäß einer weiter bevorzugten Ausführungsform unter Spannung versetzt ist, wenn die Imprägnierung aufgebracht und/oder gehärtet wird.
Mit der Hilfe einer Imprägnierung kann die mechanische Stabilität des Schleifbands und hier insbesondere die Festigkeit des Bandes gegenüber Dehnungen in den Längs- und Querrichtungen bezüglich der Laufrichtung weiter verbessert werden. Wird das Tuch unter Spannung versetzt, wenn die Imprägnierung aufgebracht wird, können die Öffnungen im Tuch in geeignete Formen gebracht werden, bevor durch die gehärtete Imprägnierung eine Fixierung erfolgt. Dies ermöglicht, die Form der Öffnungen der jeweiligen Anwendung anzupassen. Falls das Tuch vor dem Aufbringen der Imprägnierung in der Laufrichtung gespannt wird, ist ferner eine reduzierte Elongation des fertigen Schleifbands in der Laufrichtung zu beobachten.
Bevorzugt beträgt die Gesamtfläche der Öffnungen das 0.1- bis 10 fache der Gesamtfläche der gesamten zusammenhängenden Schleiffläche, weiter bevorzugt ist sie gleich oder größer als die Gesamtfläche der gesamten zusammenhängenden Schleiffläche und besonders bevorzugt beträgt sie das 1.0-fache bis 2.2-fache der Gesamtfläche der gesamten zusammenhängenden Schleiffläche.
Mit anderen Worten bedeutet dies, dass eine hochgradig offene Struktur bevorzugt ist, die eine einfache Durchdringung des Schleifstaubs durch das Schleifband ermöglicht. Darüber hinaus gewährleistet dieses Verhältnis zwischen den Flächen der Öffnungen und der Schleiffläche, dass der Flächenanteil der Schleiffläche über die gesamte Oberfläche des Schleifbands gleichmäßig verteilt ist, und dass insbesondere keine Tendenz vorliegt, dass gewisse Schleifbereiche zur Streifenbildung führen, falls das Schleifband im Umlauf angetrieben wird. Zusätzlich vereinfacht dies die Handhabung des Schleifbands im Gebrauch, da ein Maschinenführer einer Schleifmaschine durch das im Umlauf angetriebene Schleifband blicken kann, um den Schleifvorgang zu kontrollieren und/oder einzustellen.
Wird eine Kraft von 100N pro 50mm Breite auf eine Probenlänge von 200mm aufgebracht, beträgt die Elongation des Schleifbands bevorzugt weniger als 1% und weiter bevorzugt weniger als 0.8%.
Gemäß einem weiteren Aspekt wird drüber hinaus ein Schleifband bereitgestellt, das mehrere Öffnungen in der Form von Durchgangslöchern aufweist, wobei die Öffnungen in Reihen senkrecht zur Laufrichtung des Schleifbands angeordnet sind, die Öffnungen entlang der Reihenrichtung regelmäßig voneinander beabstandet sind und aufeinanderfolgende Reihen hinsichtlich der Position ihrer Öffnungen voneinander versetzt sind.
Gemäß einem weiteren Aspekt wird ferner ein Schleifband bereitgestellt, das aufweist: ein aus miteinander verbundenen Tuchfäden ausgebildetes Tuch, mehrere Öffnungen in der Form von Durchgangslöchern, eine Schleiffläche auf der Vorderseite des Tuchs und eine Beschichtung auf der Rückseite des Tuchs.
Bevorzugt ist die Beschichtung auf der Rückseite flachbearbeitet.
Die oben angeführten Merkmale sind nicht nur auf Schleifbänder, sondern im Allgemeinen auf Schleifprodukte anwendbar, bei denen der Schleifvorgang vornehmlich in einer Richtung ausgeführt wird (d.h. wenn der Schleifvorgang entlang einer ausgezeichneten Richtung des Schleifprodukts ausgeführt wird) und das Schleifergebnis so gleichmäßig wie möglich sein soll. Neben Bandschleifprodukten sind mögliche Umwandlungsformen Walzen, Bögen, Dreiecksformen oder Scheiben.
Kurze Beschreibung der Zeichnungen
Die Erfindung kann unter Zuhilfenahme der folgenden Beschreibung besser verstanden werden, die in bevorzugten Ausführungsformen zusammen mit den folgenden begleitenden Zeichnungen offenbart ist.
1 stellt einen Schnitt durch ein Schleifband gemäß einer Ausführungsform in unterschiedlichen Stadien des Produktionsprozesses des Schleifbands schematisch dar.
2 stellt einen Querschnitt des Schleifbands gemäß einer bevorzugten Ausführungsform schematisch dar.
Die 3A und 3B stellen die Silhouetten von Schleifband-Strukturen gemäß bevorzugten Ausführungsformen in einer Draufsicht schematisch dar.
4 stellt ein Beispiel eines Maschenmusters gemäß einer bevorzugten Ausführungsform dar.
5 stellt ein weiteres Beispiel eines Maschenmusters gemäß einer bevorzugten Ausführungsform dar.
6 stellt ein weiteres Beispiel eines Maschenmusters gemäß einer bevorzugten Ausführungsform dar.
7 stellt ein weiteres Beispiel eines Maschenmusters gemäß einer weiteren Ausführungsform dar.
8 stellt ein Beispiel eines verstärkten Maschenmusters gemäß einer bevorzugten Ausführungsform dar.
9 stellt ein Beispiel eines verstärkten Maschenmusters gemäß einer bevorzugten Ausführungsform dar.
10 stellt ein weiteres Beispiel eines verstärkten Maschenmusters gemäß einer bevorzugten Ausführungsform dar.
Die 11A bis 11C zeigen SEM-Bilder von Schnitten durch Schleifprodukte.
Die Beschreibung und die begleitenden Zeichnungen sind beispielhaft und nicht beschränkend zu verstehen.
Beschreibung bevorzugter Ausführungsformen
Nachfolgend werden bevorzugte Ausführungsformen im Detail mit Bezugnahme auf die Zeichnungen beschrieben.
1 stellt einen Schnitt durch ein Schleifbands 1 gemäß einer Ausführungsform dar. Die unterschiedlichen, in 1 dargestellten Schichten zeigen das Schleifband 1 in unterschiedlichen Stufen seines Herstellungsprozesses. Wie aus der Darstellung der ersten Stufe entnommen werden kann, weist das Tuch 2 des Schleifbands 1 mehrere miteinander verbunden Tuchfäden 20 auf. Bevorzugt weist das Tuch 2 die Form eines gewirkten Tuchs auf, das auf einer Textilherstellungsmaschine beispielsweise durch Kettenwirken hergestellt ist. In Stufe zwei, wird das Tuch 2 durch Aufbringen einer Imprägnierung 30 physikalisch fixiert. In Stufe drei wurde das imprägnierte Tuch 2 mit einer Beschichtung 40 beschichtet. Ferner wurde Schleifkorn-Material bzw. ein Schleifmittel 50 aufgebracht – optional unter Verwendung eines geeigneten Bindungssystems. Dadurch wird eine zusammenhängende Schleiffläche 60 ausgebildet, wobei das Schleifmittel 50 gleichmäßig über das Schleifband 1 verteilt ist. Stufe drei kann als die finale Vorstufe bezeichnet werden, bevor weitere Umwandlungen und Prozessstufen ausgeführt werden, um das Material in ein funktionales Schleifmittel zu überführen. Es sei angemerkt, dass die Imprägnierung nicht zwingend erforderlich ist und dass der Imprägnierungsschritt auch weggelassen werden kann. Zusätzlich kann das Schleifmittel auch direkt auf das Tuch oder die Imprägnierung, d.h. ohne jegliche Beschichtung, aufgebracht werden.
Die Art der Verbindung zwischen den Tuchfäden 20 ist im Allgemeinen von geringerer Relevanz, solange die für Schleifbänder identifizierten, widerstreitenden Erfordernisse erfüllt werden können: die geringe Elongation unter Last sowie eine offene Struktur und die Fähigkeit, ein gleichmäßiges Schleifergebnis zu erlangen.
Wie der Querschnittsansicht in 2 entnommen werden kann, ist die Anzahl der Überkreuzungen der Tuchfäden 20 an Verbindungspunkten der Tuchfäden 20 über das Tuch 2 hinweg bevorzugt einheitlich. In 2 beträgt die Anzahl der Überkreuzungen der Tuchfäden 20 an Verbindungspunkten gemäß einer bevorzugten Ausführungsform zwei.
Dies stellt sicher, dass die lokalen Anreicherungen der Fäden 20 aufgrund der Verbindungen begrenzt werden. „Anreicherungen der Fäden“ bezieht sich auf die Tatsache, dass in dem Tuch 2 eine Mindestanzahl von Verbindungstellen der Tuchfäden 20 notwendig ist, um ein zusammenhängendes und physikalisch stabiles Material herzustellen. Ohne Verbindungsmaschen würden lediglich lose Tuchfäden 20 aber kein Tuch 2 erzeugt. Theoretisch und praktisch benötigen Kettengewirke oder auch andere Tuch-Arten mindestens einen Verbindungspunkt pro Masche. Wenn sich an einem solchen Verbindungspunkt allerdings mehr als zwei Tuchfäden 20 überkreuzen, liegt mehr als die Mindestanzahl an Tuchfäden 20 zum Erzeugen eines solchen Verbindungspunkts vor. Derartige Faden-Überkreuzungspunkte mit mehr als zwei Tuchfäden 20 pro Verbindungspunkt führen damit zu kleineren Erhebungen im Tuch 2, wenn das Höhenniveau der Verbindungspunkte mit den anderen Teilen des Tuchs 2 verglichen wird.
Die einheitliche Anzahl von Überkreuzungen über das Tuch 2 hinweg stellt eine einheitliche Höhe des Schleifbands 1 sicher, welche bevorzugt von der Größenordnung des 1.5- bis 5-fachen des Durchmessers der einzelnen Tuchfäden 20 ist. Es ist auch nicht erwünscht, dass sich gewisse Flächen auf einem geringeren Höhenniveau befinden als andere Flächen, da dies zu einem ungleichmäßigen Schleifergebnis und zu der Ausbildung von Streifen auf den geschliffenen Oberflächen führen würde.
3A und 3B stellen die Silhouette der Struktur des Schleifbands in einer Draufsicht schematisch dar. Die Silhouette des Bandes 1 ist dabei im Wesentlichen identisch zur Schleiffläche 60. Wie dieser Illustration entnommen werden kann, sind die Öffnungen 10 hochsymmetrisch in der Laufrichtung M1 und senkrecht dazu. Dies ist zu bevorzugen, da solche Strukturen sicherstellen, dass die schleifenden Bereiche zwischen benachbarten Öffnungen 10 so einheitlich wie möglich sind, was im Gegenzug über das Band 1 hinweg zu einer regelmäßigen und gleichmäßig verteilten Schleiffläche 60 führt. Mit anderen Worten bedeutet dies, dass die lokale Dichte der Schleiffläche, welche als Schleiffläche pro Einheitsfläche gemessen werden kann, über das Schleifband hinweg 1 im Wesentlichen konstant ist (zumindest auf Längenskalen der Einheitsfläche, die größer oder gleich dem zweifachen Öffnungs-Durchmesser sind).
Darüber hinaus sind die Öffnungen 10 in Reihen L1, L2 senkrecht zur Laufrichtung M1 des Schleifbands 1 angeordnet, und aufeinanderfolgende Reihen L1, L2 sind hinsichtlich der Position ihrer Öffnungen 10 voneinander versetzt.
Ferner sind die Breite der Öffnungen und die Breite des Bereichs zwischen zwei Öffnungen (d.h. der „Verbindungsbereich“) von der gleichen Größenordnung in Querrichtung (d.h. in einer Richtung senkrecht zur Laufrichtung), was einen gleichmäßigen Fertigschliff weiter fördert. Falls die Breite der Öffnungen beispielsweise 1.5 mm beträgt, kann die Breite des Verbindungsbereichs 0.3 mm bis 5.0 mm betragen, was immer noch einen ausreichenden „Überlapp“ der Öffnungen von aufeinanderfolgenden Reihen sicherstellt. Weiter bevorzugt wäre eine Breite des Verbindungsbereichs zwischen 1 mm bis 2.0 mm für eine Breite der Öffnungen von 1.5 mm.
Strähnen oder Stränge 21 von miteinander verbundenen Tuchfäden 20, welche benachbarte Öffnungen 10 trennen, verlaufen in einem gewissen Winkel bezüglich der Laufrichtung M1. Der Ausdruck „Stränge“ aus Fäden soll die übergeordnete Form oder die übergeordnete Richtung bezeichnen, welche die die Tuchfäden beschreiben, wenn sie im Tuch fortschreiten. Wird eine Ebene betrachtet, welche die Verbindungspunkte in der Längsrichtung des Bands 1 kreuzt, bilden die Stränge 21 der Tuchfäden 20 folglich Spiegelbilder voneinander (3). Beispiele für solche Öffnungs-Geometrien sind in 3A und 3B dargestellt, wobei 3A im Wesentlichen Öffnungen 10 in Form eines gleichseitigen Vierecks darstellt, und 3B im Wesentlichen hexagonale Öffnungen 10 darstellt.
Die Gleichmäßigkeit der Schleiffläche 60 für die in 3A und 3B gezeigten symmetrischen Öffnungen 10 kann ferner durch eine virtuelle Projektion der Schleiffläche von zwei aufeinanderfolgende Reihen von Öffnungen 10 auf eine Linie senkrecht zur Laufrichtung verdeutlicht werden, welche in beiden Fällen sehr einheitlich sein wird und zu einem guten „Schleifflächen-Gleichgewicht“ führt. Hierbei kann das Schleifflächen-Gleichgewicht als ein Maß für Abweichungen in der physikalischen Fläche der Schleiffläche innerhalb einer Wiederholung des Musters, d.h. innerhalb zweier aufeinanderfolgender Reihen L1, L2, verstanden werden.
In dieser Hinsicht können die gleichseitigen Öffnungen 10 ein Schleifflächen-Gleichgewicht gewährleisten, das sogar besser als im Fall der hexagonalen Öffnungen 10 ist, falls die Laufrichtung so verläuft, wie in 3A und 3B eingezeichnet. Verbindungspunkte zwischen den einzelnen hexagonalen Öffnungen 10 sollen in diesem Fall so kurz wie möglich gehalten werden, da solche Flächen das Schleifflächen-Gleichgewicht zwischen den mit Schleifmittel 50 beschichteten Flächen beeinträchtigen.
Hinsichtlich der Stränge 21 beträgt die Anzahl der Tuchfäden 20 pro Strang 21 bevorzugt zwei, da dies eine einheitliche Dicke des Bandes 1 sicherstellt.
Für Tücher aus gewirkten oder miteinander verstrickten Fäden, stellen 4 und 5 bevorzugte Wirkmuster dar. Ein weiteres bevorzugtes Wirkmuster ist in 6 gezeigt.
Werden zunächst 4 und 5 betrachtet, basiert eine mögliche Struktur auf einem Tuch mit einer offenen (4) oder geschlossenen Atlas-Bindung (5).
Der Ausdruck „offene Atlas- Bindung“ bezeichnet ein Wirkmuster auf einer Wirkmaschine, das über zwei oder mehr Reihen fortschreitet. Dabei können Zwischen-Maschen zwischen den Maschen, welche für eine Richtungsänderung sorgen, entweder offen, geschlossen oder eine Kombination hiervon sein. Ein offenes Maschenmuster basiert beispielsweise auf der folgenden kettengewirkten Struktur: 1-0/1-2/2-3/2-1// (4). Dabei entspricht die Notation 1-0/1-2/2-3/2-1// der Notation gemäß dem ISO 8388:1998-Standard (Seite 76, „B4 Chain Notation").
Der Ausdruck „geschlossene Atlas-Bindung“ bezieht sich ebenfalls auf die Zwischen-Maschen zwischen den Richtungsänderungen im Wirkmuster. Im Gegensatz zum Beispiel der offenen Atlas-Bindung, folgt eine geschlossenen Atlas-Bindung beispielsweise der folgenden kettengewirkten Struktur: 0-1/2-1/3-2/1-2// (5).
Bei einer Atlas-Bindung erscheinen die Stränge 21 miteinander verbundener Fäden 20 im Allgemeinen als schräglaufend bezüglich der Laufrichtung M1 des Bandes 1.
Bevorzugt wird eine zwei-Reihen Atlas-Struktur verwendet. In dieser Hinsicht bezeichnet die Anzahl der Reihen die Anzahl der Maschen, welche in eine Richtung fortschreiten, bevor das Wirkmuster in die entgegengesetzte Richtung fortschreitet. Eine weitere Definition kann durch Bezugnahme auf die Wiederholungshöhe des Musters vorgenommen werden. In diesem Fall ist die Anzahl der Reihen gleich der halben Wiederholungshöhe. Bei einer Atlas- Wiederholungshöhe von vier beträgt die Anzahl der Reihen folglich zwei. In diesem Zusammenhang kann der Ausdruck „Course“ verwendet werden, der im technischen Gebet der Kettengewirke die Anzahl der Maschen bezeichnet, die nötig ist, bis sich das zu wirkende Muster selbst wiederholt. Folglich benötigt ein Muster mit einer Wiederholungshöhe von vier auch vier „Course“ bis die nächste Wiederholung beginnt.
Auf zwei Reihen basierende Strukturen stellen Öffnungen 10 bereit, die gleichseitige Vierecke sind. Alle Oberflächen, die in dem Tuch 2 zwischen den Öffnungen 10 angeordnet sind, haben exakt die gleiche Fläche. Über das Schleifband 1 hinweg stellt dies eine gleichmäßige Verteilung der Schleiffläche sicher. Gleichzeitig kann die Anreicherung der Tuchfäden 20 an den Verbindungspunkten gering gehalten werden. Darüber hinaus sind die Öffnungen 10 in Reihen L1, L2 senkrecht zur Laufrichtung M1 des Schleifbands 1 angeordnet und aufeinanderfolgende Reihen sind hinsichtlich der Position ihrer Öffnungen 10 voneinander versetzt. Werden sie als ein Schleifband 1 verwendet, sorgen solche Strukturen für eine gleichmäßige Abtragungsrate über die gesamte Schmirgelfläche hinweg. Im Gegenzug kann die Ausbildung von Streifen oder ähnlichen Strukturen auf dem Werkstück vermieden werden.
Darüber hinaus sind die Öffnungen 10 in der Laufrichtung M1 länglich ausgebildet, was für die Widerstandsfähigkeit des Tuchs gegen Elongation in der Laufrichtung M1 vorteilhaft ist.
Bevorzugt alterniert die Bindungsrichtung für jede Nadel. Die Bindung schreitet bei dieser Struktur in jeder zweiten Nadel in der gleichen Richtung fort. Dabei ist es auch möglich, eine Atlas-Filet Bindung mit mehr als zwei Reihen zu verwenden, wie beispielsweise mit drei, vier oder mehr Reihen, wobei diese Strukturen allerdings stärker dazu neigen, Streifen auf dem Werkstück zu induzieren.
Die in 6A gezeigten Cord-Maschen stellen, wie erwähnt, ein weiteres Beispiel für ein bevorzugtes Wirkmuster dar. Dabei können die Cord-Maschen eine Netz-Struktur mit ähnlichen viereckigen Öffnungen 10 ausbilden, wie in der zuvor erwähnten zwei-Reihen Atlas-Struktur (siehe 6).
Eine solche Struktur würde z.B. einem Legungsmuster der Art 1-0/2-3// folgen (6). Folglich wird dieses Muster in einer Struktur münden, die wie die zuvor beschriebene Atlas-Bindung eine geringe Anreicherung von Fäden an den Verbindungspunkten aufweist.
Strukturen mit einer geringen Anreicherung von Tuchfäden 20, wie jene, die in 4 bis 6 dargestellt sind, ermöglichen es, dass die Tuchfäden 20 sowohl auf der Vorder- als auch der Rückseite des Tuch 2 so weit wie möglich auf einem ähnlichen Höhenniveau liegen, was für viele Anwendungen des Schleifbandes bevorzugt ist. In diesem Fall trägt die Vorderseite des Tuchs 2 das Schleifkorn-Material 50, und die Rückseite des Tuchs 2 nimmt den Druck von der Abstützungseinrichtung auf und verteilt ihn so gleichmäßig wie möglich.
Auch für die Cord-Maschen sind die Öffnungen 10 hochsymmetrisch und die Schleifflächen zwischen benachbarten Öffnungen sind über das Schleifband 1 hinweg hochgradig einheitlich. Darüber hinaus sind benachbarte Öffnungen 10 in der Laufrichtung M1 des Bandes 1 gegeneinander versetzt. Dies gewährleistet ein Schleifergebnis, das keine Streifen auf dem geschliffenen Artikel hervorruft.
Obgleich mit der Atlas- und Cord-Bindung zwei bevorzugte Wirkmuster beschrieben wurden, sei angemerkt, dass die vorliegende Erfindung nicht auf diese Strukturen beschränkt ist. Auch andere Wirkmuster können zur Erlangung der gewünschten Eigenschaften hinsichtlich mechanischer Stabilität, der Durchlässigkeit des Bandes für Staub und andere Partikel sowie eines gleichmäßigen Schleifergebnisses geeignet sein. Ein zusätzliches Beispiel ist in 7 dargestellt, in dem eine kettengewirkte Struktur der Art 10/12/10/12/23/34/45/43/45/43/32/21// gezeigt ist. Damit kann ein weniger offenes Produkt mit einer geringeren Fähigkeit zur Staubentfernung aber sehr hoher mechanischer Stabilität in Laufrichtung bereitgestellt werden. Allerdings kann das Schleifergebnis verglichen mit den vorgenannten Strukturen ungleichmäßiger sein.
Tücher, welche prinzipiell geeignet sind, sind ferner in ISO 8388 definiert und umfassen gestrickte und kuliergewirkte bzw. kettengewirkte auf Jersey-Bindungen beruhende Tücher, doppel-schichtige auf Jersey-Bindungen beruhende Tücher, Ripp-basierte Tücher, Linksmaschen-basierte Tücher, kombinierte ketten- und kuliergewirkte sowie gestrickte auf Jersey-Bindungen beruhende Tücher und andere.
Es ist auch möglich, die Muster und Formen der Öffnungen auf andere Basismaterialien zu übertragen, wie gewobene Tücher oder auch gleichmäßige Papier-Grundträger und Folien. Darüber hinaus ist es auch möglich, Strukturen mit verschiedenen Fadenführungen herzustellen, um unterschiedliche Größen der Öffnungen und Flächen-Verhältnisse zwischen den Öffnungen und Schleifflächen auszubilden.
Um die mechanische Stabilität und insbesondere die Widerstandsfähigkeit des Tuchs 2 gegen Elongationen in der Laufrichtung unter Einwirkung von Spannungen weiter zu verbessern, ist es bevorzugt, eine verstärkende Einlage oder im Allgemeinen Verstärkungen in das Band 1 zu integrieren. Bevorzugt bestehen diese Einlagen aus Verstärkungsfäden 25, die in die Struktur des Bandes 1 eingearbeitet sind.
Bevorzugt können eine Pillar/Fransen-Bindung oder eine Inlay/Einlegemaschen-Bindung als Verstärkungen in der Laufrichtung integriert werden. 8 stellt ein Beispiel einer möglichen, durch Verstärkungsfäden 25 verstärkten Wirkstruktur dar. Dabei sind die Verstärkungsfäden 25 in dunkler Farbe dargestellt. In 8 sind die Verstärkungsfäden 25 beispielhaft in eine zwei-Reihen Atlas-Bindung eingearbeitet. Die resultierende Struktur weist im Wesentlichen viereckige Öffnungen mit minimalen Faden-Anreicherungen an den Verbindungspunkten auf. Die Verwendung der Pillar-Bindung für Längs-Verstärkungen des Tuchs führt zu einer zusätzlichen Anreicherung von Fäden in dieser spezifischen Struktur.
Ein bevorzugter Weg zur Integration einer Einlage aus Verstärkungsfäden 25 in eine Atlas- Struktur geschieht unter Rückgriff eine offene oder geschlossene Pillar-Bindung, welche, wie in 8 dargestellt, über zwei Reihen fortschreitet. Gemäß einer solchen Ausgestaltung schreitet die verstärkende Pillar-Masche der Art 1-0/0-1// oder 0-1/1-0// entlang der allgemeinen Richtung der Atlas-Bindung fort und überdeckt die Öffnungen daher nicht. Mit anderen Worten folgen die Verstärkungsfäden im Allgemeinen den Strängen der miteinander verbundenen Tuchfäden. Solche Verstärkungen sind derart durch Maschen in die Grundbindung eingearbeitet, dass lediglich eine gewisse begrenzte Dehnbarkeit möglich ist (8).
Selbstverständlich kann die obige Atlas-Struktur auch auf verschiedenen anderen Wegen verstärkt werden, um die Elongation entlang der Wirkrichtung des Tuchs 2 zu reduzieren. Ein anderes Beispiel ist in 9 dargestellt, wo die Atlas-Bindung aus 4 durch eine Inlay-Bindung der Art 0-0/1-1// verstärkt ist. Bei einer Atlas-Struktur mit einer zwei-Reihen Netz-Struktur sind zusätzlich auch offene oder geschlossene Maschen plus Inlay 0-0/0-0// geeignet, die Elongation entlang der Wirkrichtung des Tuchs einzuschränken. Allerdings kann eine solche Verstärkungsart zu einer teilweisen Überdeckung der Öffnungen in dem Tuch führen. Eine weitere Art von Verstärkung besteht in dem Einbau einer Einlage der Art 1-1/0-0 welcher der Struktur der Atlas-Bindung enger folgt.
Auch für die Cord-Bindung ist es möglich, eine Pillar-Bindung zur Verbesserung der mechanischen Eigenschaften des Materials zu integrieren. Ein Beispiel ist in 10 dargestellt, in dem eine Pillar-Bindung der Art 1-0/0-1// oder 0-1/1-0// eingearbeitet ist.
Eine Alternative zur Verwendung einer Pillar-Bindung ist die Verwendung eines Einlegefadens, der entlang der Laufrichtung durch das Material fortschreitet und zu einer ähnlichen Verstärkung wie die zuvor beschriebene Pillar-Bindung führt.
Es ist anzumerken, dass Fäden, die entweder als eine Einlage, ein Kettfaden oder als eine eingewirkte Pillar-Bindung eingearbeitet sind, bei der Einwirkung von Längskräften zu sehr geringen mechanischen Verschiebungen führen. Dennoch neigt die beschriebene Struktur dazu, sich in der Querrichtung zu dehnen. Dieser Umstand kann zur Einstellung der Größe und Form der Öffnungen 10 des Tuchs 2 während des Imprägnierungsvorgangs beispielsweise dadurch genutzt werden, dass das Tuch 2 gedehnt wird, womit die Ausbildung von größeren oder kleineren Öffnungen 10 in dem Material ermöglicht wird.
Die eingefügte Wirkstruktur, die Einlage-Fäden oder die Verstärkungsfäden 25 sollten zur Einschränkung der Erzeugung von Höhenunterschieden in der Oberfläche des fertigen Tuch ausreichend dünn und gleichzeitig ausreichend stark sein, um Zugkräften zu widerstehen.
Bevorzugt weisen die Verstärkungsfäden 25 eine Maximaldicke von ungefähr 0.05–2.00 mm auf. Weiter bevorzugt liegt die Dicke im Bereich von 0.1–0.5 mm. In Relation zur Dicke der Tuchfäden 20 des textilen Grundgewebes 2 beträgt ein Dickenverhältnis der Tuchfäden zu den Verstärkungsfäden ungefähr 1:1 bis 20:1, wobei ein Bereich von 10:1 bis 2:1 in bestimmten Fällen bevorzugt ist. Mit einer solchen Dicke für die Verstärkungsfäden 25 kann gewährleistet werden, dass die einheitliche Höhenverteilung des Tuchs 2 nicht allzu sehr durch die Integration der Verstärkungsfäden 25 beeinflusst wird.
In diesem Zusammenhang sei angemerkt, dass kleine Höhenunterschiede in einem späteren Verarbeitungsschritt wieder ausbalanciert werden können. Dies kann einschließen, dass beispielsweise während des Beschichtens der Schleifprodukte, Drucktechniken, wie etwa Siebdruck, Tintenstrahl-, Prägewalzen-Beschichtungstechniken und dergleichen, zur Anwendung gebracht werden, um eine Beschichtung derart aufzubringen, dass die Schleifkörner 50 derart aufgebracht werden können, dass sie nur eine definierte Fläche des Tuchs einnehmen. Zusätzlich kann die beschichtete Fläche durch einen Schleif- oder Schmirgelprozess bearbeitet werden, um ein gleichmäßiges Oberflächen-Finish zu erhalten. Auf diese Weise können Unregelmäßigkeiten im Schleifflächen-Gleichgewicht der imprägnierten Tuch-Struktur während des Beschichtungsprozesses wieder ausbalanciert werden.
Das gleiche gilt für eine fakultative nicht dargestellte zweite Beschichtung, die auf der Rückseite des Bandes aufgebracht ist. Folglich kann die zweite Beschichtung zur Regulierung des Höhenniveaus auf der „Rückseite“ (d.h. die Seite, die nicht mit dem Werkstück in Kontakt ist) des Bandes verwendet werden.
Die Tuchfäden 20 für das Basis-Tuch 2 des Schleifbandes 1 wie auch die Verstärkungsfäden 25 sind aufgrund der geeigneten Zugeigenschaften und geringen Kosten typischerweise texturierte oder glatte Fäden bzw. Garne aus Polyester oder Polyamid. Allerdings können auch Garne geeignet sein, die auf natürlichen Fasern wie Baumwolle, Hanf oder ähnlichen Fasern basieren. Dies schließt in allgemeinerem Rahmen die Verwendung sogenannter Stapelfasern oder Multifilament-Fäden basieren auf synthetischen oder natürlichen Fasern ein, welche für die Grundstruktur oder die Verstärkungen des Tuchs verwendet werden können. Optional können auch verdrillte Fäden aus einzelnen oder dublierten Fäden verwendet werden. Elastische Fäden können bei gewissen Anwendungen geeignet sein, wenn das Tuch auf eine spezifische Weise gedehnt werden soll, z.B. wenn eine Änderung in der Form der Öffnungen in eine spezielle Form gewünscht ist.
Der Ausdruck „texturierter Faden“, welcher allgemein auch als DTY (“Drawn Texturized Yarn”) bekannt ist, bezieht sich auf einen Multifilament-Faden (bzw. Garn), der durch thermische oder mechanische Verfahren bzw. Kombinationen hiervon so behandelt wurde, dass Faden-Filamente verriegelt, gekräuselt oder verschlungen sind. Es gibt verschiedenste Texturierungs-Verfahren welche zur Anwendung gebracht werden können, wie Luft-Texturierung, Klingen-Texturierung, Falschzwirn-Reibungs-Texturierung oder Stauchkammer-Texturierung bis hin zur Ausbildung von Zahnrad-gekräuselten Fäden.
Der Ausdruck „glatter Faden“ ist gemeinhin unter der Abkürzung FDY (Fully Drawn Yarn) bekannt. Solche FDY’s können verschiedene Aufbautypen basierend auf Mono- oder Multifilament Fäden sein. Hinsichtlich ihres Erscheinungsbilds können diese Fäden ferner entweder glänzend, halb matt oder vollständig matt sein, was in dieser Hinsicht die verbreitetsten Arten sind. Allerdings sind auch verschiedenste Formen von Fäden, Filamenten und deren Querschnitte verfügbar, welche unter anderem beispielsweise rund, trilobal, mehr-kantig oder von anderer Form sein können.
Fäden jeder Art, wie texturierte oder glatte Fäden, können neben der Art ihrer Texturierung, bzw. der Form und ihres Erscheinungsbilds zusätzlich auch verdrillt sein. „Verdrillen“ bezeichnet das Eindrehen des Fadens in zwei unterschiedliche Richtungen welche gemeinhin als „S“ und „Z“ Richtungen bezeichnet werden. Diese Verdrillungs-Richtungen beziehen sich nur auf die Richtung, in der die Fäden verdrillt sind, sodass „S“ und „Z“ verdrillte Fäden Spiegelbildern voneinander ähneln. Ein solches Verdrillen der Fäden hat zumeist kaum eine technische Relevanz in Kettengewirken, führt aber zu unterschiedlichen optischen Effekten im fertigen Tuch.
Die Tuchfäden 20 für das Basis-Tuch 2 sowie die Verstärkungsfäden 25 können Mono- oder Multifilament Fäden sein.
Der Ausdruck „Monofilament-Faden“ bezeichnet ein künstlich hergestelltes, endloses gesponnenes Garn (bzw. Faden), das aus einem Einzelfilament als Material aufgebaut ist. Ein solcher Faden einer gewissen Dicke, wie z.B. 20 dtex, ist nicht in andere sub-Strukturen unterteilt, sondern besteht lediglich aus einem Filament. Folglich besteht ein Multifilament-Faden im Gegensatz zu einem Monofilament-Faden aus mehreren sub-Strukturen (Filamenten). Dabei können die Fäden nach der Anzahl der Filamente unterschieden werden, aus denen die Fäden bestehen. Beispielsweise kann ein 20 dtex Multifilament-Faden aus zwei oder mehr Filamenten bestehen.
Ein „dublierter Faden“ besteht typischerweise aus Multifilament-Fäden, welche verdrillte oder nicht-verdrillte Fäden, texturierte oder nicht-texturierte Fäden sowie verwirbelte oder nicht-verwirbelte Fäden sein können, wohingegen verdrillte Fäden typischerweise nicht verwirbelt sind. Diese zuvor beschriebenen einzelnen Fäden können dann nachfolgend miteinander verbunden werden, um einen neuen, dickeren Faden zu bilden, welcher als „dubliert“ bezeichnet wird. Ein solcher dublierter Faden besteht konsequenterweise aus zumindest zwei oder mehr miteinander dublierten einzelnen Fäden.
Der Ausdruck „natürliche Fasern“ bezeichnet Fasern, welche ihren Ursprung in erneuerbaren Quellen haben. Diese bezeichnen Fasern, die aus Materialien wie Baumwolle, Hanf, Wolle, Seide oder ähnlichen Materialien ausgebildet sind, welche direkt aus Pflanzen oder von Tieren gewonnen werden.
Der Ausdruck „künstlich hergestellte Faser“ bezeichnet neben natürlichen Fasern alle anderen Fasern. Künstlich hergestellte Fasern können synthetisch aus Petrochemischen Erzeugnissen, bio-basierten Polymeren oder organischen Rohmaterialien hergestellt werden. Regenerierte Fasern stellen eine Untergruppe von künstlich hergestellten Fasern dar. Sie werden aus natürlichen Materialien wie Pflanzenmaterialien durch chemische und mechanische Prozesse hergestellt. Diese Faserarten sind z.B. Viskose, Bambus und Modal-artige Fäden, welche aus Cellulose hergestellt sind. Synthetische Fasern können aus petrochemischen Erzeugnissen z.B. Polyester, Vinylacetat, Nylon, Aramid und Carbon herbestellt werden. Diese Kategorie schließt Fasern ein, die aus chemisch modifizierten Materialien ausgebildet und/oder aus Polymeren aus bio-basierten Bausteinen hergestellt sind, die auf Materialien wie beispielsweise Milchsäure, Aminosäuren oder Propylen-Dioxid basieren.
Eine weitere wichtige Eigenschaft eines Schleifbands 1 kann die elektrische Leitfähigkeit des fertigen Schleifprodukts sein, was den Einbau von Carbonfasern oder Fäden aus ähnlichen, leitfähige Eigenschaften verleihenden Materialien umfassen kann. Beispiele solcher modifizierter Fäden sind metall-beschichtete Fäden oder Fäden, welche einen leitfähigen Kern aufweisen oder mit anderen Verfahren behandelt sind.
Dies schließt nicht aus, dass das Basis-Tuch 2 einheitlich lediglich aus Carbon oder anderen leitfähigen Fäden bestehen. Um ein hoch-leitfähiges Material zu erhalten, ist auch das zur Imprägnierung des Tuchs verwendete Harz von Belang. Auch das Harz kann leitfähige Elemente wie Carbon, Metalle, Metall-Ionen und dergleichen aufweisen, um für den Verbund aus textiler Basis und Imprägnierungsharz leitfähige Eigenschaften zu erlangen.
Beispiele für andere potentiell geeignete Fäden für Tuchbasierte Bänder schließen Fasern aus Polyethylen mit ultrahohem Molekulargewicht (ultrahigh molecular weight polyethylene, UHMWPE), Polypropylen (PP) und Aramid-Fäden ein. Diese können für die Grundstruktur des Tuchs oder nur für die Verstärkungen des Materials verwendet werden.
In Abhängigkeit der gewünschten Zug- und Elongationswerte des Tuchs als Trägermaterial und der gewünschten Größe der Schleifkörner sowie der Endverwendung des finalen Produkts kann die Dicke der glatten oder texturierten Fäden im Bereich von 5 bis 4000 dtex liegen. Die Einheit „dtex“ ist per Definition das Gewicht in Gramm pro 10,000 m Faden. Eine typische Dicke für die Fäden der Atlas-basierten Bindung liegt zwischen 150 bis 900 dtex und zwischen 15 bis 450 dtex für die Verstärkungsfäden.
Selbst wenn sie durch Verstärkungsfäden verstärkt ist, kann eine gewirkte Struktur bei Beaufschlagung mit Kräften in der Längsrichtung eine geringe aber dennoch unerwünschte Elongation zeigen. Dies kann vermieden werden, falls das Tuch 2 bereits beim Imprägnieren des Materials mit einem Harz oder bei dem Beschichten mit der Beschichtung oder zweiten Beschichtung einer Längs-Verzerrung unterzogen wird, bevor das Schleifmittel aufgebracht wird. Aufgrund dieser Verzerrung des Tuchs während des Imprägnierens werden die mechanisch verschiebbaren Teile unter Spannung gesetzt. Folglich sind die Fäden noch unter Belastung, wenn die Imprägnierung 30 bzw. die Beschichtung 40 ausgehärtet ist, wodurch das Tuch 2 Längs-Kräften besser widerstehen kann und das Dehnvermögen reduziert werden kann.
Zusätzlich ist es möglich, das Dehnvermögen des Tuchs 2 in einer Querrichtung vor dem finalen Härten der Imprägnierung 30 zu regulieren. Dabei führt eine größere Dehnung des Tuchs 2 nicht nur zur Ausbildung größerer Öffnungen 10, sondern es wird auch die Elongation in Querrichtung des imprägnierten Materials eingeschränkt, nachdem das Härten abgeschlossen ist. Eine solche Dehnung um einen größeren Betrag während der Imprägnierung hindert das fertige Tuch 2 daran, sich in der Querrichtung übermäßig auszudehnen, wenn das Material als ein Schleifband verwendet wird, da bei der Verwendung auch Querkräfte auftreten können (obgleich die Kräfte in der Querrichtung typischerweise signifikant geringer als die in der Längsrichtung auftretenden Kräfte sind).
Für das Tuch 2 können unterschiedliche Arten von Imprägnierungen 30 und Beschichtungen 40 Anwendung finden. Das Gleiche gilt für die zweite Beschichtung auf der Rückseite des Bandes. Die für Imprägnierungen und Beschichtungen verwendeten Harzarten können aus Phenol-, Urea- oder Latex-Harzen sowie Mischungen davon bestehen (siehe EP 0 779 851 ). Das Band kann unter Verwendung einer Walzen-, Sprüh-, oder Curtain-Beschichtung, durch Druck Verfahren wie Siebdruck oder Tiefdruckwalzen, Transferfolien oder ähnlichen Verfahren beschichtet werden, was in Beschichtungen resultiert, die als Make- und Size-Beschichtung bezeichnet werden. Ferner können auch durch Strahlung härtbare Imprägnierungs-Harze wie Epoxide, Acrylate oder ähnliche Harze aufgebracht werden. Auch thermisch härtbare Epoxide, Acrylate, Isocyanide oder ähnliche Harze und Mischungen daraus können zur mechanischen Stabilisierung des Tuchs verwendet werden. Das Harz kann Füllmaterialien und Additive wie Oberflächen-aktive Substanzen, etwa Fettsäure- Ethoxylate, Füllstoffe oder verschiedene Zusätze wie Fasern, Aluminium-tri-Hydroxide, Kaolin, Calcium-Carbonate, Talk und dergleichen aufweisen.
Das Tuch 2 des Bandes 1 kann darüber hinaus sowohl von der technischen Vorder- als auch der Rückseite des Tuchs Oberflächen-Modifikationen unterzogen werden, wie diese in EP 0 779 851 beschrieben sind.
Die Schleiffläche 60 kann in dem gleichen Vorgang oder in separaten Vorgängen mit schleifenden Stoffen 50 wie Siliziumcarbid, Aluminiumoxiden verschiedener Art oder Mischungen davon wie braunen, pinken, weißen, oder hoch-Temperatur behandelten Spezies bestreut oder beschichtet werden. Dabei können auch hochleistungs-Schleifmittel wie Keramik-beschichtete Körner oder ähnliche Körner sowie Diamanten, CBN oder andere Partikel aufgebracht werden, welche gemeinhin als „super-abrasives“ bezeichnet werden.
11A, 11B, und 11C stellen SEM-Bilder eines Schnitts durch den Querschnitt des imprägnierten Tuchs dar. Der Schnitt verläuft senkrecht zur zuvor definierten Laufrichtung des Tuchs und gleichzeitig senkrecht zur Vorder- und Rückseite.
In den ursprünglichen SEM-Bildern (11A und 11B) können die Tuchfäden einfach von dem umgebenden Imprägnierungs-Harz unterschieden werden. 11B stellt einen Querschnittbereich dar, der, um einen ebenen Schnitt und damit die Möglichkeit zur Bestimmung des Flächenverhältnisses zwischen Tuchfäden und umgebenden Imprägnierungs-Harz durch photographische Analyseverfahren zu schaffen, vor dem Ausführen des Schnitts in ein „Verguss-Harz“ (welches nichts mit dem tatsächlichen Produkt zu tun und lediglich aus Gründen der Bildgebung aufgebracht wurde) eingebettet wurde. Die umgebende Fläche des Verguss-Harzes wird hierbei berücksichtigt und von der gesamt-Querschnittsfläche abgezogen.
Um das anteilige Volumen-Verhältnis der Fäden und des Imprägnierungs-Harzes zu bestimmen, wird, für ein statistisch relevantes Ergebnis, die gleiche Analyse auf mehrere verschiedene Schnitte (> 5) in der Laufrichtung angewandt.
Die Fasern werden dabei entweder manuell oder durch einen Bilderkennungsalgorithmus bestimmt und die zugehörige Anzahl an Pixeln wird extrahiert (11C). Das Bild, auf dessen Grundlage die Anzahl der Pixel der Fläche extrahiert wird, welche die Fäden einnehmen, ist in 11C dargestellt. Ein gleichfarbiges oder farblich invertiertes Bild wird verwendet, um die Fläche der Pixel zu bestimmen, die von dem Imprägnierungs-Harz abgebdeckt wird. Die Anzahl der Pixel der Fläche, welche die Fäden einnehmen wird dann mit der Gesamtpixelanzahl der Schnittfläche des Produkts oder der Anzahl der Pixel des Imprägnierungs-Harzes in Beziehung gesetzt.
Durch Berechnung des durchschnittlichen Flächenanteils der Tuchfäden in Bezug zum durchschnittlichen Anteil des Imprägnierungs-Harzes für eine statistisch ausreichende Anzahl von Schnitten können diese Werte als Ausdruck für ein Volumen-Verhältnis zwischen den Fäden und dem Imprägnierungs-Harz herangenommen werden. In dem in den 11A bis 11C dargestellten Beispiel beträgt der Volumen-Anteil von Tuchfäden zu Imprägnierungs-Harz ungefähr 1.7 und entsprechend beträgt der Volumen-Anteil der Tuchfäden zum Gesamt-Volumen des Produkts (ausschließlich der Öffnungen) ungefähr 0.6.
Daneben ist es möglich, das Verhältnis der Gewichtsanteile zwischen Tuch und imprägniertem Tuch dadurch zu bestimmen, dass die Gewichte des Tuchs und des imprägnierten Tuchs nach dem Härten bestimmt werden. Dieses Verhältnis liegt zwischen 0.05 und 0.9, bevorzugt zwischen 0.1 und 0.7 und besonders bevorzugt zwischen 0.2 und 0.4. Innerhalb dieser Verhältnisangaben kann ein Schleifband mit hinreichend guten mechanischen Eigenschaften ausgebildet werden.
Gleichzeitig gewährleistet eine gewisse Harzmenge, dass Unregelmäßigkeiten, welche von der Tuch-Grundstruktur herrühren (etwa durch Ansammlungspunkte der Tuchfäden), ausgeglichen werden können.
Obgleich in obigem Beispiel eine Probe untersucht wurde, bei der nur Imprägnierungs-Harz vorhanden ist, kann die obige Analyse gleichermaßen für Produkte angewandt werden, die (zusätzlich) beschichtet sind. In diesem Fall beziehen sich die Werte auf entsprechende Volumen- bzw. Gewichts-Verhältnisse von Tuchfäden zu Harz, wobei der Harz-Anteil dann entweder durch Imprägnierungs-Harz plus Beschichtung oder nur Beschichtung gebildet wird.
Noch allgemeiner gefasst liefert die obige Analyse, falls zusätzliche Komponenten vorhanden sind, Volumen- bzw. Gewichts-Verhältnisse der Tuchfäden zum Volumen bzw. Gewicht des Gesamtprodukts (ohne die Öffnungen) und/oder den aufgebrachten Beschichtungen und Kombinationen hiervon.
Den Anforderungen, die an Schleifbänder gestellt werden, ist nur schwer gerecht zu werden. Die oben beschriebenen Ausführungsformen ermöglichen eine homogene Verteilung der Schleifkörner sowie geeignete Eigenschaften hinsichtlich der Schleifstaubentfernung und eine ausreichende Zugfestigkeit. Darüber hinaus ist die offene Struktur für gewisse Arten von Bandschleifmaschinen besonders vorteilhaft, bei denen eine gewisse Durchsichtigkeit des Bandes dem Maschinenführer signifikant bessere Möglichkeiten einräumt, den Schleifvorgang zu steuern. Dies ist beispielweise bei Langbandschleifmaschinen der Fall.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
Zitierte Patentliteratur

US 2005/020190 [0009]
US 6923840 [0009]
EP 1733844 [0009]
US 2984052 [0010]
EP 0779851 [0011, 0015, 0147, 0148]
EP 2390056 [0012]
US 5674122 [0013]
EP 1522386 [0014]
US 4386943 [0016]
US 5700188 [0016]
WO 2014/037034 [0036]

Zitierte Nicht-Patentliteratur

ISO 8388-Norm [0022]
ISO 8388:1998-Standard (Seite 76, „B4 Chain Notation“) [0107]
ISO 8388 [0119]

Claims

Schleifband mit: einem Tuch, das aus miteinander verbundenen Tuchfäden ausgebildet ist, und einer zusammenhängenden Schleiffläche, die auf einer Seite des Tuchs ausgebildet ist, wobei das Schleifband ferner mehrere regelmäßig angeordnete Öffnungen in der Form von Durchgangslöchern aufweist.
Schleifband nach Anspruch 1, wobei die Öffnungen in Reihen senkrecht zur Laufrichtung des Schleifbands angeordnet sind, die Öffnungen in der Reihenrichtung regelmäßig voneinander beabstandet sind, und die Reihen hinsichtlich der Position ihrer Öffnungen voneinander versetzt sind.
Schleifband nach Anspruch 2, wobei aufeinanderfolgende Reihen hinsichtlich der Position ihrer Öffnungen voneinander versetzt sind.
Schleifband nach einem der Ansprüche 1, 2 oder 3, wobei das Verhältnis des Volumens der Tuchfäden zum Volumen des Gesamtprodukts ohne die Öffnungen 0.1 bis 0.9 und bevorzugt 0.4 bis 0.8 beträgt.
Schleifband nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die zusammenhängende Schleiffläche auf der einen Seite des Tuchs eine Beschichtung aufweist, die auf eine Seite des Tuchs aufgebracht ist.
Schleifband nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Dicke der Tuchfäden 5 bis 4000 dtex und insbesondere 150 bis 900 dtex beträgt.
Schleifband nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Tuchfäden miteinander verwirkt, verstrickt oder verwoben sind.
Schleifband nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Öffnungen die Form eines gleichseitigen Vierecks aufweisen oder von hexagonaler Form sind.
Schleifband nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Öffnungen eine lange Abmessung und eine kurze Abmessung aufweisen und sich die lange Abmessung in der Laufrichtung des Schleifbands erstreck.
Schleifband nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei der größte Durchmesser der Öffnungen 0.3mm bis 20mm beträgt.
Schleifband nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die miteinander verbunden Tuchfäden in der Form von Strängen von mehreren miteinander verbundenen Tuchfäden angeordnet sind, wobei die Stränge benachbarte Öffnungen voneinander trennen und derart angeordnet sind, dass sie sich in einer Richtung erstrecken, welche die Laufrichtung schneidet.
Schleifband nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Anzahl der Tuchfäden, die sich an den Verbindungspunkten der miteinander verbunden Tuchfäden überkreuzen, über das Schleifband hinweg konstant ist.
Schleifband nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das Tuch eine Atlas- oder Cord-Struktur aufweist.
Schleifband nach einem der vorhergehenden Ansprüche, ferner mit Verstärkungsfäden, die in das Tuch eingearbeitet sind.
Schleifband nach Anspruch 14, wobei die Verstärkungsfäden in der Form von Fransen-Maschen in das Tuch eingearbeitet sind.
Schleifband nach Anspruch 14 oder 15, wobei die Verstärkungsfäden eine Dicke des 1- bis 1/20-fachen der Dicke der Tuchfäden und bevorzugt des 1/2- bis 1/10-fachen der Dicke der Tuchfäden aufweisen.
Schleifband nach einem der vorhergehenden Ansprüche sofern abhängig von Ansprüchen 11 und 14, wobei die Verstärkungsfäden in die Stränge eingearbeitet sind.
Schleifband nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das Tuch mit einer Imprägnierung imprägniert ist, und das Tuch beim Aufbringen und/oder Härten der Imprägnierung bevorzugt gespannt ist.
Schleifband nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Fläche der Öffnungen das 0.1- bis 10-fache der Gesamtfläche der gesamten zusammenhängenden Schleiffläche beträgt, bevorzugt gleich oder größer als die Gesamtfläche der zusammenhängenden Schleiffläche ist, und insbesondere bevorzugt das 1.0- bis 2.2-fache der Gesamtfläche der zusammenhängenden Schleiffläche beträgt.
Schleifband nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei, wenn eine Kraft von 100N pro 50mm Breite auf eine Probenlänge von 200mm aufgebracht wird, die Elongation weniger als 1% und bevorzugt weniger als 0.8% beträgt.
Schleifband mit mehreren Öffnungen in der Form von Durchgangslöchern, wobei die Öffnungen in Reihen senkrecht zur Laufrichtung des Schleifbands angeordnet sind, die Öffnungen entlang der Reihenrichtung regelmäßig voneinander beabstandet sind, und aufeinanderfolgende Reihen hinsichtlich der Position ihrer Öffnungen voneinander versetzt sind.
Schleifband nach Anspruch 21 oder einem der Ansprüche 1 bis 20 sofern abhängig von Anspruch 3, wobei aufeinanderfolgende Reihen derart versetzt sind, dass die Öffnungen jeder zweiten Reihe in der Laufrichtung ausgerichtet sind.
Schleifband mit: einem Tuch, das aus miteinander verbundenen Tuchfäden ausgebildet ist, mehreren Öffnungen in der Form von Durchgangslöchern, einer Schleiffläche auf der Vorderseite des Tuchs, und einer Beschichtung auf der Rückseite des Tuchs.
Schleifband nach Anspruch 23, wobei die Beschichtung auf der Rückseite flachbearbeitet ist.