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Beschreibung:
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Die Erfindung bezieht sich auf einen Schleifkörper zum Vor- und Nachschleifen
sowohl für den Trocken-, als auch insbes. für den Naßschliff und zwar für das Schleifen
an der Peripherie in Form einer Schleifscheibe oder auch in Form einer Tellerscheibe,
Schleifring oder -Topf zum Schleifen mit einer Kreisfläche. Der Schleifkörper der
Erfindung ist geeignet für das Außen-Rundschleifen und das Flachschleifen.
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Es sind keramisch gebundene Schleifscheiben bekannt, welche für das
Schleifen an der Umfangsfläche gedacht mit Außenschichten höherer Härte - zur Verbesserung
der Kantenhaltigkeit - versehen sind. Hierbei handelt es sich um Schleifscheiben,
z.B. für den Präzisionsschliff von Kurbelwellen, wobei die Korngröße zwangsläufig
über die gesamte Breite der Scheibe annähernd gleich heben muß. Ferner sind auch
keramisch gebundene Schleifscheiben größerer Durchmesser bekannt, welche einen Innenkern
mit feinerer Körnung als die Außenzone besitzen, damit der Verbraucher diese Scheiben
nach der Abnutzung der groben Außenzone bis zu einem bestimmten Mindest-Durchmesser
den verbleibenden Rest in feinerer Körnung für einen anderen Verwendungszweck auf
einer anderen Schleifmaschine weiter ausnutzen kann. Solche Konstruktionen sind
auch bei Schleifkörpern in Phenolharzbindung bekannt geworden.
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Bekannt sind ferner Schleifkörper in den verschiedensten üblichen
Bindungsarten, welche unterschiedliche Korngröße enthalten.
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Hierbei handelt es sich um Korngemische, die über den gesamten Schleifkörper
gleichmäßig verteilt si67 wobei die feinere Körnung als Stützkorn für die gröbere
Körnung dient und wodurch die Standzeiten der Schleifscheibe erhöht werden sollen.
Schließlich sind auch Schleifkörper bekannt geworden, die in Schleifrichtung mit
unterschiedlichen, d.h. feiner werdender Körnung aufgebaut sind. Diese Scheiben
haben jedoch den Nachteil, daß die Härte zwangsläufig mit feinerer Körnung steigt
und die Struktur dichter wird. Dadurch neigen diese Scheiben in der Zone feiner
Körnung zum "Brennen", d.h. sie schleifen dort zu heiß, hervorgerufen hauptsächlich
dadurch, daß die Zone der groben Körnung, die ja die hauptsächliche Abtragsarbeit
zu erbringen hat, hinsichtlich ihrer Abnutzung einen Vorlauf hat, weshalb der Schleifdruck
für die erforderliche Zerspanungsleistung im wesentlichen auf die Feinkornzone beschränkt
ist.
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Aufgabe der Erfindung ist es nun einen integralen Schleifkörper mit
unterschiedlichen Kornbereichen zu fertigen, bei welchen einerseits in Vorschubrichtung
des zu schleifenden Werkstücks die Korngrößen abnehmen, andererseits jedoch Härte
und Struktur der jeweiligen Zonen auf die jeweilige Korngröße und Schleifaufgabe
optimal eingestellt sind. Es kann auch abhängig von der Werkstoffhärte, Schleifgeschwindigkeit,
Kühlmittel, Kornart und Härtedifferenz durchaus möglich sein, daß für den Feinschleifbereich
ein groberes Korn eingesetzt werden muß als in der Vorschleifzone.
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Der Schleifkörper zum Vor- und Nachschleifen sowohl für den Trocken-,
als insbes. auch für den Naßschliff gemäß der Erfindung kennzeichnet sich hierzu
durch eine Vor- und Feinschleifzone, wobei die letztere gegenüber der ersteren weicher
-nachgiebiger und strukturoffener - ist, insbes. aus Schleifkorn enthaltender, textiler
Materialstruktur besteht, welche mit dem härter eingestellten Vorschleifteil fest
verbunden ist. Vorzugsweise besteht die textile Materialstruktur aus mehreren Lagen
Schleifgewebe oder Wirrfaservlies, welches mit einem sekundären Bindemittel verbunden
ist.
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Hiermit wird die Folge der Schleifoperationen von Vor- und Feinschliff
innerhalb eines Schleifkörpers dadurch erreicht, daß derselbe in der Vorschubrichtung
des Werkstücks innerhalb der schleifenden Zone des Schleifkörpers in mehrere Zonen
vorwiegend unterschiedlicher Körnung unterteilt ist, wobei jede Zone hinsichtlich
ihrer Härte und Struktur auf die jeweilige Korngröße und Schleifbedingung eingestellt
ist.
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Weitere Einzelheiten des Schleifkörpers gemäß der Erfindung sind an
Hand der Zeichnung nachfolgend geschildert und zwar zeigen: F i g . 1 und 2 den
Längsschnitt und die Draufsicht auf einen Ring- oder Topf-Schleifkörper, F i g .
3 den Längsschnitt eines Ring- oder Topf-Schleifkörpers entspr. Fig. 1 und 2 beim
Schleifen eines Messers,
F i g . 4 den Längsschnitt durch einen
Schleifkörper in Radform, F i g . 5 die Seitenansicht des Schleifkörpers entspr.
Fig. 4 in Radform beim Schleifen eines Rohrs, F i g . 6 die Draufsicht auf einen
Schleifring- oder -Topf bei der Bearbeitung von Werkstücken auf einem Drehtisch
und F i g . 7 die Draufsicht auf eine Doppelschleifscheiben-Anordnung mit durchlaufenden
Werkstücken.
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Beim ersten Ausführungsbeispiel nach Fig. 1 und 2 wird der Schleifkörper
in Ring- oder Topfform aus einem Tragkörper 1 gebildet aus Metall, Holz oder auch
Schleifmasse und dient zum Aufstecken an der Maschinenwelle, wobei der Schleifteil
2 dem Vorschliff dient und die Abtragsarbeit zu leisten hat, während der Feinschliff
vom Schleifteil 3 besorgt wird. Die Wirkungsweise dieses Schleifkörpers in Ring-
oder Topfform zeigt Fig. 3, wobei dieser (2,3) auf einer Bodenplatte 4 eines Schleifautomaten
eingespannt ist. Das zu schleifende Werkstück 5, hier beispielsweise eine Messerklinge
wird entsprechend a, b an den Schleifring herangeführt, während die Schleifbewegung
c in einstellbarer Zeit vom Schleifautomaten gegebenenfalls auch oszillierend erfolgt
und die Werkstückaufnahd me sodann nach der Bearbeitung entsprechendpwegfährt.
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Hierbei ist die Vorschleifzone 2 des Schleifkörpers aus an sich bekanntem
Schleifkorn und Bindemittel aufgebaut, wie z.B. natürliche Schleifkornarten, Korunde,
Siliziumcarbid u.a., zusammengehalten in hydratisierender, kennischer, Magnesit-,
Kunstharz-, Hartgummi- oder anderer Bindung. Als Korngröße wird vornehmlich die
feinste Körnung gewählt, die gerade noch in der Lage ist, den am Werkstück verlangten
Materialabtrag zu leisten. Als besonders geeignet für den Aufbau der Vorschleifzone
2 des Schleifkörpers haben sich solche gemäß den deutschen OS 17 52 612, OS 27 30
665 und OS 28 22 910 erwiesen.
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Die Feinschleifzone 3 besteht erfindungsgemäß aus Schleifkorn gleicher
oder anderer Art wie die Vorschleifzone 2, jedoch liegt die Korngröße meist in einem
feineren Bereich, sodaß die auf dem Werkstück hinterlassene Rauhtiefe der Vorschleifzone
2 so weit eingeebnet und verfeinert wird, daß das gewünschte Schliffbild entsteht.
Auch kann die Zone 3 aus zwei oder mehr Zonen in abgestufter Korngröße bestehen.
Von besonderer Wichtigkeit sind Bindung und Struktur der Feinschleifzone 3. Diese
soll höchstens soviel des Schleifdrucks gegen das Werkstück aufnehmen, als ihrem
Anteil an der gesamten Berührungsfläche des Werkstücks entspricht und muß noch gerade
soviel Schleifdruck auf das Werkstück bringen, daß der gewünschte Feinschleif-Effekt
erzielt wird. Dies wird erfindungsgemäß dadurch erreicht, daß die Zone 3 zumindest
in dem zum SchleiSingriff kommenden Teil zäh und gegenüber dem Vorschleifteil 2
nachgiebiger wirkt.
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Eine solche Wirkung wird beispielsweise dadurch erreicht, daß beide
Zonen 2 und 3 gemeinsam hergestellt werden entsprechend dem in der deutschen OS
17 52 612 geschilderten Schleifkörper mit dem Unterschied , daß in das elastomere
Bindemittel in der Zone 2 hartgebundene Schleifkorn-Konglomerate schwimmend angeordnet
sind, während die Feinschleifzone 3 anstelle der vorgenannten Konglomerate ein Wirrfaservlies
mit eingebettetem Schleifkorn enthält.
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Als besonders gUnstig hat es sich erwiesen, die Feinschleifzone 3
getrennt von der Herstellung der Vorschleifzone 2 anzufertigen, wobei die Feinschlela6ne
3 nachträglich auf die Vorschleifzone 2 aufgebracht wird. Hierdurch ergibt sich
der Vorteil in den Zonen 2 und 3 unterschiedliche Bindemittel in unterschiedlichen
Strukturen und Härteabstufungen einzusetzen. Dadurch sind die verschiedensten Möglichkeiten
gegeben, Vor- und Feinschleifzone auf die Maschine, das Werkstück, den Werkstoff
und die Schleifart, z.B. naß oder trocken, optimal einzustellen.
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Um die gewünschte Nachgiebigkeit in der Feinschleifzone 3 einzustellen,
verwendet man hier vorteilhafterweise textile Materialstrukturen in denen Schleifkorn
in entsprechender Korngröße enthalten ist, gegebenenfalls ein zusätzliches Bindemittel,
um diese textilen Materialstrukturen zusammen zu halten und zu verfestigen. Solche
textilen Materialstrukturen haben überraschenderweise den Vorteil, daß bei den Schleifkorpern
die Feinschleifzone 3 nach der Entlastung durch das Werkstück gegenüber der Vorschleifzone
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vorsteht, sich trotzdem aber leicht zurück drücken läßt. Solche textilen Materialstrukturen
sind ferner in der eigentlichen Schleifzone ausgefranst, was nicht nur die Feinschleif-
bis Polierwirkung vorteilhaft unterstützt, beim Naßschliff wird durch diese Ausfransung
gerade in den Zonen der höchsten Umfangsgeschwindigkeit, wo die Kühlflüssigkeit
am stärksten abgeschleudert wird, besonders viel Kühlmittel mitgenommen und in die
Schleifzone gebracht. Somit besteht bei diesem Schleifkörper die "Brenneigung" gegenüber
den bisher eingesetzten Schleifmitteln praktisch nicht mehr.
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Unter textilen Materialstrukturen sind hier durch Wickeln oder Schichten
gebildete Feinschleifzonen zu verstehen, die aus gewebten oder nicht gewebten textilen
Rohstoffen aufgebaut sind und Schleifkorn enthalten. Die Feinschilfzone 3, aufgebaut
aus textilen Strukturen, können mithin bestehen aus Wickeln oddr Schichten von Schleifmitteln
auf Unterlage, Schleiffilzen, Schleifkorn enthaltenden Wirrfaservliesen und ähnlichen,
die mehr oder weniger dicht aneinander liegen und vorzugsweise durch ein sekundäres
Bindemittel miteinander verbunden sind. Dieses sekundäre Bindemittel selbst ist
zäh elastisch bis elastomer und vorteilhafterweise geschäumt. Es kann gegebenenfalls
weiteres Schleifkorn enthalten. Die Wickel oder Lagen können so aufgebracht sein,
daß|sie in der Richtung des Werkstück-Vorschubes unterschiedliche, d.h. feiner werdende
Korngrößen enthalten.
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Als sekundäre Bindemittel kommen die verschiedensten natürlichen oder
synthetischen Binder in Frage, beispielsweise geschäumte Duroplaste, Dispersionsbinder,
Polyvinylchlorid, Gummi-Latices, elastifizierte Epoxidharze und Polyester, Polyurethane
u.a., alle vorzugsweise geschäumt bzw. zur Erzielung einer offenen Struktur durch
Einbau von Füllstoffen oder andere Maßnahmen entsprechend gemagert.
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Überraschenderweise hat sich gezeigt, daß gerade solche Bindemittel,
die bekanntermaßen wenig naßfest sind, beispielsweise geschäumte Polyurethane, vorzüglich
als sekundäre Bindemittel für die kornenthaltenden textilen Strukturen der Feinschleifzone
drei im Naßschliff geeignet sind. Während die beispielsweise nach den deutschen
OS 27 30 665 und OS 28 22 910 hergestellten Vorschleifzonen unter Naßschliffbedingungen
im alkalischen Bereich trotz ihrer Hydrophilie sehr standfest sind und hohe Abtragsleistungen
bringen, bringt ein Polyurethan-Bindemittel in der Feinschleifzone 3 die textile
Struktur zum Quellen und macht diese in der Schleifzone nachgiebiger und weicher,
die Mitnahme von Kühlflüssigkeit wird begünstigt.
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In Fig. 4 ist weiter ein Schleifkörper in Radform gezeigt. Der Vorschleif-Besatz
6, verbunden mit dem Feinschleif-Besatz 7 ist hier beispielsweise durch einen Gießharz-Kern
8 mit dem Zentrum 9 aus Holz, Metall, o.ä. Material verbunden. Der Einsatz einer
solchen Schleifscheibe wird in Fig. 5 verdeutlicht. Das Werkstück 10,
hier
beispielsweise ein Rohr, Hydraulikkolben od. dgl. wird entweder in Pfeilrichtung
A an der Schleifscheibe vorbei geführt oder falls zwischen Spitzen geschliffen wird,
die Schleifscheibe in Gegenrichtung bewegt. Die Schleifscheibe selbst bewegt sich
in der Fig. 5 auf der Vorderseite nach unten B, wobei sich das Rohr ebenfalls auf
der Vorderseite gegebenenfalls nach unten C dreht. Der gewünschte Abtrag am Werkstück
wird durch die Vorschleifzone 6 erzielt, die Feinschleifzone 7 ergibt das gewünschte
feine Oberflächenbild.
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Hier hat sich auch gezeigt, daß bei der Bearbeitung von Rohren insbesondere
im Trockenschliff bisweilen auftretende spiralförmige Markierungen auf dem Rohr
verschwinden. Darum können mit den erfindungsgemäßen Scheiben häufig ein bis zwei
Schleif- oder Polierstationen eingespart werden.
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In Fig. 6 ist ein Schleifring oder -Topf gezeigt, ded an einer vertikalen
Spindel befestigt i-st. Der Schleifring mit Vorschleifzone 11 und Feinschleifzone
1-2 dient zur Bearbeitung von Werkstücken 13, die auf einem sich langsam drehenden
Tisch 14 gehalten sind. Die rohen Werkstücke werden in Pos. 13' aufgelegt und in
der Pos. 13'' nach Bearbeitung abgenommen. Die Spindel des Schleifringes ist um
einen geringen Betrag gegenüber dem Schleiftisch 14 geneigt, sodaß die Schleifzone
im Bereich 15 liegt. Hier laufen die Werkstücke 13 zunächst unter die Vorschleifzone
11 ein, wo der gewünschte Abtrag erfolgt, und verlassen den Schleifring über die
Feinschleifzone 12, wo das gewünschte Oberflächenbild erzeugt wird.
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In Fig. 7 ist schließlich in Draufsicht eine Doppelscheiben-Schleifmaschine
gezeigt mit zwei aufschraubbaren Schleifscheiben, z.B. nach DIN 69 191, welche Vorschleifzonen
16 und Feinschleifzonen 17 bilden, wobei letztere hier im Inneren der Scheiben liegen.
Die Werkstücke 18 wandern von rechts her in den zustellbaren Schleifspalt und verlassen
diesen nach links D. Die Schleifzone liegt bei diesen Schleifmaschinen nur auf der
rechten Seite, da die Schleifscheiben sich hier leicht konisch entsprechend dem
Abtrag an den Werkstücken 18 abnutzen. Auch bei dieser Anordnung der erfindungsgemäßen
Schleifscheiben erfolgt in der Vorschleifzone 16 der gewünschte Abtrag an den Werkstücken,
die Feinschleifzone 17 im Zentrum der Scheiben gibt dann das gewünschte Oberflächenbild.
Im Bereich zwischen den Schleifscheiben von der Mitte bis links erfolgt keine Berührung
der Werkstücke durch die Schleifscheibe mehr. Die Kühlmittelzuführung erfolgt hier
durch die Mitte der Schleifscheiben über die Hohlwelle bei 19.
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Selbstverständlich sind weitere Ausführungsarten der erfindungsgemäßen
Schleifscheibe möglich. Die bekannten Feinschleifscheiben für Messerklingen (Pließtscheiben)
in Form von Topfscheiben größerer Durchmesser und niedriger Schleifbesatzhöhe lassen
sich vorteilhafterweise entsprechend ausrüsten, um ein feineres Schliffbild (Blaupließt-Bild)
zu erzielen. Ein besonderer Vorteil der Feinschleifzone besteht bei dieser Anwendung
darin, daß die offene Struktur dieser Zone das bei diesem Pließtvorgang verwendete
Fett besser mitnimmt und so zu einer Verfeinerung des Schliffbildes beiträgt.
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Eine weitere Anwendung der erfindungsgemlißen Schleifscheiben ergibt
sich ebenfalls bei der Bearbeitung von Messerklingen auf Maschinen, die mit sogen.
Hexen arbeiten, in Übersee bekannt unter dem Namen "Double Headers". Zwei Schleifscheiben
gemäß Ausführungsart nach Fig. 4 laufen hier um parallel angeordnete Achsen gegeneinander,
wobei die eine Achse gegen die andere bewegt werden kann. Beide Scheiben laufen
gegensinnig, sodaß beide in ihrer Berührungszone mit gleicher Geschwindigkeit netih
unten laufen. In diese Berührungszone werden die zu bearbeitenden Messerklingen
von Hand oder automatisch eingeführt und nach Zustellung der beweglichen Scheibe
langsam, ggfs. unter Oszilation, heraus gezogen.
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Nach einem Ausführungsbeispiel werden Schleifringe gemäß den deutschen
OS 17 52 612, OS 27 30 665 oder OS 28 22 910 in den Abmessungen 350 x 120 x 270
mit Schleifkorn Konglomeraten aus Korund der Korngrößen nach FEPA 150 hergestellt.
Diese Ringe werden anschließend mit einer 10 mm starken und verdichteten Schicht
aus Wirrfaservlies, enthaltend Korund der Korngröße 180 umwickelt und mit Polyurethan
-Schaum verstärkt.
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Diese Ringe erzjilten auf den herkömmlichen Maschinen und unter Einsatz
der herkömmlichen Kühlmittel auf etwa 15 cm langen und ca. 20 mm breiten Küchenmesserklingen
ausgehärtetem Edelstahl nicht nur den bisher nur mit den bekannten Magnesit-Ringen
erzielbaren Abtrag, das hinterlassene Oberflächenbild war darüber hinaus feiner
als das jenige, welches nach früherem Verfahren in
einem Zeiten
Arbeitsgang mit einer bekannten Feinschleif-(Pließt-) Scheibe erzielbar wr. Hierbei
mußte die Taktzeit lediglich von 20 auf 22 sec. herauf gesetzt werden. Siehe hierzu
Verfahrensweise nach Fig. 3.
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Schleifkörper gemäß der vorliegenden Erfindung sind also in der Lage,
einen oder mehrere Arbeitsgänge unter voller Kosteneinsparung zu ersetzen bei gleichzeitiger
Erhöhung der Qualität des Endprodukts.
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Die textilen Strukturen der Feinschleifzone können mit Erfolg auch
aus entsprechendem anderen Fasermäterial bestehen1 beispielsweise aus Glasseidengeweben
oder - Vliesen, die gleichzeitig die Schleifscheibe gegen Fliehkraftbruch schützen.
Die Glasseidenwickel oder -Schichten werden hier mit beispielsweise Epoxidharz,
welches einen optimalen Anteil eines entsprechenden Schleifkornes enthält, verbunden.
Selbstverständlich kommen hier auch andere Gewebe zum Aufbau dieser Feinschleifzone
in Frage, beispielsweise Jute, Sisal u.a.
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