DE4231864A1

DE4231864A1 - Perforiertes, streifenförmiges Schleifelement und Schleifwerkzeug sowie Verfahren unter Verwendung eines derartigen streifenförmigen Elementes

Info

Publication number: DE4231864A1
Application number: DE4231864A
Authority: DE
Inventors: James B Tyler; Alfred F Scheider; R Brown Warner
Original assignee: Jason Inc
Current assignee: Jason Inc
Priority date: 1991-03-18
Filing date: 1992-09-23
Publication date: 1994-03-24
Also published as: GB2270487B; US5295332A; GB2270487A; GB9219470D0; US5170593A

Description

Die Erfindung befaßt sich allgemein wie angegeben mit einem perforierten, streifenförmigen Schleifelement und einem Schleifwerkzeug sowie mit einem Verfahren zur Herstellung eines derartigen Werkzeugs unter Verwendung des streifenför migen Elements.

Die Anmeldung bezieht sich auf Weiterentwicklungen der Schleifelemente und Schleifwerkzeuge, die in der US-Anmel dungsserial No. 07/471,385, angemeldet am 29. Januar 1990 auf James B. Tyler et al angegeben sind. Die Offenbarung dieser schwebenden Anmeldung ist durch die Bezugnahme voll inhaltlich zum Offenbarungsgehalt der vorliegenden Anmeldung zu rechnen.

In dieser früheren Anmeldung ist ein Schleifband bzw. Schleifstreifen beschrieben, welcher extrodiertes Nylon aufweist, in welches Schleifmineralstoffe oder abtragende, teilchenförmige Stoffe eingebunden sind, welche in diese Masse insgesamt homogen eingebunden und eingemischt sind. Der Streifen oder das Band bei der früheren Anmeldung kann als Ausgangsmaterial für eine Vielzahl von zweckmäßigen Schleifwerkzeugen, insbesondere Innenschlichtwerkzeuge ge nutzt werden. Einige dieser Werkzeuge werden dadurch gebil det, daß das Band oder der Streifen derart zugeschnitten wird, daß er passend zu einer Vielzahl von kraftbetriebenen Wellen oder Naben ausgelegt ist. Einige der Werkzeuge werden dadurch gebildet, daß das Band oder der Streifen erwärmt wird und anschließend eine Abschreckung erfolgt, um dem Schleifstreifen oder den Schleifelementen eine permanente gewünschte Krümmung oder Gestalt zu verleihen. Zusätzlich werden die Streifen oder Bänder in einer solchen Weise mit Einkerbungen versehen, daß die Handhabung der Streifen oder Bänder zur Bildung von unterschiedlichen Werkzeugen erleich tert wird, wobei das Versehen mit Einkerbungen derart vor genommen wird, daß ein Brechen im Betrieb der Werkzeuge unterstützt wird, so daß der Streifen im Einsatz zu einer Mehrzahl von rechteckförmigen Fingern ausbricht. Das Vor sehen der Einkerbungen im Streifen läßt sich nicht einfach vornehmen, um als Resultat ein gesteuertes Brechen zu errei chen.

Es wurde gefunden, daß der Streifen beim Extrudieren eine Körnung bzw. Struktur hat, welche sich in Extrusionsrichtung oder entlang der Extrusionsmaschinenachse erstreckt. Es wurde auch festgestellt, daß, wenn der Streifen parallel zur Extrusionsrichtung mit Kerben versehen wird, dieser leichter bricht, daß aber nach wie vor noch Schwierigkeiten beim Brechen vorhanden sind. Auch wurde festgestellt, daß das gezielte Brechen dadurch erhalten werden kann, daß man in die Kerbperforationen eine elliptische oder spitz zulaufende Gestalt einbringt, so daß das Brechen in Wirklichkeit von der einen zur nächsten Perforation entlang den Kerblinien erfolgt.

In der früheren Anmeldung ist eine Einrichtung beschrieben, welche man als Klappscheibe bezeichnen kann, welche aus einem solchen Band oder Streifen hergestellt ist. Üblicher weise sind Klappscheiben aus Sandpapierklappteilen herge stellt, welche in Form geschnitten sind, so daß sie Ausneh mungen oder Öffnungen enthalten, mittels welchen die Klap penteile in einer Nabe verankert werden. Ggf. kann Klebstoff zusätzlich zu der mechanischen Verankerung der Klappenteile in der Nabe verwendet werden.

Für rotierende Scheibenbürsten oder andere Bauarten von scheibenförmigen Werkzeugen werden komplexe mechanische Verankerungen, wie Kerndrähte, eingesetzt, um welche das Borstenmaterial gefaltet wird. Derartige Bürsten sind schwierig und teuer herzustellen und häufig ist ein Be schneiden der Kanten an der Werkzeugfläche erforderlich, um eine geeignete zylindrische Arbeitsfläche zu erhalten.

Das Arbeitselement nach der Erfindung ist ein extrudiertes, streifenförmiges Kunststoffgebilde, welches Schleifkörner oder -mineralien enthält, welche homogen insgesamt darin eingebettet sind, und welches in Maschinenachsrichtung oder Extrusionsrichtung mit Einkerbungen versehen ist, wobei die Einkerbungen elliptische oder spitz zulaufende Perforationen umfassen, wobei die Längsachse oder im allgemeinen die spitz zulaufenden Enden mit den Einkerbungen fluchten und parallel zur Maschinenachsrichtung oder zur Extrusionsachsrichtung verlaufen. Das bevorzugte Kunststoffmaterial ist Nylon, obgleich andere Kunststoffmaterialien eingesetzt werden können. Das Material ist warmformbar, aber relativ steif und kann zur Bildung einer großen Vielzahl von kraftbetriebenen Schleifwerkzeugen eingesetzt werden, welche beispielsweise in der früheren Anmeldung der Anmelderin mit der Serial No. 07/471,385, angemeldet am 29. Januar 1990 gezeigt sind, und welche den Titel "Schleifwerkzeug und Verfahren zur Herstel lung desselben" hat.

Die Erfindung bezieht sich auch auf ein drehbares, scheiben förmiges Werkzeug, bei welchem das perforierte, streifenför mige Gebilde eingesetzt wird, sowie auf ein Verfahren zum Herstellen eines solchen Werkzeugs. Mit dem streifenförmigen Gebilde nach der Erfindung lassen sich drehbare Scheiben werkzeuge auf wirtschaftliche Weise herstellen. Beim Einsatz des Werkzeugs bricht das streifenförmige Gebilde längs den Einkerbungen und Perforationen, um ein Werkzeug bereitzu stellen, welches eng gepackte, einzelne, rechteckförmige Finger mit gleichmäßiger Länge hat, von denen jeder eine flache Hauptseite hat, welche der Drehrichtung zugewandt ist.

Das drehbare Scheibenwerkzeug nach der Erfindung ist so ausgelegt, daß man eine ringförmige Nabe erhält, welche einen nach außen verlaufenden, ringförmigen Kanal hat. We nigstens eine Seitenwand des Kanals ist in der Nähe des Bodens mit Queröffnungen versehen. Teilereinrichtungen wer den zwischen die Wände des Kanals eingeführt, um einen Sek tor zu definieren, und ein zugemessenes Bündel aus gleich langen Arbeitselementen oder -streifen nach der Erfindung wird in den Kanal zwischen die Teilereinrichtungen zu einer Position unmittelbar oberhalb der Queröffnung eingedrückt. Anschließend wird eine zudosierte Menge eines Sofortkleb stoffs in Gelform aus Cyanoacrylat durch die Öffnung einge spritzt, um den Boden des Kanals auszufüllen, das Bündel aus den Elementen wird in den Sofortklebstoff eingedrückt, wel cher nach dem Aushärten das Bündel im Boden des Kanals fest legt. Die Teilereinrichtungen werden dann weitergeschaltet, um die Bearbeitungen an einem benachbarten Segment des Werk zeuges zu wiederholen, bis das Werkzeug fertiggestellt ist. Somit erhält man ein gleichförmiges Schleifwerkzeug, welches sich schnell und wirtschaftlich herstellen läßt, und welches keine Kantenbeschneidung an den Flächen erforderlich macht.

Weitere Einzelheiten, Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der nachstehenden Beschreibung von bevor zugten Ausführungsformen unter Bezugnahme auf die beigefügte Zeichnung. Darin zeigt:

Fig. 1 eine Draufsicht auf ein Scheibenwerkzeug nach der Erfindung,

Fig. 2 eine vergrößerte Ausschnittsansicht zur Ver deutlichung des Verfahrens zur Herstellung des Werkzeugs,

Fig. 3 eine vergrößerte Radialschnittansicht der Nabe gesehen von der Linie 3-3 in Fig. 2,

Fig. 4 eine Radialschnittansicht im wesentlichen längs der Linie 4-4 in Fig. 2 zur Verdeutlichung eines Bündels von Elementen, die teilweise in die Nabe zwischen die Tei lereinrichtungen eingetrieben sind,

Fig. 5 eine Fig. 4-ähnliche Ansicht zur Verdeutli chung des Klebstoffs, welcher in die Queröffnung eingebracht wird,

Fig. 6 eine Fig. 4-ähnliche Ansicht zur Verdeutli chung der Elemente, wenn sie in den Klebstoff eingetrieben sind,

Fig. 7 eine Fig. 6-ähnliche Ansicht zur Verdeutli chung der Elemente, wenn sie in dem Kanal sitzen,

Fig. 8 eine vergrößerte Ausschnittsansicht des perfo rierten, streifenförmigen Gebildes nach der Erfindung,

Fig. 9 eine Querschnittsansicht durch das streifenför mige Gebilde entlang der Linie 9-9 in Fig. 8,

Fig. 10 eine Schnittansicht längs der Linie 10-10 in Fig. 8, und

Fig. 11 eine vergrößerte Ausschnittsansicht zur Ver deutlichung der Perforation, welche das Brechen im Einsatz längs der Einkerbungen erleichtert.

Zuerst unter Bezugnahme auf Fig. 1 ist ein drehbares Schei benwerkzeug gezeigt, welches nach der Erfindung ausgelegt ist und insgesamt mit 20 bezeichnet ist. Das Werkzeug weist eine große Anzahl oder eine Anordnung von Arbeitselementen 21 auf, welche radial von dem Kanal 22 in der Nabe 23 vor stehen. Die Nabe ist mit einer Mittelöffnung 24 versehen, um zu ermöglichen, daß diese an einer kraftbetriebenen Welle zur Ausführung einer Drehbewegung angebracht werden kann.

Die Arbeitselemente 21 ragen gleichmäßig radial von dem Kanal vor, um ein Werkzeug zu bilden, welches eine kreisför mige Arbeitsfläche bzw. Bearbeitungsfläche 26 hat.

Ergänzend bezugnehmend auf Fig. 3 ist zu ersehen, daß der nach außen sich öffnende Kanal 22 von Seitenwänden 27 und 28 und einer zylindrischen Bodenwand 29 gebildet wird.

Die Seitenwand 27, welche dem Betrachter der Fig. 1 am nächsten liegt, ist mit einer Reihe von bananenförmigen Schlitzen versehen, welche mit 30 bezeichnet sind, und deren innere Ränder an dem Boden 29 des Kanals 22 angrenzen oder zu diesem fluchten. Die Schlitze 3 sind geringfügig gekrümmt ausgebildet, was durch den Begriff "bananenförmig" zum Aus druck kommt, und sie folgen dem Boden des kreisförmigen Kanals. Ferner haben sie eine gleiche Länge und gleiche Umfangsabstände. Bei der Ausführungsform nach Fig. 1 sind zehn derartige Schlitze vorgesehen, wobei einer für ein Segment von 360 der Nabe zentriert ist.

Im Mittelbereich zwischen benachbarten Schlitzen am äußeren Ende des Kanals sind ausgerichtete Öffnungen vorgesehen, welche mit 32 und 33 in Fig. 3 zu ersehen sind. Somit sind zehn Sätze von ausgerichteten Öffnungen vorgesehen, welche in regelmäßigen Umfangsabständen um dem Kanal an seiner äußeren Kante angeordnet sind. Die Öffnungen definieren die Segmente von 360. Diese Öffnungen sind derart beschaffen und ausgelegt, daß sie Querführungsstifte 35 und 36 aufnehmen, welche aus den Fig. 2 und 4 bis 7 zu ersehen sind. Die Stifte werden beim Verfahren zum Herstellen des Scheiben werkzeugs genutzt, sie sind aber bei dem fertiggestellten Werkzeug nicht vorhanden.

Es ist noch zu erwähnen, daß bei dem Verfahren zum Herstel len des Werkzeuges und dessen Beschreibung die Nabe derart gestaltet werden kann, daß sie kleinere oder größere Segmen te hat. Es können beispielsweise acht Segmente vorgesehen sein, wobei es sich jeweils um ein Segment mit 45° handelt.

Vor der Beschreibung des Verfahrens zur Herstellung des Scheibenwerkzeugs ist noch zu erwähnen, daß die Arbeitsele mente 21 in Form von länglichen, streifenförmigen Gebilden vorliegen, und daß die Breite des Kanals gleich groß wie die Breite des streifenförmigen Gebildes ist.

Wie aus den Fig. 8, 9 und 10 zu ersehen ist, kann das streifenförmige Gebilde 21 aus einem Nylonkunststoffmaterial extrudiert sein, und es hat Schleifkörner oder -mineralien, welche insgesamt gesehen darin homogen eingebettet sind. Das streifenförmige Gebilde wird in Richtung des Pfeils 40 in Fig. 8 extrudiert. Obgleich die Abmessungen des streifen förmigen Gebildes oder Bandes sich in großem Umfange ändern können, hat die bevorzugte Ausführungsform des streifenför migen Gebildes 21, welches gezeigt ist, etwa eine Breite von 6,35 mm (0,25 inches) und eine Dicke von 0,76 mm (0,03 in ches). Das streifenförmige Gebilde wird in Maschinen- oder Extrusionsrichtung mit Einkerbungen versehen, wie dies mit 42 und 43 angedeutet ist, wodurch das streifenförmige Gebil de oder das Band in Längsrichtung in drei gleich breite Abschnitte unterteilt wird. Das dargestellte Vorsehen mit Einkerbungen umfaßt elliptische Perforationen, welche bei 4 angedeutet sind, und welche das Unterteilen oder das Brechen des streifenförmigen Gebildes längs diesen Perforationen erleichtern. Die Perforationen können im allgemein ellip tisch ausgebildet sein oder sie können spitz zulaufende Enden haben, wie dies dargestellt ist, wobei die Hauptachse oder die Spitzen fluchtend zu den Einkerbungen ausgelegt sind. Die Perforationen können etwa 1 mm breit und etwa 2 mm lang sein. Da das Material extrudiert ist, kann die Länge der Arbeitselemente in Maschinenrichtung im wesentlichen unendlich sein und das Extrudat wird einfach auf die für das gewünschte Werkzeug geeignete Länge zugeschnitten.

Unter Bezugnahme auf Fig. 2 ist nunmehr zu ersehen, daß die kreisförmige Anordnung von Arbeitselementen einzeln für das jeweilige Segment gebildet wird. In Fig. 2 ist auf der rechten Seite ein Segment aus Arbeitselementen dargestellt, welches allgemein mit 50 bezeichnet ist, und welches an Ort und Stelle im Kanal festgelegt ist. Längs von diesem Segment 50 ist ein Segment aus Arbeitselementen 52 gezeigt, welche gerade eingesetzt und an Ort und Stelle festgelegt werden. Das Verfahren zum Einführen eines Bündels oder Segments oder von Arbeitselementen erfolgt dadurch, daß zuerst ein Satz von Stiften durch die benachbarten Sätze von Öffnungen in den Kanalwandungen eingesetzt wird, wie dies bei 35 und 36 angedeutet wird, und daß hierdurch das Segment in dem Kanal definiert wird.

Dann wird ein zugemessenes Bündel aus Arbeitselementen ge bildet oder aufgestapelt, wobei die flache Hauptseite je weils auf der flachen Hauptseite liegt. Ein Ende des Bündels wird gequetscht und zwischen die Stifte 35 und 36 einge setzt, und das andere Ende wird in Eingriff mit einer bogen förmigen Drückereinrichtung 54 gebracht, welche das innere Ende des Bündels in den Kanal zwischen die Stifte zu der Position drückt, welche in den Fig. 2 und 4 gezeigt ist. In dieser Position ist das innere Ende der Arbeitselemente radial zu der Außenkante des bananenförmigen Schlitzes 30 ausgerichtet, wie dies mit 56 angedeutet ist. Der Pfeil 57 in Fig. 2 bezieht sich auf die Anfangsbewegung des Bündels 52, wobei das untere oder innere Ende des Bündels keilförmig zwischen die beiden beabstandeten Stifte 35 und 36 in die gezeigte Position gedrückt oder eingetrieben ist. Hierbei handelt es sich im wesentlichen um die Position, welche in Fig. 4 gezeigt ist.

Unter Bezugnahme auf Fig. 5 wird ein Sofort-Cyanoacrylat klebstoff, welcher bei 60 gezeigt ist, über den bananenför migen Schlitz mittels einer Düse 61 eingespritzt, so daß dieser den bogenförmigen Raum 62 zwischen dem inneren Ende der Elemente und dem Boden des Kanals zwischen den Stiften 35 und 36 ausfüllt. Dieser Raum ist in den Fig. 2 und 4 als mit 62 bezeichnet zu ersehen.

Unter Bezugnahme auf Fig. 6 ist zu ersehen, daß die Düse abgerückt wird, und die Andrückplatte 54 wird wiederum nach unten bewegt, wie dies mit einem Pfeil 64 angedeutet ist, um das Bündel aus den Arbeitselementen auf den Boden des Kanals und in den Klebstoff 60 zu drücken. Durch das Eintreiben des Bündels wird bewirkt, daß überschüssiger Klebstoff durch den Schlitz 30 nach außen gedrückt wird, so daß sich eine ge ringfügige Wulst oder eine Erhebung 66 bildet. Der bevor zugte Klebstoff liegt in Gelform vor und es handelt sich um ein Cyanoacrylat, welches äußerst schnell härtet. Nach dem Aushärten des Klebstoffs wird der überschüssige Klebstoff, welcher über den Schlitz vorsteht, entfernt, um eine glatte Seitenfläche zu bekommen, wie dies mit 67 bezeichnet ist. Der Klebstoff bewegt sich beim Eintreiben der Elemente so wohl durch eine Druckkraft als auch durch die Kapillarwir kung nach oben entlang den Seiten der Arbeitselemente, wie dies bei 68 angedeutet ist. Wenn der Klebstoff aushärtet, bildet er einen Block aus starrem Klebstoff, welcher das Bündel aus Arbeitselementen fest zusammenhält und an dem Kanal festlegt. Der Klebstoff, welcher seitlich durch den Schlitz vorsteht, bildet einen versetzten Keil 69, welcher mechanisch das Bündel an der Nabe festhält und in geeigneter Weise in dem Kanal sitzt. Das Verfahren nach der Erfindung, bei welchem die bogenförmige Andrückeinrichtung 54 einge setzt wird, verkeilt das Bündel in der geeigneten Position am Boden des Kanals, und hierdurch wird eine Kantenbeschnei dung der Werkzeugoberfläche vermieden.

Nachdem das Bündel 52 an Ort und Stelle eingesetzt ist, wird die Andrückeinrichtung 54 weggefahren und die Nabe wird zum nächsten Segment weitergeschaltet. Der Stift 36 wird dann herausgezogen und in die Öffnungen 32 eingeführt, wie dies auf dem am weitesten außen liegenden linken Teil in Fig. 2 zu ersehen ist. Der Verfahrensablauf wird dann wiederholt. Wenn die Nabe als nächstes wiederum weitergeschaltet wird, wird der Stift 35 herausgezogen, und die beiden Öffnungen, welche nach den Öffnungen an der am weitesten außen liegen den linken Seite in Fig. 2 anschließen werden übersprungen. Das Verfahren wird wiederholt, bis die gesamte Nabe voll ständig bestückt ist, um eine ringförmige Anordnung von Arbeitselementen zu bilden.

Wenn das Werkzeug eingesetzt wird, brechen die Arbeitsele mente entlang den Kerblinien 42 und 43, wodurch in Wirklich keit das streifenförmige Gebilde in viereckförmige Finger unterteilt wird, welche jeweils eine Hauptfläche haben, welche sich etwa auf das dreifache der Dicke des Fingers beläuft. Das Werkzeug dreht sich in einer Richtung, so daß die ebene Hauptfläche jedes Fingers der Bearbeitungsseite des Werkstücks zugewandt ist.

Obgleich die Abmessungen des Arbeitselements in starkem Maße variieren können, können die Abmessungen des Arbeitselements in einem Bereich von etwa 0,50 mm (0,020 inches) bis etwa 1,27 mm (0,05 inches) liegen, oder vorzugsweise etwa wie angegeben 0,762 mm (0,030 inches) betragen. Die Breite kann innerhalb eines Bereiches von etwa 0,25 mm (0,010 inches) bis etwa 152,4 mm (6 inches) variieren. Wiederum wie darge stellt bei der bevorzugten Ausführungsform beläuft sich die Breite auf etwa 6,35 mm (0,250 inches), obgleich beträcht lich breitere streifenförmige Gebilde oder Bänder herge stellt werden können. Der Abstand der Einkerbungen oder Perforationen in Querrichtung zur Maschinenrichtung ist so gewählt, daß man einen Finger nach dem Brechen erhält, wel cher etwa dreimal so breit wie die Hauptfläche in der Dicke ist.

Wie angegeben wird ein bevorzugter Kunststoff für das Ex trudieren des streifenförmigen Gebildes oder Bandes als Arbeitselement von Nylon gebildet. Bevorzugt wird als Nylon 612-Nylon eingesetzt.

Nylonmaterialien sind langkettige, teilweise kristalline, synthetische, polymere Amide (Polyamide). Polyamide werden hauptsächlich durch Kondensationsreaktionen von Diaminen und zweibasischen Säuren oder einem Material gebildet, welches sowohl die Säurefunktionalität als auch die Aminfunktionali tät hat.

Nylonmaterialien haben eine ausgezeichnete Beständigkeit gegenüber Ölen und Fetten in Lösungsmitteln und Basen. Ny lonmaterialien haben überlegene Eigenschaften hinsichtlich einer wiederholten Stoß-Abrieb- und Ermüdungserscheinung. Weitere physikalische Eigenschaften umfassen einen niedrigen Reifungskoeffizienten, eine hohe Zugfestigkeit und Zähig keit.

Im allgemeinen gilt, daß je größer die Menge der Amidbindun gen ist, desto größer die Steifigkeit ist, desto höher die Zugfestigkeit ist und desto höher der Schmelzpunkt liegt. Einige zweckmäßige Formen von Nylonmaterialien sind erhält lich und umfassen:

a) Nylon 6/6 synthetisiert aus Hexamethylendiamin (HMD) und Adipinsäure;
b) Nylon 6/9 synthetisiert aus HMD und Azelainsäure;
c) Nylon 6/10 synthetisiert aus HMD und Sebazinsäure;
d) Nylon 6/12 synthetisiert aus HMD und Dodekansäure (Laurinsäure);
e) Nylon 6 synthetisiert aus Polycaprolactam;
f) Nylon 11 synthetisiert aus 11-Aminoundekansäure;
g) Nylon 12 synthetisiert aus Polyaurolactam; und weitere.

Bei der Erfindung zweckmäßiger Nylonmaterialien haben Ela stizitätsmodule von größer als 0,05, vorzugsweise von größer als 0,1 und insbesondere von größer als 0,2. Der Elastizi tätsmodul ist als die Größe der Kraft des Materials bezeich net, welche dieses ausgesetzte werden kann, ohne eine perma nente Deformation zu erhalten, wenn die Kraft nicht mehr einwirkt. Hierbei handelt es sich um ein Maß für die Elasti zität und den Zusammenhang von Belastung oder Spannung. Bevorzugtes Nylon ist Nylon 6/12. Die physikalischen Eigen schaften von Nylon 6/12 umfassen einen Schmelzpunkt von 212° Celsius, eine trockene Zugfestigkeit von 6,896 × 10⁶ von 8,8 N/m² (7,4 bei 50% RH), einen trockenen Biegemodul von 295 (180 bei 50% RH). Nylon hat einen höheren Elastizitätsmodul (2,75 × 10⁹ N/m²) als Kautschuk (0,01 bei 6,89 × 10⁹ N/m²) wodurch verdeutlicht wird, daß Nylon eine größere Steifig keit als ein Elastomer, wie Kautschuk, beispielsweise hat. Ein Beispiel eines Arbeitselements nach der Erfindung ist einige Zentimeter lang, wenn es horizontal an einem Ende bei Raumtemperatur gehalten wird, wobei es nur eine geringfügige und minimale Auslenkung am gegenüberliegenden Ende hat.

Nylon ist teilweise kristallin und hat somit wenige oder keine Kautschukbereiche während der Verformung. Der Kristal linisationsgrad bestimmt die Steifigkeit und die Streckgren ze. Wenn die Kristallinität kleiner wird, nehmen die Stei figkeit und die Streckgrenze ab. Kautschuk hingegen ist ein amorphes Polymer und seine molekulare Streckung führt zu einem niedrigen Elastizitätsmodul.

Nylon hat eine Zugfestigkeit von etwa 55 × 10¹² N/m², während Kautschuk beispielsweise eine Zugfestigkeit von etwa 2 × 10¹² N/m² hat. Nylon hat eine Bruchdehnung von 250%, während Kautschuk eine Bruchdehnung von 1200% hat. Nylon hat eine relative feuchte Beständigkeit, während Kautschuk eine große Menge an Wasser absorbiert. Nylon hat eine ausgezeichnete Beständigkeit gegenüber Öl und Fetten und anderen organi schen Lösungsmitteln, während Kautschuk eine äußerst geringe Beständigkeit gegenüber diesen Stoffen hat. Nylon behält seine Eigenschaften von -60° Celsius bis 110°Celsius (-75° Fahrenheit bis 230° Fahrenheit) bei, während Kautschuk diese Eigenschaften in einem schmalen Bereich in der Umgebung von Raumtemperatur beibehält. Die verstärkte Beständigkeit von Nylon gegenüber Feuchtigkeit und Lösungsmitteln sowie die höhere Steifigkeit und der große Einsatztemperaturbereich macht Nylon zu einem bevorzugten Material für diese Kon struktion.

Weitere Arten von Polyamiden, welche bei der vorliegenden Erfindung zweckmäßig sind, umfassen andere Kondensations produkte mit sich wiederholenden Amidgruppen längs der Poly merkette, wie Aramide. Aramide sind als eine hergestellte Faser definiert, bei der wenigstens 85% der Amidbindungen (-C(O)-N(H)-)-Bindungen direkt bei an den beiden aromati schen Kohlenwasserstoffringen angebunden sind. Hierin ist der Unterschied zu Nylon zu sehen, bei dem weniger als 85% der Amidbindungen direkt an den beiden aromatischen Ringen angebracht sind.

Aramidfasern zeichnen sich durch eine hohe Zugfestigkeit und einen Elastizitätsmodul aus. Zwei Aramide, welche bei der Erfindung von Vorzug sind, umfassen die Polymerisation von p-Phenylendiaminen mit Terephtaloylchlorid. Die Positionie rung der Gruppen an den aromatischen Ringen versuchen diesem Aramid die Eigenschaften eines steiferen Polymers zu ver leihen. Ein weniger steifes Polymer wird von einem m-Phenyl diamin und Isophtaloylchlorid gebildet. Eine Metasubstitu tion führt zu einer größeren Flexibilität.

Aramide haben eine äußerst starke Beständigkeit gegenüber Lösungsmitteln. Aramide haben Zugfestigkeiten bei 250°Cel sius, welche ähnlich denen von Textilfasern bei Raumtempera tur sind.

Auch sind einige wärmegehärtete Polymere zweckmäßig. Polye ster stellen ein Beispiel dar und hierbei handelt es sich um langkettige, synthetische Polymere mit wenigstens 85% eines zweiwertigen Alkoholesters (HOROH) und Terephtalsäure (p- HOOCC₆H₄COOH). Polyesterfasern umfassen sowohl kristalline als auch nicht kristalline Bereiche. Polyester sind bestän dig gegen Lösungsmittel und haben eine Bruchdehnung von 19 bis 40%.

Polyimide sind Polymere, welche (CONHCO) enthalten und sie sind bei der Erfindung zweckmäßig. Eine hohe Temperatursta bilität (bis zu 371° Celsius (700° Fahrenheit)) und eine hohe Zugfestigkeit von 93 × 10⁶ N/m² (13.500 psi) machen Polyimide als äußerst zweckmäßige Materialien für Bindemit tel bei Schleifscheiben.

Das Schleifmaterial kann hinsichtlich den Mengen, Arten, der Korngröße und der Kornstruktur in starkem Maße variieren. Beispielsweise kann das Schleifmaterial den Bereich von Aluminiumoxid oder Siliziumcarbit bis zu ausgefallenem poly kristallinen Diamant oder kubischem Bornitrit umfassen. Das Schleifmaterial kann etwa 10% bis etwa 50 Gewichtsprozent des Arbeitselements betragen.

Als ein Sofortklebstoff wird in bevorzugter Weise ein sol cher im Gelzustand aus Cyanoacrylat mit einer mittelmäßigen Viskosität oder einer mittelmäßigen Fluidität eingesetzt. Es ist wichtig, daß, wenn der Klebstoff auf die Bodenwand des Nabenkanals aufgebracht wird, dieser gleichmäßig den Boden des Bündels bedeckt und nicht ausläuft, so daß man eine steuerbare Kapillarwirkung hat.

Zweckmäßig bei der Erfindung werden Alkylcyanoacrylate mit der folgenden Formel eingesetzt:

Ein bevorzugter Cyanoacrylatklebstoff ist ein Alkoxyalkyl cyanoacrylat mit der folgenden Formel:

Geeignete Sofortklebstoffe im Gelzustand sind von Loctite Corporation, Newington, Connecticut mit der Warenbezeichnung SUPERBONDER® 454 oder der Warenbezeichnung BLACK MAX erhält lich. SUPERBONDER ist ein registriertes Warenzeichen von Loctite Corporation. BLACK MAX ist ebenfalls ein Warenzei chen von Loctite Corporation.

Die in der Anmeldung beschriebene Scheibe kann in die eine Drehrichtung oder die andere Drehrichtung laufen, wobei die flache Hauptseite der Finger oder der Arbeitselemente dann jeweils in Drehrichtung weist.

Es ist auch noch zu bemerken, daß die Arbeitselemente oder Klappenteile nicht ausgestanzt oder formgeschnitten zu wer den brauchen sowie nicht mit komplizierten Öffnungen oder Ausnehmung durch Ausstanzen versehen zu werden brauchen, so daß sie manuell mit ähnlich kompliziert ausgelegten Ringen oder Nabenteilen zusammenmontiert werden können.

Die Arbeitselemente nach der Erfindung können auch einge setzt werden, um eine Vielzahl von anderen Werkzeugen herzu stellen, wobei es sich beispielsweise um jene handelt, die in der vorstehend genannten schwebenden Anmeldung angegeben sind. In allen Fällen stellen die Perforationen in Kombina tion mit der Einkerbung sicher, daß die Arbeitselemente brechen, wenn sie sich im bestimmungsgemäßen Einsatz befin den, und daß sie ein ausreichend zusammenhängendes Arbeits element bereitstellen, um die Konstruktion einer großen Vielzahl von Werkzeugen zu erleichtern, bei denen es sich beispielsweise um die angegebenen Scheiben handeln kann.

Obgleich die Erfindung in Zusammenhang mit bevorzugten Aus führungsform erläutert wurde, sind natürlich zahlreiche Abänderungen und Modifikationen möglich, die der Fachmann im Bedarfsfall treffen wird, ohne den Erfindungsgedanken zu verlassen.

Claims

1. Verfahren zum Herstellen eines radförmigen Werkzeuges, welches sich durch die Schritte auszeichnet, gemäß denen eine ringförmige Nabe bereitgestellt wird, welche Seitenwände, einen Boden und einen ringförmigen, radial verlaufenden Kanal hat, welche hierdurch gebildet wird, die Seitenwände mit fluchtenden, in regelmäßigen Um fangsabständen angeordneten und axial verlaufenden Teilungsöffnungen in der Nähe des Außenrandes versehen werden und wenigstens eine Seitenwand mit Queröffnungen in der Nähe des Bodens des Kanals versehen wird, wobei die Öffnungen in Umfangsrichtung zwischen benachbarten Teilungsöffnungen angeordnet sind und die Teilungsöff nungen und die Öffnungen die Nabe in gleiche Sektoren unterteilen,
Einführen von Teilereinrichtungen in benachbarte Teilungsöffnungen, um einen Sektor in dem Kanal zu bestimmen,
Einführen eines zugemessenen Bündels aus gleich langem Füllmaterial in radialer Richtung in den Kanal zwischen die Teilereinrichtungen, so daß das innere Ende des Bündels radial oberhalb der Queröffnungen zwischen den Teilereinrichtungen liegt,
Einspritzen einer zugemessenen Menge eines Sofort klebstoffs in Gelform durch die Öffnung, um den Boden des Kanals in Umfangsrichtung zwischen den Teilerein richtungen auszufüllen und radial zwischen dem inneren Ende des Bündels und dem Boden des Kanals auszufüllen, Eindrücken des Bündels in den Sofortklebstoff, um das Bündel in dem Kanal festzulegen, wenn der Klebstoff aushärtet und,
Wiederholen der Verfahrensweise für jeden darauf folgenden Sektor, bis die Nabe bestückt ist.

2. Verfahren nach Anspruch 1, welches den Schritt umfaßt, gemäß dem eine der Teilereinrichtungen entfernt wird und diese im nächsten Sektor ersetzt wird, um einen nächsten Sektor zwischen der ausgewechselten Teiler einrichtung und einer noch nicht entfernten zu bilden.

3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Bündel radial mittels einer bogenförmigen Drück einrichtung eingetrieben wird, um sicherzustellen, daß jedes Füllelement auf den Boden des Kanals gedrückt wird, und daß man eine bogenförmige Werkzeugfläche ohne Beschneidbearbeitungen erhält.

4. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Klebstoff die Queröffnungen ausfüllt und daß dieser beim Abbinden einen in Querrichtungen verlaufenden Keil bildet, durch welchen das jeweilige Bündel an Ort und Stelle festgehalten ist.

5. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Bündel des Füllmaterials ein Bündel von streifen förmigen Gebilden aus nicht-elastomerem Kunststoff aufweist, welches darin homogen eingebettete Schleif mittel enthält.

6. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die streifenförmigen Gebilde eine Länge, eine Breite und eine Dicke haben, wobei die Breite parallel zur Achse des Werkzeuges ist.

7. Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß jedes streifenförmige Gebilde in Längsrichtung mit Kerben versehen wird.

8. Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß das Vorsehen der Kerben derart vorgenommen wird, daß ein Brechen in Längsrichtung des streifenförmigen Ge bildes unterstützt wird, wenn das Werkzeug in bestim mungsgemäßem Gebrauch ist.

9. Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß das Vorsehen der Kerben das Vorsehen einer Reihe von Perforationen aufweist, welche in Längsrichtung ver laufen.

10. Verfahren nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß jede Perforation ein spitz zulaufendes Ende hat, wobei die spitz zulaufenden Enden in eine Richtung weisen, um das Brechen des streifenförmigen Gebildes beim be stimmungsgemäßen Einsatz in Längsrichtung zu unterstüt zen.

11. Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die streifenförmigen Gebilde radial verlaufen und eine Breite haben, welche im wesentlichen der Breite des Kanals entspricht, wobei das Werkzeug eine Scheibe mit Klappteilen ist.

12. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß das nicht-elastomere Kunststoffmaterial Nylon ist.

13. Verfahren nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß der Kunststoff etwa 30 bis etwa 50% Schleifmittel enthält.

14. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Öffnungen rund sind und daß die Teilereinrichtungen Stifte sind.

15. Verfahren nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, daß die Öffnungen radial länglich ausgebildet sind und daß die Teilereinrichtungen in Radialrichtung verlaufen.

16. Verfahren zum Herstellen eines Scheibenwerkzeuges, gekennzeichnet durch die Schritte, gemäß denen eine Nabe mit einem ringförmigen Kanal vorgesehen wird, welche Seitenwände und einen Boden umfaßt, welche den Kanal in gleiche Sektoren unterteilen, ein Querschlitz in einer Seitenwand am Boden des Kanals für den jewei ligen Sektor vorgesehen wird, ein zugemessenes Bündel von Füllmaterial radial in den Kanal in einen der Sek toren derart eingeführt wird, daß das innere Ende des Bündels radial oberhalb des Querschlitzes liegt, eine zugemessene Menge eines Sofortklebstoffs in Gelform über den Schlitz eingespritzt wird, um den Boden des Kanales unterhalb des inneren Endes des Bündels aus zu füllen, daß das Bündel in den Sofortklebstoff einge drückt wird, um das Bündel in dem Kanal beim Aushärten des Klebstoffs festzulegen, daß die Nabe weitergeschal tet wird und daß die Verfahrensweise für einen benach barten Sektor wiederholt wird, bis die Nabe bestückt ist.

17. Verfahren nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, daß die Sektoren von Teilereinrichtungen gebildet werden.

18. Verfahren nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, daß die Teilereinrichtungen verfahrbar sind.

19. Verfahren nach Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet, daß die Teilereinrichtungen Stifte sind, welche in fluch tende Stiftöffnungen in den Wänden des Kanales in der Nähe des äußeren Randes eingesetzt werden.

20. Verfahren nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, daß das Bündel radial mittels einer bogenförmigen Druck einrichtung eingetrieben wird, um sicherzustellen, daß jedes Füllelement auf den Boden des Kanals gedrückt wird, und um eine bogenförmige Werkzeugfläche ohne eine Zurichtbearbeitung zu erhalten.

21. Verfahren nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, daß der Klebstoff den Querschlitz ausfüllt und bei seinem Abbinden einen in Querrichtung verlaufenden Keil bil det, welcher das jeweilige Bündel an Ort und Stelle festhält.

22. Verfahren nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, daß das Bündel des Füllmaterials ein Bündel aus streifen förmigen Gebilden aus nicht-elastomerem Kunststoff aufweist, welcher darin homogen verteilt Schleifmittel in eingebetteter Form enthält.

23. Verfahren nach Anspruch 22, dadurch gekennzeichnet, daß die streifenförmigen Gebilde eine Länge, eine Breite und eine Dicke haben, und daß die Breite parallel zur Achse des Werkzeugs ist.

24. Verfahren nach Anspruch 23, dadurch gekennzeichnet, daß jedes streifenförmige Gebilde in Längsrichtung mit Einkerbungen versehen wird.

25. Verfahren nach Anspruch 24, dadurch gekennzeichnet, daß das Vorsehen der Kerben derart gewählt wird, daß das Brechen des streifenförmigen Gebildes in Längsrichtung beim bestimmungsgemäßen Gebrauch des Werkzeuges unter stützt wird.

26. Verfahren nach Anspruch 24, dadurch gekennzeichnet, daß das Vorsehen der Kerben das Vorsehen einer Reihe von Perforationen umfaßt, welche in Längsrichtung verlau fen.

27. Verfahren nach Anspruch 23, dadurch gekennzeichnet, daß die streifenförmigen Gebilde radial verlaufen und eine Breite haben, welche im wesentlichen der Breite des Kanals entspricht, wobei es sich um ein Werkzeug in Form einer Scheibe mit Klappenteilen handelt.

28. Verfahren nach Anspruch 22, dadurch gekennzeichnet, daß das nicht-elastische Kunststoffmaterial Nylon ist.

29. Drehbares Scheibenwerkzeug, gekennzeichnet durch eine Nabe (23), welche einen ringförmigen Kanal (22) hat, und eine Reihe von abschleifend wirkenden Kunststoff elementen (21), welche in dem Kanal (22) festgelegt sind und radial nach außen vorstehen, wobei die Elemen te (21) in dem Kanal (22) mittels eines ausgehärteten Klebstoffes (60) festgelegt sind.

30. Werkzeug nach Anspruch 29, dadurch gekennzeichnet, daß der Klebstoff eine Gelkonsistenz hat und es sich um einen Sofortklebstoff handelt.

31. Werkzeug nach Anspruch 29, dadurch gekennzeichnet, daß der Klebstoff ein Cyanoacrylat des Geltyps ist.

32. Werkzeug nach Anspruch 29, dadurch gekennzeichnet, daß der ausgehärtete Klebstoff einen Verankerungsblock (66) für die Gruppe von Elementen (21) bildet, und daß der Verankerungsblock (66) Keilelemente umfaßt, welche sich in eine Wand des Kanals (22) erstrecken.

33. Werkzeug nach Anspruch 32, dadurch gekennzeichnet, daß die Keilelemente sich durch Schlitze (30) in einer Wand des Kanals (22) erstrecken.

34. Werkzeug nach Anspruch 33, dadurch gekennzeichnet, daß die Schlitze (30) bogenförmig ausgebildet und in der Nähe des Bodens des Kanals (22) vorgesehen sind, und daß sie in regelmäßigen Umfangsabständen angeordnet sind.

35. Werkzeug nach Anspruch 29, dadurch gekennzeichnet, daß die Elemente streifenförmige Gebilde (21) aus Kunst stoff sind, welche darin eingebettet und gleichmäßig verteilt Schleifmittel enthält.

36. Werkzeug nach Anspruch 35, dadurch gekennzeichnet, daß der Kunststoff Nylon ist.

37. Werkzeug nach Anspruch 35, dadurch gekennzeichnet, daß jedes Element (21) in Radialrichtung mit Einkerbungen versehen ist.

38. Werkzeug nach Anspruch 37, dadurch gekennzeichnet, daß die Einkerbungen Perforationen umfassen, welche das Brechen entlang den Einkerbungen erleichtert, wenn das Werkzeug bestimmungsgemäß eingesetzt wird.

39. Werkzeug nach Anspruch 38, dadurch gekennzeichnet, daß die Perforationen in Richtung der Einkerbungen länglich ausgebildet sind.

40. Werkzeug nach Anspruch 38, dadurch gekennzeichnet, daß die Perforationen elliptisch sind.

41. Werkzeug nach Anspruch 40, dadurch gekennzeichnet, daß die Enden der Perforationen längs ihrer Hauptachse geringfügig spitz zulaufend ausgebildet sind.

42. Arbeitselement für ein Schleifwerkzeug, dadurch gekenn zeichnet, daß es ein extrudiertes, streifenförmiges Gebilde (21) aus Kunststoff aufweist, welches homogen darin verteilt und in demselben eingebettet Schleif mittel enthält, und daß das streifenförmige Gebilde parallel zur Extrusionsrichtung mit Einkerbungen ver sehen ist, wobei die Einkerbungen Perforationen umfas sen.

43. Element nach Anspruch 42, dadurch gekennzeichnet, daß der Kunststoff Nylon ist.

44. Element nach Anspruch 43, dadurch gekennzeichnet, daß das Schleifmittel mit 20 bis 50 Gewichtsprozent des streifenförmigen Gebildes enthalten ist.

45. Element nach Anspruch 42, dadurch gekennzeichnet, daß die Perforationen in Richtung der Schwächungslinie länglich ausgebildet sind.

46. Element nach Anspruch 42, dadurch gekennzeichnet, daß die Perforationen elliptisch sind.

47. Element nach Anspruch 46, dadurch gekennzeichnet, daß die Enden der Perforationen entlang ihrer Hauptachse geringfügig spitz zulaufend ausgebildet sind.