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Abrichtwerkzeug
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Die Erfindung betrifft ein profiliertes Abrichtwerkzeug, insbesondere
Abrichtrolle' für rotierende Schleifkörper, dessen wirksame Oberfläche von gestreut
angeordneten harten Körnern gebildet ist.
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Abrichtrollen mit handgesetztem Diamantkorn und Sintermetallbindung
oder galvanischer Metallbindung gestatten die Herstellung schwieriger Profile mit
scharfen Kanten und kleinen Radien, sind aber wegen der langwierigen Präzisionshandarbeit
sehr teuer. Nach dem Positiv-Verfahren hergestellte Abrichtrollen mit eingestreutem
Diamantkorn und galvanischer Metallbindung lassen sich zwar einfach und kostengünstig
fertigen, können jedoch wegen der unvermeidlichen Korngrößenstreuung strengen Genauigkeitsanforderungen
nicht genügen. Die Herstellung
der Abrichtrollen nach dem Negativ-Verfahren
im Wege des Galvanoformens mit eingestreutem Diamantkorn stellt ein rationelles
und zugleich sehr genaues Fertigungsverfahren dar (vergleiche Industrial Diamond
Review 2/81, Seite 68), das im Vergleich mit handgesetztem Diamantkorn mit Sintermetallbindung
sogar den Vorteil geringeren Wärmeverzugs hat, aber bei komplizierten und schwierigen
Profilen, z. B. zum Gewindeschleifen, nicht dieselben Möglichkeiten bietet wie das
Bestücken der Abrichtrollen mit Diamantkorn von Hand.
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Außerdem besteht bei eingestreutem Diamantkorn wegen der zufälligen
Verteilung und Ablagerung in der Metallbindung nicht dieselbe zuverlässige Einbindung
und gleichmäßige Belastung der einzelnen Körner wie wenn diese an genau vorbestimmten
Stellen von Hand gesetzt sind. Herausgerissene Körner können zur Beschädigung der
abzurichtenden Schleifscheibe durch Riefen führen.
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Der Erfindung liegt deshalb die Aufgabe zugrunde, ein Abrichtwerkzeug
der eingangs genannten Art zu schaffen, welches sich ebenfalls einfach und rationell
herstellen läßt, aber standfester ist und sich auch für komplizierte Profile besser
eignet als herkömmliche Abrichtwerkzeuge mit eingestreutem Diamantkorn.
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Vorstehende Aufgabe wird gemäß der Erfindung gelöst durch profilierte
harte Segmente, die sich beim Abrichten parallel oder schräg zur Rotationsachse
erstrecken und mit ihrem Profil im wesentlichen in der Hüllfläche der äußersten
Kanten der harten Körner liegen.
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Es ist zwar bereits bekannt, Schleifscheiben mit profilierten harten
Segmenten abzurichten (vergleiche DE-OS 30 16 740.9, DE-OS 34 19 632 und europäische
Patentveröffentlichung 0038929). In diesen Fällen sind jedoch zwischen den Segmenten
keine
harten Körner angeordnet. Somit wird nur durch die harten Segmente abgerichtet,
die dabei als einzeln nacheinander zum Einsatz gebrachte Einstech-Abrichtschablonen
wirken. Demgegenüber entfällt bei dem erfindungemäßen Abrichtwerkzeug die Abrichtwirkung
hauptsächlich auf die Vielzahl der harten Körner. Die harten Segmente haben lediglich
die Funktion, das Profil der Hüllfläche der äußersten Kanten der harten Körner zu
stabilisieren und übermäßiger Belastung sowie dem Herausbrechen einzelner Körner
vorzubeugen. Diese Funktion ist vor allem bei komplizierten Profilen wichtig. Vorzugsweise
wird man deshalb bei schwierigeren Profilen die Zahl der über den Umfang einer Abrichtrolle
bzw. über die Länge eines blockförmigen Abrichtwerkzeugs angeordneten harten Segmente
erhöhen und diese gegebenenfalls zusätzlich schräg einsetzen, so daß sich in Bewegungsrichtung
aufeinanderfolgende Segmente überlappen.
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Weist das abzurichtende Profil ein- oder auswärts gerichtete spitze
Winkel und sehr kleine konvexe oder konkave Radien auf, besteht bei dem erfindungsgemäßen
Abrichtwerkzeug auch die Möglichkeit, in diesen Teilbereichen des Profils nur mit
den entsprechend geformten harten Segmenten, nicht aber den harten Körnern abzurichten.
In diesem Fall weicht das Profil der harten Segmente vom Profil der Hüllfläche der
harten Körner ab. Auch unter diesen Bedingungen empfiehlt sich die Anwendung einer
größeren Zahl harter Segmente als bei einfachen abzurichtenden Profilen.
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Wenn im Rahmen der Erfindung von harten Körnern und harten Segmenten
gesprochen wird, so sind damit in erster Linie Diamantkörner und Segmente aus synthetischem
polykristallinen
Diamant gemeint, wie sie auch bei dem oben erwähnten
Stand der Technik Verwendung finden. Grundsätzlich ist die Erfindung jedoch nicht
auf diese Materialien beschränkt, sondern gestattet den Einsatz jeglicher anderer
bei Abricht- und Schleifwerkzeugen in Frage kommender Materialien, wie z. B. CBN,
SIC, WC usw., wobei es lediglich darauf ankommt, daß die harten Körner und Segmente
des Abrichtwerkzeugs zumindest dieselbe Härte und Verschleißfestigkeit haben wie
die Schleifmaterialien der abzurichtenden Schleifscheiben.
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Für die harten Segmente stehen zur Zeit nur verhältnismäßig kleine
Plättchen aus polykristallinem synthetischen Diamant auf einer tragenden Hartmetallunterlage
zur Verfügung. Diesem Material läßt sich z. B. durch Funkenerrosion, Bearbeitung
mittels eines Elektronen- oder Laserstrahls, durch Schleifen oder in anderer geeigneter
Weise das gewünschte Profil geben. Die verfügbaren Plättchen mit einem Durchmesser
von 13, 7 mm werden jedoch in der Regel nicht über die gesamte Breite des Abrichtwerkzeugs
reichen. Man kann aber mehrere solche Plättchen nebeneinander anordnen, und zwar
vorzugsweise mit einem gewissen Zwischenabstand und in aufeinanderfolenden Reihen
von Plättchen versetzt zueinander, so daß, in Bewegungsrichtung gesehen, die Lücken
zwischen den Plättchen in der folgenden Reihe überdeckt sind.
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Was die Herstellung der Abrichtrollen oder Abrichtblöcke mit auf der
wirksamen Oberfläche eingestreutem Diamantkorn anbetrifft, kann es auch bei den
erfindungsgemäßen Abrichtwerkzeugen grundsätzlich bei den bisher gebräuchlichen
Fertigungsverfahren und Diamantkörnern bleiben. Werden die Abrichtwerkzeuge im Positiv-Verfahren
hergestellt, so muß bei vorheriger Befestigung der profilierten Segmente und
anschließender
Bindung des Diamantkorns durch galvanische Beschichtung sorgfältig auf Übereinstimmung
bzw. Flucht der Profile der Segmente und der Hüllkurve des Diamantkorns geachtet
werden. Bei der Fertigung des Abrichtwerkzeugs durch Galvanoformung fällt die Herstellung
der Übereinstimmung der Profile der Segmente und gestreut gekörnten Bereiche leicht,
weil es sich um ein Negativ-Verfahren handelt, bei dem sowohl die Segmente als auch
die eingestreuten Diamantkörner am einem dem Profil der abzurichtenden Schleifscheibe
entsprechend profilierten Modell anliegen, welches nach der galvanisch erzeugten
Metallbindung der Körner und Segmente entfernt wird. Daneben besteht auch die Möglfchkeit,
die Diamantkörner auf der profilierten Mantelfläche eines mit Quernuten versehenen
Grundkörpers in beliebiger bekannter Weise gestreut aufzubringen, und dann in den
Quernuten die harten Segmente zu befestigen. Die Befestigung kann wie bei den oben
genannten bekannten Abrichtwerkzeugen mit harten Segmenten erfolgen. Die mit gestreuten
Körnern und dazwischen eingesetzten Segmenten bestückte Oberfläche des Abrichtwerkzeugs
kann in Bewegungsrichtung über ihre gesamte Länge ohne Unterbrechung ausgebildet
sein. Man kann aber auch, vorzugsweise vor den harten Segmenten, Vertiefungen als
Spantaschen vorsehen, in denen sich abgetragenes Schleifmaterial und gegebenenfalls
ein abgelöstes Diamantkorn des Abrichtwerkzeugs fangen können, ohne Beschädigungen
auszulösen.
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Die Erfindung wird nachstehend anhand der Zeichnung näher erläutert.
Diese zeigt in Fig. 1 einen Querschnitt einer erfindungsgemäßen Abrichtrolle, deren
profilierte Umfangsfläche mit eingestreutem Diamantkorn und mehreren Segmenten aus
polykristallinem ~ synthetischen Diamant besetzt ist, und in Fig. 2 eine Draufsicht
auf die Abrichtrolle nach Fig. 1.
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Die in Fig. 1 dargestellte Abrichtrolle hat einen Grundkörper 10,
auf
dessen im Beispielsfall gerundet profilierter Umfangsfläche (siehe Fig. 2) Diamantkorn
12 eingestreut gebunden ist. Hierfür kommen alle gebräulichen Bindungsarten und
-verfahren in Frage, insbesondere die Galvanoformung. Die äußersten Kanten der Diamantkörner
12 liegen auf einer in Fig. 1 strichpunktiert angedeuteten profilierten Hüllfläche
14. Dieses ist die beim Abrichten wirksame Oberfläche des Abrichtwerkzeugs.
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Neu an dem beispielhaft gezeigten Abrichtwerkzeug sind an dessen Umfang
eingesetzte Segmente 16, die vorzugsweise aus polykristallinem synthetischen Diamant
18 auf einem Hartmetallträger 20 bestehen. Da die Segmente 16 nicht in der Breite
des Abrichtwerkzeugs verfügbar sind, wurden gemäß Fig. 2 je zwei oder drei von ihnen
mit Zwischenabstand axial nebeneinander gesetzt, wobei die Lücken in Umfangsrichtung
durch die Segmente der benachbarten Reihen überdeckt sind. Im Beispielsfall sind
acht Segmente 16 vorgesehen. Es können im Einzelfall auch mehr oder weniger sein.
Die Segmentreihen gemäß Fig. 2 können dabei so schräg liegen, daß sich aufeinanderfolgende
Reihen in Umfangrichtung überlappen.
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Wie aus Fig. 1 ersichtlich, liegt das äußere Profil der Segmente 16
in der Hüllfläche 14 der äußeren Kanten der Diamantkörner 12.
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Dadurch wird das mit diesen Körnern erzeugte Profil wesentlich gefestigt.
Gegebenenfalls können auch einzelne Teilbereiche des Profils der Segmente 16 über
die Hüllfläche 14 radial nach außen vorstehen oder auf einem Teil der Breite
der
Abrichtrolle, die von Diamantkorn freigehalten ist, eine schmale oder spitze Vertiefung
definieren, welcher ein passender vorspringender Bereich an der abzurichtenden Schleifscheibe
entspricht.
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In Fig. 1 ist bei 22 vor einem der Segmente 16 eine als Spantasche
dienende Quernut gezeigt, wie sie auch vor den anderen Segmenten vorgesehen sein
könnte. In diesem Fall wären die Segmente 16 in bekannter Weise in den Quernuten
22 befestigt.
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Hierfür kommt gegebenenfalls auch eine Einspannbefestigung in Frage.
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- L e e r s e i t e -