DE4243749A1 - Schleifwerkzeug, insbesondere Feinschleifwerkzeug, und Verfahren zu dessen Herstellung - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Schleifwerkzeug nach dem Oberbegriff des An­ spruches 1 und ein Verfahren zur Herstellung dieses Schleifwerkzeuges.

Es sind Schleifwerkzeuge bekannt, die aus einzelnen parallel zueinander angeordneten Laminatschichten bestehen, wobei diese Laminatschichten senkrecht, d. h. quer zur Mittel-Längs-Achse des Schaftes, also quer zur Drehachse des Schleifwerkzeuges angeordnet sind. Insbesondere für die Herstellung von relativ langen Schleifstiften muß die Dicke der Platten, aus denen die Schleifkörper hergestellt werden, groß sein. Darüber hinaus wechselt sich in Längsrichtung des Schleifkörpers jeweils eine Träger­ schicht als Armierungslage mit Schleifkorn- und Bindemittel-Schichten ab. Beim Kantenschleifen kann dies zu ungleichmäßigem Verschleiß und zu starken Einkerbungen des Schleifkörpers führen.

Weiterhin sind Schleifwerkzeuge bekannt, die einen Schaft aufweisen, auf den jeweils eine streifenförmige Laminatschicht als Schleifmittel aufge­ wickelt ist, so daß der Schleifkörper im Querschnitt spiralförmig ist. Der Verschleiß dieser Laminatschicht erfolgt entsprechend ihrem Verlauf. Die Herstellung ist aufwendig. Ein Feinschleifen ist hiermit nur begrenzt mög­ lich.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Schleifwerkzeug der gat­ tungsgemäßen Art zu schaffen, das einfach herzustellen ist und über gute Profilbeständigkeit verfügt.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß bei einem Schleifwerkzeug der gat­ tungsgemäßen Art durch die Merkmale im Kennzeichnungsteil des Anspru­ ches 1 gelöst. Dadurch, daß die Laminatschichten parallel zur Mittel- Längs-Achse und damit zur Drehachse des Schleifwerkzeuges verlaufen, können insbesondere Schleifstifte der unterschiedlichsten Formen, die bei relativ großer Länge einen relativ kleinen Maximaldurchmesser aufweisen, aus verhältnismäßig dünnen aus Laminatschichten aufgebauten Platten hergestellt werden. Weiterhin treten über die volle Länge des Schleif­ körpers jeweils Trägerschichten als Armierungslagen an die Oberfläche des Schleifkörpers, die sich über dessen volle Länge erstrecken. Zwischen solchen benachbarten Trägerschichten sind Bindemittel- und Schleifkorn­ schichten angeordnet. Diese Ausgestaltung führt zu einer hohen Formbe­ ständigkeit des Schleifkörpers beim Schleifen und insbesondere auch beim Kantenschleifen. Die Oberfläche des Schleifkörpers wird nicht wellig. Die Schleifcharakteristik dieser Schleifwerkzeuge ergibt ein feines Schliffbild ähnlich dem von mittels Gummi gebundenen Schleifkörpern, wobei die Formbeständigkeit und Abtragsleistung ähnlich der von keramisch gebun­ denen bzw. mittels Phenolharz gebundenen Schleifwerkzeugen ist. Diese Schleifwerkzeuge eignen sich insbesondere zum Feinschleifen legierter Werkzeugstähle im Werkzeug-, Formen- und Gesenkbau, zur Oberflächenbe­ arbeitung von hitzebeständigen Werkstoffen im Triebwerksbau sowie von Titanlegierungen.

Insbesondere wenn die als Armierungslagen dienenden Trägerschichten aus Naturfasern bestehen und zwar insbesondere aus Baumwollgewebe, dann fährt dies zu einer weiteren Verbesserung der Schleifcharakteristik, da die Naturfasern als Spanraum dienen, in den sich abgeschliffene Späne des geschliffenen Werkstoffes setzen, d. h. die Späne des zu schleifenden Werkstoffes werden an der Schnittstelle nicht lediglich gequetscht, sondern abtransportiert und zwar zumindest teilweise in die geschilderten Span­ räume.

Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen. Anspruch 10 gibt weiterhin ein Verfahren zur Herstel­ lung der erfindungsgemäßen Schleifwerkzeuge wieder.

Weitere Merkmale, Vorteile und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung eines Ausführungsbeispieles anhand der Zeichnung. Es zeigt

Fig. 1 eine endlos herzustellende Laminatschicht in Querschnittsdarstel­ lung,

Fig. 2 eine aus mehreren Laminatschichten aufgebaute Platte,

Fig. 3 einen aus der Platte nach Fig. 2 geschnittenen Quader mit einem eingesetzten Schaft in Querschnittsdarstellung und

Fig. 4 ein Schleifwerkzeug.

Wie Fig. 1 entnehmbar ist, weist eine Laminatschicht eine Trägerschicht 1 auf, bei der es sich im vorliegenden Fall um ein Baumwoll-Träger-Gewebe handelt. Anstelle eines Gewebes kann grundsätzlich auch ein Gewirk oder Gestrick oder ein Vlies eingesetzt werden, wobei das Vlies aus im wesent­ lichen gerade verlaufenden, in einer Ebene ungeordnet liegenden Fasern bestehen sollte. Anstelle von Baumwolle können auch andere flusende Fa­ sern, und zwar insbesondere Naturfasern, eingesetzt werden, d. h. bei der Trägerschicht handelt es sich im weitesten Sinne um eine Naturfaser-Trä­ gerschicht. Anstelle derartiger flusender Naturfasern können aber auch synthetische Fasern mit ähnlichen flusenden Eigenschaften eingesetzt wer­ den. Bei dem Ausführungsbeispiel nach Fig. 1 besteht das dargestellte Gewebe aus Kettfäden 2 und quer hierzu verlaufenden Schußfäden 3. Wenn es sich um ein Gewebe handelt, wird üblicherweise ein Körpergewebe ein­ gesetzt.

Die Trägerschicht 1 ist in üblicher Weise ausgerüstet, d. h. sie ist mit Kautschuk, nämlich Latex, Naturharz oder Kunststoff imprägniert. Dies geschieht üblicherweise in einem Tauch- oder einem Sprüh- oder einem Walz- oder einem Bürst- oder einem Gießverfahren. Die Imprägnierung 1a dient dazu, daß eine auf die Trägerschicht 1 aufzubringende Bindemit­ tel-Schicht 4 nicht in die Fäden 2, 3 oder Fasern eindringen kann. Diese Bindemittel-Schicht 4 besteht aus stark elastifizierten, thixotropierten und hochviskosen Kunstharzen, z. B. Harnstoffharzen, Melaminharzen, Epoxid­ harzen, Phenolformaldehydharzen oder Mischungen davon. Das Aufbringen der Bindemittel-Schicht 4 erfolgt fortlaufend auf eine endlose Träger­ schicht 1, wobei übliche Anlagen zur Schleifbandherstellung eingesetzt werden können.

Anschließend wird Schleifkorn, bestehend aus einzelnen Schleifkörnern 5 aufgebracht. Eingesetzt werden Siliziumcarbid, Aluminiumoxid, Zirkonko­ rund oder entsprechende Mischungen derartiger Schleifkornsorten in be­ liebiger prozentualer Zusammenstellung. Die Korngrößen werden nach der sogenannten FEPA-P-Siebung oder der FEPA-F-Siebung festgelegt. Derartige Korngrößendefinitionen nach einer Siebung ergeben sich aus vorgegebenen Maschenweiten. Im konkreten Fall kommen Korngrößen von 0,150 bis 0,250 mm (entspr. FEPA-P80) oder von 0,090 bis 0,150 mm (entspr. FEPA-P120) in Betracht.

Außer dem Schleifkorn 5 werden Füllstoffe eingesetzt. Diese bestehen aus einem feinteiligen Schleifkorn 6, wozu die vorstehend bereits genannten Materialien eingesetzt werden können. Als Korngrößen kommen Bereiche von 0,025 bis 0,054 mm in Betracht, was einer FEPA-P 400 Siebung entspricht. Außerdem werden schleifaktive Füllstoffe, wie z. B. Natriumaluminium­ fluorid (Na₃AlF₆), also Kryolith, eingesetzt. Diese schleifaktiven Füllstoffe 7 sind gemeinsam mit dem feinteiligen Schleifkorn 6 dem Bindemittel be­ reits vor dessen Auftrag beigemischt und zusammen mit diesem aufgetragen worden.

Die Trägerschicht 1 mit den geschilderten aufgebrachten Bestandteilen wird in einem Durchlauftrockenofen angetrocknet, so daß das Schleifkorn 5 am Bindemittel 4 haftet. Die so hergestellte Laminatschicht wird auch als Roh-Ware bezeichnet. Diese Roh-Ware ist noch nicht ausgehärtet, sondern nur angetrocknet. Das Endlos-Roh-Schleifband wird im nachfolgenden Fer­ tigungsprozeß zu einzelnen Blättern bzw. Bögen geschnitten, von denen je nach Abmessung des herzustellenden Schleifkörpers ca. 30 bis 70 Roh- Blätter eben, also flach und gestreckt liegend, und parallel zueinander gestapelt werden, die in einer Presse verdichtet und zu Platten 9 von beispielsweise 300 × 500 mm ausgehärtet werden. Die Verdichtung, d. h. das Pressen dieser Platten 9 erfolgt mit Drücken von 1000 bis 4000 N/cm². Das anschließende Aushärten der Platten 9 erfolgt unter leichtem Druck im Stapel bei Temperaturen zwischen 100 und 190°C je nach gewünschtem Här­ tegrad des zu fertigenden Schleifkörpers.

Wie in Fig. 2 angedeutet ist, werden die Platten 9 in Quader 10 zerteilt, wobei dieses Zerteilen mittels Diamanttrennscheiben durchgefährt wird. Aus diesen Quadern 10 werden dann die eigentlichen Schleifkörper 17 her­ gestellt. Deren Länge a ist geringfügig größer als die Länge c der her­ zustellenden Schleifkörper 17. Die Quader 10 haben im übrigen quadrati­ schen Querschnitt, wobei die Dicke b der Platten 9 nur um einige Zehntel Millimeter größer ist als der Durchmesser d der zu erzeugenden Schleif­ körper 17.

Wie aus Fig. 3 entnehmbar ist, wird in einen Quader 10 von einer Stirn­ seite 11 her mittig ein sich nur über einen Teil der Länge a erstrecken­ des Loch 12 gebohrt, das parallel zu den Laminatschichten 8 verläuft. In dieses Loch 12 wird ein Schaft 13 mittels eines geeigneten Klebstoffes 14 eingeklebt.

Im Anschluß daran wird der mit einem Schaft 13 versehene Quader 10 um die Mittel-Längs-Achse 15 des Schaftes 13 gedreht und von der der Stirn­ seite 11 gegenüberliegenden geschlossenen Stirnseite 16 aus mittels einer Diamantscheibe profiliert. Der hierbei entstehende Schleifkörper 17 kann zylindrisch - wie in Fig. 4 dargestellt - kegelförmig oder geschoßförmig ausgebildet sein. Grundsätzlich ist jede rotationssymmetrische Formgebung möglich. Davon auszugehen ist, daß die Schleifkörper 17 in der Regel als Schleifstifte ausgebildet sind, d. h. ihre Länge c ist deutlich größer als ihr größter Durchmesser d. Wie bereits angedeutet, ist die Länge c nur geringfügig kleiner als die Länge a. Entsprechendes gilt für das Verhält­ nis des größten Durchmessers d zur Dicke b. Das Übermaß von a und b gegenüber c und d ist nur so groß, wie es zur Bearbeitung notwendig ist.

Die aus dem Schleifkörper 17 und dem Schaft 13 bestehenden Schleifwerk­ zeuge 18 werden bevorzugt als Feinschleifwerkzeuge und zwar als handge­ führte Feinschleifwerkzeuge in Hand-Schleifmaschinen eingesetzt.

Claims (10)

1. Schleifwerkzeug, insbesondere Fein-Schleifwerkzeug, bestehend aus einem Schleifkörper (17) und einem in diesen eingesetzten Schaft (13), wobei der Schleifkörper (17) aus ebenen, parallel zueinander angeordneten und miteinander verbundenen Laminatschichten (8) gebildet ist, wobei die Laminatschichten (8) mindestens aus einer Trägerschicht (1), aus einer Bindemittel-Schicht (4) und aus Schleifkorn (5, 6) bestehen und wobei der Schaft (13) eine Mittel-Längs-Achse (15) aufweist, dadurch gekennzeich­ net, daß die Laminatschichten (8) parallel zu der Mittel-Längs-Achse (15) angeordnet sind.

2. Schleifwerkzeug nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Trägerschicht (1) aus Naturfasern besteht.

3. Schleifwerkzeug nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Trägerschicht (1) aus Baumwolle besteht.

4. Schleifwerkzeug nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Trägerschicht (1) aus einem Gewebe besteht.

5. Schleifwerkzeug nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Trägerschicht (1) mit Kautschuk (Latex), Naturharz oder Kunststoff ausgerüstet ist.

6. Schleifwerkzeug nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekenn­ zeichnet, daß das Bindemittel aus einem stark elastifizierten, thixo­ tropierten und hochviskosen Kunstharz besteht.

7. Schleifwerkzeug nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekenn­ zeichnet, daß außer Schleifkorn (5, 6) schleifaktiver Füllstoff (7) vor­ gesehen ist.

8. Schleifwerkzeug nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß als schleifaktiver Füllstoff Natriumalumiumfluorid eingesetzt ist.

9. Schleifwerkzeug nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekenn­ zeichnet, daß als Schleifkorn Siliziumcarbid, Aluminiumoxid oder Zir­ konkorund eingesetzt ist.

10. Verfahren zur Herstellung eines Schleifwerkzeuges nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß Laminatschichten (8) in Blattform übereinandergestapelt und unter Druck zu einer Platte (9) ver­ preßt und bei gegenüber Umgehungstemperatur erhöhter Temperatur ausge­ härtet werden, deren Dicke (b) geringfügig größer ist als der größte Durchmesser (d) der zu erzeugenden Schleifkörper (17), daß aus der Plat­ te (9) Quader (10) geschnitten werden, die von einer Stirnseite (11) her mit einem parallel zu den Laminatschichten (8) verlaufenden Loch (12) versehen werden, daß in das Loch (12) ein Schaft (13) mit einer Mit­ tel-Längs-Achse (15) eingesetzt und dort befestigt wird und daß der Quader (10) zu einem zur Mittel-Längs-Achse (15) drehsymmetrischen Schleifkörper (17) profiliert wird.