DE3915810C2 - - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf einen flexiblen Schleif­ körper nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.

Derartige Schleifkörper werden für vielfältige Schleifaufgaben benutzt und haben dem Schleifverfahren des jeweiligen Anwendungszweckes angepaßte Form. Gebräuchlich sind starre Schleifkörper, deren Schneiden aus einer Viel­ zahl von Schleifkörnern eines natürlichen oder künst­ lichen Schleifmittels gebildet werden, die in ein Bindemittel eingebettet sind und durch spezielle Preß- und Behandlungsverfahren in die gewünschte Form ge­ bracht worden sind. Ein solcher Schleifmittel-Formling wird z.B. zur Herstellung einer Schleifscheibe auf eine starre Stahlscheibe aufgekittet oder mit dieser ver­ schraubt.

Unter den Begriff des flexiblen Schleifkörpers fallen u.a. endlose Schleifbänder und Schleifblätter, die mit einem biegsamen Träger ausgerüstet sind. Für die Halt­ barkeit eines flexiblen Schleifkörpers ist ausschlag­ gebend, daß der biegsame Träger den Zug- und Druck­ kräften während des Schleifvorganges beschädigungslos standhält und daß die wertvollen Schleifkörner sich beim Gebrauch nicht zu schnell aus dem Verband lösen und herausfallen. Es ist bekannt (DE-AS 10 59 794), den biegsamen Träger aus einem flexiblen endlosen Stahlband zu bilden, das in einer Elektrolytflüssigkeit umläuft und als Kathode dient, damit auf dessen Oberfläche auf­ gestreutes Schleifkorn durch Metallniederschlag ge­ bunden wird. Es hat sich gezeigt, daß ein Stahlband- Träger während des Schleifens nicht ausreichend flexibel ist, so daß der Schleifkornbelag abplatzt und der Schleifkörper rasch abgenutzt ist. Bei einem anderen flexiblen Schleifkörper (GB 13 75 571) be­ steht der biegsame Träger aus einem aus Kett- und Schuß­ drähten nach Art einer Leinwandbindung hergestellten Drahtnetz, das in eine Kunststoffbahn so eingebettet ist, daß Erhebungen des Drahtnetzes über die eine Ober­ fläche der Kunststoffbahn vorstehen und den galvanisch erzeugten Niederschlag des abrasiven Materials auf­ nehmen. Die beim Schleifen in der Kunststoffbahn auf­ tretenden Kräfte lockern die Verbindung zwischen Kunst­ stoff und Drahtnetz, so daß der Zusammenhalt des Ge­ füges nachläßt und der flexible Schleifkörper schnell verschleißt. Dieser Nachteil wirkt sich noch stärker bei dem Schleifkörper nach der BE 6 22 162 aus, bei dem ein lockeres Netz aus Drähten, die nach der Art einer Leinwandbindung verlegt sind, galvanisch direkt mit Schleifmittel versehen ist, das beide Seiten des Draht­ netzes bedeckt und es durchdringt. Die miteinander nicht verbundenen Drähte verschieben sich im Laufe der Benutzungszeit in bezug aufeinander und die Lockerung des Trägers hat ein Herausbrechen von Schleifkörnern und schnellen Verschleiß des Schleifkörpers zur Folge. Ferner ist es bekannt (EP 45 508 A1), den Träger eines flexiblen Schleifkörpers aus Anordnungen aufzubauen, von denen jede aus nicht miteinander verflochtenen, zueinander parallelen textilen Verstärkungsgarnen be­ steht, wobei diese Anordnungen in der Ebene des Trägers in mindestens zwei voneinander unterscheidbaren Rich­ tungen orientiert sind. Derartige elektrisch nicht­ leitende Träger lassen sich nicht galvanisch mit abrasivem Material beschichten. Die Einbindung der Schleifkörner erfolgt mit Hilfe von Klebstoffen be­ sonderer chemischer Zusammensetzung. Zwar ist die Flexi­ bilität der nicht miteinander verflochtenen Fäden der Anordnungen gut; jedoch ist die Einbindung des abrasiven Materials in eine Klebstoffschicht für die Herstellung von hochbelastbaren Schleifkörpern nicht ausreichend. Diesem Mangel trägt der flexible Schleif­ körper nach der EP 13 486 A1 Rechnung. In diesem Falle wird ein Stück eines flexiblen, elektrisch nicht-leitenden Geflechtes auf eine elektrisch leitende Trommel auf­ gelegt, die in einer Elektrolytflüssigkeit rotiert. Auf das Geflechtmaterial wird galvanisch eine Bindungs­ brückenanordnung (Metallschicht) und gleichzeitig abrasives Material aufgebracht, so daß das abrasive Material in die Metallschicht eingebettet ist, die direkt auf und durch das Geflecht hindurch nieder­ geschlagen wird, damit das Geflecht in die Metall­ schicht eingebettet und mit dieser verbunden ist. Das Geflecht mit der Metallschicht und dem eingebetteten abrasiven Material wird nach Beendigung des galva­ nischen Vorganges von der Trommel abgezogen und weiter­ verarbeitet. Das verwendete Geflecht besteht aus einem Webstoff und bevorzugt ist die Metallschicht in dis­ krete Bereiche der Fläche unterteilt, so daß das abrasive Material die Fläche des Trägers punktweise bedeckt. Auch dieser flexible Schleifkörper ist für den Langzeiteinsatz unter hohen Belastungen nicht zufrieden­ stellend geeignet, weil sich die textile Bindung des Geflechtes des Trägers lockert und an Schwachstellen der miteinander verflochtenen Fäden des Gewebes aus­ reißt. Solche Schwachstellen befinden sich insbesondere in den Randbereichen der Schleifmittelpunkte, an denen das Gewebe nicht von der Metallschicht der Bindungs­ brücke durchdrungen ist.

Der flexible Schleifkörper der gattungsgemäßen Art nach der DE 27 28 632 A1 besteht aus einem biegsamen Träger, der aus einer flexiblen Bahn aus elektrisch leitendem Material und aus einer Verstärkungsanordnung aus elektrisch nicht-leitendem Material ausgebildet ist, wobei auf dem Träger galvanisch eine Bindungsbrückenanordnung aus Metall mit in diese eingebettetem abrasivem Material aufgebaut ist. In diesem Falle ist die Verstärkungsanordnung u. a. aus Faserverbundwerkstoff gefertigt, der in nicht erwähnter Weise mit der flexiblen Bahn verbunden ist, die eine flexible Folie, z. B. aus metallischem Material, sein kann. Dieser flexible Schleifkörper ist für den Langzeiteinsatz unter hohen Belastungen nicht zufriedenstellend geeignet, weil die beispielsweise bei Einsatz als umlaufendes endloses Schleifband auftretenden Biege- und Reibungskräfte die undefinierte Verbindung zwischen flexibler Bahn und Verstärkungsanordnung lockern, so daß die durch Andruck der zu schleifenden Fläche gebremste flexible Bahn mit dem Schleifbelag sich zunehmend von der direkt an gleichmäßig rotierenden Umlenkrollen einer Antriebsvorrichtung anliegenden Verstärkungsanordnung löst. Die nicht mehr ganzflächig fest mit der Verstärkungsanordnung verbundene flexible Bahn beginnt sich auf dieser zu verschieben und nach verhältnismäßig kurzer Benutzungszeit ist der flexible Schleifkörper unbrauchbar, obwohl sein Schleifbeleg noch nicht abgenutzt ist.

Bei einem Schleifwerkzeug nach der DE 32 36 134 A1 ist der Träger u. a. ein textiles, metallisches oder Kunststoffgewebe, das von Fäden bzw. Drähten durchzogen ist, deren Umfangsflächen mit Schleifmittelpartikeln belegt sind. Alle miteinander verwebten Fäden oder Drähte eines Schleifkörpers bestehen jeweils nur aus einem einzigen Material und sie sind nach der Art einer Leinwandbindung verlegt, bei der jede gegenseitige Befestigung der Fäden oder Drähte fehlt; deshalb verändern die beim Schleifen in dem Träger auftretenden Kräfte die Positionen der Fäden bzw. Drähte in bezug aufeinander und das Gefüge lockert sich. Das Schleifwerkzeug verschleißt entsprechend schnell. Dieser Nachteil wird außerdem dadurch gefördert, daß die Schleifpartikelummantelung von Fäden bzw. Drähten die über oder unter diesen querverlaufenden Fäden bzw. Drähte (mit oder ohne Schleifmittelbelag) durch dauernde Relativbewegungen in kurzer Zeit durchscheuert. Bei diesem Schleifwerkzeug fehlt eine Bindungsbrückenanordnung im Sinne des gattungsgemäßen Schleifkörpers.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, einen flexiblen Schleifkörper der in der DE 27 28 632 A1 genannten Art so zu verbessern, daß er langzeitig hohen Belastungen verschleißfrei standhält.

Diese Aufgabe wird bei einem gattungsgemäßen Schleifkörper erfindungsgemäß durch die Merkmale des kennzeichnenden Teiles des Patentanspruches 1 gelöst.

Der Träger des erfindungsgemäßen Schleifkörpers besteht aus einer Kombination aus elektrisch nicht-leitendem und elektrisch leitendem Material, die - anstatt flächig haftend miteinander verbunden zu sein - durch Vernähen oder Verflechten nur stellenweise aneinander fixiert sind, so daß bei gewissen Beanspruchungen Ausweichbewegungen des einen Materials in bezug auf das andere möglich sind, die die Beanspruchungen aufnehmen und für die Verbindung unschädlich machen. Durch die begrenzte Eigenbeweglichkeit der Materialien ergibt sich eine hochflexible Einheit unterschiedlichster Zusammensetzung, die sich unter den diversen Kräften bei der Schleifarbeit nicht auflöst. Der Verbund des Trägers zeichnet sich durch hohe Widerstandsfähigkeit gegen Zug- und Druckkräfte beliebiger Richtung aus. Die unterschiedlichen mechanischen Eigenschaften des elektrisch leitenden Materials und der gebundenen und/oder ungebundenen Verstärkungsfäden aus elektrisch nicht-leitendem Material werden infolge der Naht- oder Flechtverbindungen nicht verfälscht und ergänzen sich, so daß der fertige flexible Schleifkörper hervorragende Flexibilität mit ausgezeichneter Festigkeit vereint und durch gleichmäßige Abnutzung des in die Bindungsbrückenanordnung eingebetteten abrasiven Materials lange Haltbarkeit des Schleifkörpers vermittelt.

Die flexible Bahn aus elektrisch leitendem Material ermöglicht die Herstellung des flexiblen Schleifkörpers in einer Elektrolytflüssigkeit, derart, daß die flexible Bahn selbst als Kathode dient und auf dieser die Bin­ dungsbrückenanordnung aus Metall aufgebaut wird. Dabei kann die Verstärkungsanordnung aus elektrisch nicht­ leitendem Material in das Metall eingebunden werden. Auf die Bindungsbrückenanordnung wird dann galvanisch das abrasive Material aufgetragen. Die Herstellung des Schleifkörpers kann im Durchlaufverfahren kontinuierlich erfolgen.

Bei Aufbau der flexiblen Bahn aus miteinander ver­ bundenen, z.B. vernähten oder verflochtenen Metall­ drähten und/oder -streifen ist die Verstärkungsanordnung mit den Metall­ drähten und/oder -streifen der flexiblen Bahn in gleicher Ebene liegend angeordnet. Die Bestandteile der flexiblen Bahn können verflochten und/oder vernäht sein, wodurch sich eine erhöhte Haltbarkeit des flexiblen Schleif­ körpers ergibt.

Die Bindungsbrückenanordnung und mit ihr der Schleif­ mittelbelag können die gesamte Fläche der flexiblen Bahn bedecken. Alternativ kann die flexible Bahn in diskreten Bereichen isoliert sein, so daß nur auf den verbleibenden punkt- oder streifenförmigen Partien die Metallschicht als Bindungsbrücke aufgebaut wird. In jedem Falle kann die Bindungsbrückenanordnung sowohl mit der Metallfolie als auch mit den Verstärkungsfäden verankert sein.

Die Verstärkungsfäden aller Ausgestaltungen der Er­ findung können aus Carbon, Aramid oder hochfester Poly­ esterfaser gebildet sein.

Eine weitere Erhöhung der Festigkeit des flexiblen Schleifkörpers wird erfindungsgemäß dadurch erreicht, daß mindestens eine Seite der flexiblen Bahn mit einer Beschichtung aus stabilisierendem Material versehen ist, die die Kopffläche örtlich plazierter Bindungsbrücken freiläßt. Das stabilisierende Material kann Kunstharz, vorzugs­ weise Phenolharz, sein. Hierbei wird die mit Ver­ stärkungsfäden armierte flexible Bahn aus elektrisch leitendem Material nach Aufbau der in diskrete Bereiche unterteilten Bindungsbrückenanordnung mit stabilisie­ rendem Material beschichtet. Sodann wird die die Bin­ dungsbrücken aufweisende Seite bis zu der Kopffläche der Bindungsbrücken abgeschliffen und anschließend wird mit einer identischen Metallschicht das abrasive Mate­ rial auf der Kopffläche der elektrisch leitenden Bin­ dungsbrücken aufgebaut. Das Aufbringen des abrasiven Materials kann ebenso in einem Arbeitsgang direkt mit dem Aufbringen der Bindungsbrücken erfolgen. An­ schließend daran werden die verbleibenden Freiflächen mit dem stabilisierenden Material aufgefüllt, wobei darauf zu achten ist, daß das stabilisierende Material nicht die Kopfflächen der Bindungsbrücken übersteigt.

In der Zeichnung ist der Aufbau eines flexiblen Schleif­ körpers anhand seiner schrittweisen Herstellung erläutert.

Es zeigt:

Fig. 1 eine perspektivische Ansicht einer armierten flexiblen Bahn eines Trägers für einen Schleif­ körper,

Fig. 1a einen Schnitt durch die flexible Bahn nach Fig. 1,

Fig. 2 eine perspektivische Ansicht der flexiblen Bahn mit lokalen Bindungsbrücken,

Fig. 2a einen Schnitt durch die Anordnung nach Fig. 2,

Fig. 3 eine perspektivische Ansicht der mit stabili­ sierendem Material ausgerüsteten flexiblen Bahn nach Fig. 2 und 2a,

Fig. 3a einen Schnitt durch die Anordnung nach Fig. 3,

Fig. 4 und 5 Querschnitte durch Anordnungen zur Veranschau­ lichung weiterer Bearbeitungsschritte bis zur Fertigstellung eines flexiblen Schleifkörpers.

Der Träger 9 eines flexiblen Schleifkörpers (Fig. 5) besteht bei dem Beispiel der Fig. 1 bis 5 aus einer dünnen Metallfolie 11, die auf ihrer nach oben ge­ wandten Seite einen Belag aus parallelen, ungebundenen Verstärkungsfäden 12 aufweist, die aus Carbon, Aramid oder hochfester Polyesterfaser gebildet sind, und die mit gegenseitigem Abstand unidirektional verlaufen. Die Verstärkungsfäden 12 beliebigen Querschnitts sind durch übergreifende Nähte 13 mit der Metallfolie 11 vernäht. Die Nähte 13 verbinden außerdem eine auf der anderen Seite der Metallfolie 11 angeordnete Matte 14 mit der Metallfolie 13. Die Matte 14 besteht aus nicht-leiten­ dem Material und kann aus einem Aufbau multidirektio­ naler Verstärkungsfäden als Vlies, Gewebe, Gewirke oder dergleichen ausgebildet sein.

Die flexible Bahn wird auf der Oberseite in diskreten Bereichen mit einer Abdeckung so isoliert, daß nur an bestimmten Stellen - gemäß Fig. 2, 2a zwischen den Ver­ stärkungsfäden 12 - kreisförmige Zonen der Oberfläche der Metallfolie 11 freibleiben. Sodann wird der Träger 9 in ein Elektrolytbad gelegt, damit sich örtliche Bin­ dungsbrücken 15 aus Metall auf der Oberfläche der Metallfolie 11 aufbauen. Je nach der Freilassung von diskreten Bereichen der Isolierschicht können die Bin­ dungsbrücken 15 die Verstärkungsfasern 12 ebenfalls erfassen, so daß eine feste Einbindung von Metallfolie 11, Nähten 13 und Verstärkungsfäden 12 in den Bindungs­ brückenaufbau erfolgt. Alternativ kann die Bindungs­ brückenanordnung die gesamte Oberfläche der Metallfolie 11 als geschlossene Metallschicht bedecken. Auch können die einzelnen parallelen Verstärkungsfäden 12 ersetzt sein durch andere Verstärkungen aus elektrisch nicht­ leitendem Material, die aus gebundenen und/oder un­ gebundenen Verstärkungsfäden gebildet sind, z.B. durch die Matte 14.

Nach Herstellung des Trägers 9 gemäß Fig. 2, 2a wird dieser auf beiden Seiten mit einer Beschichtung 16 aus stabilisierendem Material, vorzugsweise Phenolharz, versehen, die die Matte 14 bedeckt und die Zwischen­ räume zwischen den Bindungsbrücken 15 ausfüllt sowie die Bindungsbrücken 15 bedeckt (Fig. 3a). Die Be­ schichtung 16 stabilisiert den gesamten Träger 9, ist jedoch flexibel. Anschließend wird - wie Fig. 4 zeigt - die Schicht 16, wie bei 16a angedeutet, abgeschliffen, so daß die Kopfflächen 15a der Bindungsbrücken 15 frei­ liegen und nur noch in den Zwischenräumen zwischen den Bindungsbrücken 15 stabilisierendes Material vorhanden ist, das die Verstärkungsfasern 12 einbettet. Die Matte 14 auf der Unterseite der Metallfolie 11 ist insgesamt in stabilisierendes Material 16 eingebettet. Der Träger 9 gemäß Fig. 4 wird erneut in Elektrolytflüssigkeit gelegt, die mit abrasivem Material, wie Diamantschleif­ körnern angereichert ist, das mit einer identischen Metallschicht auf den Kopfflächen 15a der Bindungs­ brücken 15 punktförmige Schleifflächen 17 galvanisch aufbaut.

Das elektrolytische Aufbringen des abrasiven Materials kann ebenso direkt anschließend an das Aufbringen der Bindungsbrücken 15 erfolgen. Erst nachfolgend werden bei dieser Arbeitsfolge beide Seiten des Trägers 9 mit einer Beschichtung 16 versehen. Bei diesem Vorgehen ist darauf zu achten, daß der Zwischenraum zwischen den Bindungsbrücken 15 nur bis zu einer Höhe des aufge­ brachten abrasiven Materials ausgeführt wird.

Der flexible Schleifkörper 10 zeichnet sich bei aus­ reichender Flexibilität zur Verwendung als Schleifband, Schleifblatt oder dergleichen durch hohe Festigkeit des Trägers 9 in allen Zugrichtungen aus. Die galvanische Einbindung der Schleifkörner garantiert ihren festen Zusammenhalt mit den Bindungsbrücken 15 und einen mini­ malen Verlust des wertvollen Materials im Verlauf der Schleifvorgänge.

Claims (4)

1. Flexibler Schleifkörper mit einem biegsamen Träger der aus einer flexiblen Bahn aus elektrisch leitendem Material und aus einer Verstärkungsanordnung aus elektrisch nicht-leitendem Material ausgebildet ist, wobei auf dem Träger galvanisch eine Bindungsbrückenanordnung aus Metall mit in diese eingebetteten abrasivem Material aufgebaut ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Verstärkungsanordnung aus unidirektionalen oder multidirektionalen ungebundenen Verstärkungsfäden (12) und/oder aus zu einem Vlies, Gewebe oder Gewirke (14) gebundenen Verstärkungsfäden besteht, die mit der aus einer dünnen Metallfolie (11) oder miteinander verbundenen Metalldrähten und/oder -streifen gebildeten flexiblen Bahn verflochten und/oder vernäht sind.

2. Flexibler Schleifkörper nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Verstärkungsanordnung mit den Metalldrähten und/oder -streifen der flexiblen Bahn in gleicher Ebene liegend angeordnet ist.

3. Flexibler Schleifkörper nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Verstärkungsfäden (12) aus Carbon, Aramid oder hochfester Polyesterfaser gebildet sind.

4. Flexibler Schleifkörper nach einem der Ansprüche 1-3, bei dem mindestens eine Seite des Trägers mit einer Beschichtung aus stabilisierendem Material versehen ist, die die Kopffläche örtlich plazierter Bindungsbrücken freiläßt, dadurch gekennzeichnet, daß das stabilisierende Material der Beschichtung (16) Kunstharz, vorzugsweise Phenolharz, ist.