DE60112810T2

DE60112810T2 - Stützteller für eine schleifvorrichtung

Info

Publication number: DE60112810T2
Application number: DE60112810T
Authority: DE
Inventors: John Telischak; C. David ROEKER; G. Joseph PRIBYL
Original assignee: 3M Innovative Properties Co
Current assignee: 3M Innovative Properties Co
Priority date: 2001-01-10
Filing date: 2001-06-08
Publication date: 2006-06-01
Anticipated expiration: 2021-06-09
Also published as: ATE302095T1; EP1358047A1; WO2002055265A1; JP2004517740A; DE60112810D1; EP1358047B1; US6722955B2; US20020090900A1

Description

GEBIET DER ERFINDUNG
Die vorliegende Erfindung betrifft im Allgemeinen eine Stütztelleranordnung für Schleifvorrichtungen, vorzugsweise eine Stütztelleranordnung zur Verwendung mit einer Schleifvorrichtung, welche die Beobachtung einer Arbeitsfläche ermöglicht, während die Schleifvorrichtung betrieben wird.
ALLGEMEINER STAND DER TECHNIK
Schleifmaschinen mit hoher Drehzahl werden für viele unterschiedliche Anwendungen zum Abschleifen einer Arbeitsfläche verwendet. Typische rotierende Schleifmaschinen weisen eine drehbare Welle auf, die aus der Schleifmaschine hervorsteht. Eine Schleifscheibe, die an einem Stützteller befestigt ist, ist an einem Ende der drehbaren Welle angebracht. Typische Schleifvorgänge beinhalten das Anordnen der Schleifvorrichtung in einem Winkel im Verhältnis zu der Arbeitsoberfläche, während die Schleifvorrichtung betrieben wird. Die Schleifmaschine wird dergestalt in einem Winkel gehalten, dass die drehbare Welle im Verhältnis zu einer Ebene der Arbeitsoberfläche im Winkel angeordnet ist. Typische Schleifwinkel reichen von ungefähr 5° bis 45°. Ein äußerer Rand der Schleifscheibe und der Stütztelleranordnung wird gegen die Arbeitsfläche gedrückt, während die Schleifmaschine betrieben wird. Als Ergebnis wird die Arbeitsoberfläche durch den Schleifgegenstand abgeschliffen.
Während die Schleifvorrichtung auf einer Arbeitsoberfläche betrieben wird, ist es wünschenswert, den abgeschliffenen Abschnitt der Arbeitsoberfläche zu sehen. Typischerweise wird dies erreicht, indem die Arbeitsfläche abgeschliffen wird, die Schleifvorrichtung ver schoben wird, um den abgeschliffenen Abschnitt der Arbeitsoberfläche zu sehen, und indem die Schleifvorrichtung wieder an dem abgeschliffenen Abschnitt der Arbeitsfläche angeordnet wird. Diese Routine wird wiederholt, bis das Abschleifen abgeschlossen ist.
Änderungen sind an der Schleifscheibe und der Stütztelleranordnung vorgenommen worden, um die abgeschliffene Arbeitsfläche beim Betreiben der Schleifvorrichtung zu sehen (siehe beispielsweise US-Patentschrift Nr. 6,007,415 (van Osenbruggen)). Zu bekannten Bauarten von Schleifscheiben und Stütztelleranordnungen gehören kreisförmige Öffnungen und Ausnehmungen in einer Schleifscheibe und entsprechende kreisförmige Öffnungen oder Ausnehmungen in dem Stützteller. Wenn sich die Schleifvorrichtung beim Betreiben mit einer hohen Geschwindigkeit dreht, kann die abgeschliffene Arbeitsfläche durch die Ausnehmungen in der Schleifscheibe und Ausnehmungen in dem Stützteller hindurch gesehen werden. Bei dieser Art von Schleifscheibe und Stütztelleranordnung ist es erforderlich, dass die Öffnungen in der Schleifscheibe dergestalt konzipiert sind, dass sie mit den Öffnungen in dem Stützteller übereinstimmen. Die Öffnungen in der Schleifscheibe müssen mit den Öffnungen in dem Stützteller deckungsgleich und ausgerichtet sein, und eine solche Deckungsgleichheit muss bei dem Anbringen der Schleifscheibe und des Stütztellers an der drehbaren Welle der Schleifvorrichtung beibehalten werden.
Weitere Schleifscheiben- und Stütztelleranordnungen weisen Abschnitte oder Regionen auf, die von den äußeren Umfängen der Schleifscheibe und dem Stützteller weggenommen worden sind, um das Betrachten einer abgeschliffenen Arbeitsfläche beim Betreiben einer Schleifvorrichtung zu ermöglichen (siehe beispielsweise US-Patentschrift Nr. 6,062,965 (Knowlton)). Auch hier müssen die weggenommenen Regionen um die äußeren Randgebiete der Schleifscheibe herum den weggenommenen Regionen um das äußere Randgebiet des Stütztellers herum entsprechen. Die weggenommenen Regionen der Schleifscheibe müssen mit den weggenommenen Regionen des Stütztellers deckungsgleich und ausgerichtet sein und sicher an der drehbaren Welle der Schleifvorrichtung befestigt werden. Eine weitere bekannte Schleifscheibe ist offenbart, die sowohl Ausnehmungen aufweist, welche durch die Scheibenfläche verlaufen, als auch weggenommene Regionen, die um das äußere Randgebiet der Schleifscheibe herum beabstandet sind, (siehe beispielsweise US-Patentschrift Nr. 6,07,156 (Amin et al.)).
Außerdem ist bekannt, Öffnungen oder Ausnehmungen in einer Stützplatte für eine Schleifmaschine als Bestandteil eines Staubabsaugungssystems zur Verfügung zu stellen. Das Staubabsaugungssystem weist eine Abdeckung auf, die über den Öffnungen in dem Stützteller platziert ist, und sie ist mit einer Absaugungsquelle verbunden. Beim Betreiben der Schleifmaschine werden Staub, Schmutz und abgeschliffenes Material (bezeichnet als „Schleifabfall") durch die Ausnehmungen und die Abdeckung hindurch über das Absaugungssystem entfernt (siehe beispielsweise US-Patentschrift Nr. 4,932,163 (Chilton et al.)).
Weitere bekannte Systeme sind konzipiert worden, um die Kühlung der Schleifscheibe beim Betreiben der Schleifmaschine zu unterstützen, wodurch die Nutzungsdauer der Schleifscheibe verlängert wird. Eine bekannte Bauart weist beispielsweise eine Vielzahl von Stegen auf, die von der Oberfläche der Stütztellers hervorstehen. Die Stege, welche von einer Oberfläche des Stütztellers hervorstehen, stellen sowohl Kanäle zum Entfernen des Schleifabfalls als auch von weiteren unerwünschten Stoffen beim Betreiben der Schleifvorrichtung zur Verfügung, während sie gleichzeitig eine Kühlungswirkung für die Schleifscheibe bereitstellen.
KURZDARSTELLUNG DER ERFINDUNG
Die vorliegende Erfindung betrifft im Allgemeinen eine Stütztelleranordnung für einen Schleifgegenstand für Schleifvorrichtungen, vorzugsweise eine Stütztelleranordnung für einen Schleifgegenstand zur Verwendung mit einer Schleifvorrichtung, welche die Beobachtung einer abgeschliffenen Oberfläche ermöglicht, während die Schleifvorrichtung betrieben wird, und Schleifvorrichtungen, in welchen derartige Anordnungen eingesetzt werden.
Nach einem Aspekt stellt die vorliegende Erfindung eine Stütztelleranordnung für einen Schleifgegenstand zur Verfügung. Die Stütztelleranordnung für einen Schleifgegenstand weist einen Schleifgegenstand auf, welcher eine Schleifoberfläche aufweist, die ein offenes Sichtfenster (vorzugsweise zwei oder mehrere Sichtfenster) innerhalb der Schleiffläche aufweist. Es wird ein Stützelement zur Verfügung gestellt, das eine erste Hauptfläche aufweist, welche den Schleifgegenstand trägt. Mindestens ein Abschnitt des Stützelements ist aus einem Material hergestellt, das durchsichtig genug ist, um sowohl durch das Stützelement als auch durch das Sichtfenster hindurch zu sehen. Bei Ausführungsformen, in welchen sich die Anordnung während der Verwendung dreht, ist mindestens ein Abschnitt des Stützelements aus einem Material hergestellt, das durchsichtig genug ist, um die Beobachtung einer Arbeitsfläche sowohl durch das Stützelement als auch durch das Sichtfenster hindurch zu ermöglichen, während die Anordnung um eine im Wesentlichen senkrecht zu der ersten Hauptfläche verlaufende Achse rotiert.
Durch die vorliegende Erfindung wird außerdem ein Verfahren zum Abschleifen einer Oberfläche unter Verwendung einer Stütztelleranordnung für einen Schleifgegenstand gemäß der vorliegenden Erfindung zur Verfügung gestellt. Mindestens ein Abschnitt des Schleifmittels der Stütztelleranordnung für einen Schleifgegenstand kann mit einer Substratoberfläche, die abgeschliffen werden soll, in Kontakt kommen, und mindestens eines, entweder die Stütztelleranordnung für einen Schleifgegenstand oder die Substratoberfläche können im Verhältnis zueinander bewegt werden. Die Stütztelleranordnung für den Schleifgegenstand kann sich beispielsweise um eine Achse drehen.
Die Stütztelleranordnung für einen Schleifgegenstand gemäß der vorliegenden Erfindung kann beispielsweise ein Stützelement aufweisen, das aus Materialien hergestellt ist, die durchsichtig genug sind, um die Beobachtung durch das Stützelement hindurch zu ermöglichen, und als solches keine Deckungsgleichheit oder Ausrichtung mit den Sichtfenstern oder den Sichtbereichen eines Schleifgegenstands verlangt, bevor die Stütztelleranordnung für einen Schleifgegenstand an einer Schleifvorrichtung angebracht wird. Der durchsichtige Stützteller kann universell mit vielen verschiedenen Formen und Konfigurationen von Schleifgegenständen verwendet werden.
KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
Die beigefügte Zeichnung ist eingeschlossen, um weiteres Verständnis der vorliegenden Erfindung zu vermitteln und ist in diese Patentbeschreibung integriert und stellt einen Bestandteil davon dar. Die Zeichnung stellt beispielhafte Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung dar und dient zusammen mit der Beschreibung dazu, die Prinzipien der Erfindung des Weiteren zu erläutern. Weitere Aspekte der vorliegenden Erfindung und viele der begleitenden Vorteile der vorliegenden Erfindung werden eher gewürdigt, sobald diese unter Bezugnahme auf die nachfolgende ausführliche Beschreibung besser verstanden wird, wenn sie im Zusammenhang mit dem beigefügten Zeichnungen betrachtet wird, in welchen gleiche Bezugszeichen durchgängig. gleiche Teile der Fi guren kennzeichnen.
1 ist eine Perspektivansicht, welche eine beispielhafte Schleifvorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung darstellt.
2 ist eine Perspektivansicht, welche eine weitere beispielhafte Schleifvorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung darstellt.
3 ist eine vergrößerte Perspektivansicht, welche eine Stütztelleranordnung für einen Schleifgegenstand darstellt, die in der Schleifvorrichtung von 1 oder 2 dargestellt ist.
4 ist eine Draufsicht, welche eine einzige beispielhafte Ausführungsform eine Stütztellers gemäß der vorliegenden Erfindung darstellt.
5 ist eine Ansicht im Querschnitt eines Stütztellers, aufgenommen entlang der Linie 5-5 von 4.
6 ist eine Draufsicht, welche eine beispielhafte Ausführungsform einer Stütztelleranordnung für einen Schleifgegenstand gemäß der vorliegenden Erfindung darstellt, wobei eine abgeschliffene Oberfläche eines Werkstückes durch die Anordnung hindurch beobachtet werden kann.
7 ist eine Draufsicht, welche einen beispielhaften Stützteller darstellt, der in einer Stütztelleranordnung für einen Schleifgegenstand gemäß der vorliegenden Erfindung verwendet wird.
8 ist eine Seitenansicht des Stütztellers von 7.
9 ist eine Draufsicht, welche einen beispielhaften Schleifgegenstand darstellt, der in einer Stütztelleranordnung für einen Schleifgegenstand gemäß der vorliegenden Erfindung verwendet wird.
10 ist eine Draufsicht, welche einen beispielhaften Schleifgegenstand darstellt, der in einer Stütztelleranordnung für einen Schleifgegenstand gemäß der vorliegenden Erfindung verwendet wird.
11 ist eine Draufsicht, welche einen beispielhaften Schleifgegenstand darstellt, der in einer Stütztelleranordnung für einen Schleifgegenstand gemäß der vorliegenden Erfindung verwendet wird.
12 ist eine Draufsicht, welche einen beispielhaften Schleifgegenstand darstellt, der in einer Stütztelleranordnung für einen Schleifgegenstand gemäß der vorliegenden Erfindung verwendet wird.
13 ist eine vergrößerte Ansicht im Querschnitt einer beispielhaften Ausführungsform eines beschichteten Schleifgegenstands, die in einer Stütztelleranordnung für einen Schleifgegenstand gemäß der vorliegenden Erfindung verwendet wird.
AUSFÜHRLICHE BESCHREIBUNG
Die Beobachtung durch das Stützelement und das Sichtfenster/den Sichtbereich hindurch (z.B. der abgeschliffen Oberfläche) beinhaltet die Beobachtung durch eine Person, welche eine normale (einschließlich korri gierte) 20:20 Sichtstärke aufweist, als auch elektronische und elektrische/mechanische Beobachtungssysteme, welche typischerweise in Verbindung mit einer zentralen Verarbeitungseinheit, in manchen Fällen auch einem Roboter, verwendet werden.
In 1 wird eine Schleifvorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung 20 allgemein darstellt. Die Schleifvorrichtung 20 bietet Beobachtung eines abgeschliffenen Abschnitts einer Arbeitsfläche 24 durch die Stütztelleranordnung für einen Schleifgegenstand der vorliegenden Erfindung 22 hindurch, während die Schleifvorrichtung 20 betrieben wird. Vorzugsweise ist der abgeschliffene Abschnitt der Arbeitsfläche durch die Stütztelleranordnung für den Schleifgegenstand hindurch optisch sichtbar.
Nach einem Aspekt ist die Schleifvorrichtung 20 eine Winkelschleifmaschine, welche einen Schleifköper 26 mit einer drehbaren Welle 28 aufweist, welche in Längsrichtung daraus hervorsteht. Die drehbare Welle weist ein erstes Ende 30 und ein zweites Ende 32 auf. Die drehbare Welle 28 tritt an dem ersten Ende 30 aus dem Schleifkörper 26 heraus. Die Stütztelleranordnung für einen Schleifgegenstand 22 ist fest an dem zweiten Ende 32 befestigt und wird im Verhältnis zu der drehbaren Welle 28 während dem Betreiben der Schleifvorrichtung 20 stationär gehalten. Nach einem Aspekte weist die Schleifvorrichtung 20 eine typische Drehgeschwindigkeit von zwischen 4.000 und 12.000 U/min (rpm) auf, obwohl eine bestimmte Schleifvorrichtung für höhere oder niedrigere Geschwindigkeiten ausgelegt sein kann. Die Arbeitsfläche 24 ist durch die Stütztelleranordnung für einen Schleifgegenstand 22 beim Betreiben der Schleifevorrichtung 20 optisch sichtbar, wie durch den optischen Weg 34 angezeigt. Als Option kann die Schleifvorrichtung 20 aus einer unterschiedlichen Schleifvorrichtung bestehen (beispielsweise einer Schwing- oder Vibrationsschleifvorrichtung).
2 ist eine Perspektivansicht, welche eine weitere beispielhafte Ausführungsform einer Schleifvorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung darstellt, die allgemein mit 20A dargestellt ist. Die Schleifvorrichtung 20A ist ein Winkelschleifer und ähnlich der Schleifvorrichtung 20, die in 1 dargestellt ist. Also sind gleiche Elemente mit einem Bezugsbuchstaben „A" nach dem Bezugszeichen gekennzeichnet. Wie dem Fachmann bekannt sein wird, weist ein Winkelschleifer einen Abschnitt des Schleifkörpers 26A auf, welcher im rechten Winkel zu der drehbaren Welle 28A verläuft.
3 ist eine vergrößerte Seitenansicht einer beispielhaften Ausführungsform einer Stütztelleranordnung für einen Schleifgegenstand 22. Die Stütztelleranordnung für einen Schleifgegenstand 22 weist einen Schleifgegenstand 40 auf, der sicher an dem Stützteller 42 befestigt ist. Der Schleifgegenstand 40 kann beispielsweise ein beschichteter Schleifgegenstand, ein Verbundschleifgegenstand oder ein Vliesschleifgegenstand sein. Weitere geeignete Schleifgegenstände werden für die Fachleute nach der Lektüre dieser Anmeldung offensichtlich werden.
Der Stützteller 42 weist ein Stützelement 44 und ein Anschlusssystem 46 auf. Das Anschlusssystem 46 ist einstückig mit dem Stützelement 44 ausgebildet, oder getrennt von dem Stützelement 44 ausgebildet. Nach einem Aspekt ist das Stützelement 44 im Allgemeinen scheibenförmig.
Das Stützelement 44 ist ein nach außen verlaufender Flansch, welcher durch eine erste Hauptfläche 50 und eine. zweite Hauptfläche 52 definiert wird. Die erste Hauptfläche 50 trägt den Schleifgegenstand 40. Der Schleifgegenstand 40 weist Sichtfenster 56, 58 auf. Mindestens ein Abschnitt des Stützelements 44 besteht aus einem Material, das durchsichtig genug ist, um eine Arbeitsfläche sowohl durch das Stützelement 44 als auch die Sichtfenster 56, 58 des Schleifgegenstands hindurch beobachten zu können, während die Anordnung 22 um eine im Wesentlichen senkrechte Achse zu der ersten Hauptfläche 50 rotiert, die durch Beobachtungslinien 60, 62 angezeigt ist.
Der Schleifgegenstand 40 ist stationär und sicher an der ersten Hauptfläche 50 des Stützelements 44 befestigt. Nach einem Aspekt weist das Anschlusssystem 46 eine Anschlussmontageanordnung 70 auf. Die Anschlussmontageanordnung 70 arbeitet, um den Stützteller 42 an dem zweiten Ende 32 der drehbaren Welle 28 sicher zu halten. Nach einem Aspekt weist die Anschlussmontageanordnung 70 eine erste Sicherungsmutter 72 auf, die innerhalb des Anschlusssystems 46 angeordnet ist. Als Option kann die erste Sicherungsmutter 72 in dem Anschlusssystem 46 als Einsatz geformt sein. Nach einem Aspekt ist die erste Sicherungsmutter 72 aus Stahl hergestellt. Nach weiteren Aspekten ist die erste Sicherungsmutter 72 aus weiteren Metallen (beispielsweise Aluminium, Messing usw.)oder einem starren Polymersystem hergestellt. Die erste Sicherungsmutter 72 ist mit einem Gewinde versehen, um den Stützteller 42 an der drehbaren Welle 28 anzuordnen. Nach einem Aspekt ist eine zweite Sicherungsmutter 74 zur Verfügung gestellt, um den Schleifgegenstand 40 an der ersten Hauptfläche 52 sicher zu befestigen. Die zweite Sicherungsmutter 74 kann als Bestandteil des Schleifgegenstands 40 ausgebildet sein und oder sie kann von dem Schleifgegenstand 40 getrennt ausgebildet sein. Auch die zweite Sicherungsmutter 74 ist mit einem Gewinde versehen, wodurch der Schleifgegenstand 40 an dem Stützteller 42 und an dem zweiten Ende 32 der drehbaren Welle 28 angeordnet (d.h. festgezogen) werden kann.
4 ist eine Draufsicht, welche eine beispielhafte Ausführungsform von Stützteller 42 gemäß der vorliegenden Erfindung darstellt. Nach einem Aspekt ist der Stützteller 42 im Allgemeinen scheibenförmig. Als Option kann der Stützteller 42 nicht scheibenförmig sein (beispielsweise quadratisch, sechseckig, usw.). Das Anschlusssystem 46 ist in der Mitte auf dem Stützteller 42 angeordnet. Die mittlere Achse 76 ist als eine Achse definiert, welche im Wesentlichen senkrecht (d.h. orthogonal) zu der ersten Hauptfläche 50 verläuft. Das Anschlusssystem 46 ist an der mittleren Achse 76 des Stütztellers zentriert. Das Anschlusssystem 46 weist einen zentralen Hohlraum 78 auf, welcher durch eine Hohlraumwand 80 definiert ist. Die erste Sicherungsmutter 72 ist innerhalb des zentralen Hohlraums 78 angeordnet und vorzugsweise als Einsatz innerhalb des zentralen Hohlraums 78 geformt.
Das Anschlusssystem 46 weist Greifelemente 82 auf. Paare gegenüberliegender Greifelemente 82 sind symmetrisch um die zentrale Achse 76 des Stütztellers angeordnet (gekennzeichnet als Greifelemente 82A, 82B; 82C, 82D; und 82E, 82F). Das Anschlusssystem 46 weist ferner eine Vielzahl von Verstärkungsrippen 84A, 84B, 84C, 84D, 84E, 84F auf, die sich von der Hohlraumwand 80 aus erstrecken und sich radial von der zentralen Achse 76 des Stütztellers aus erstrecken. Die Verstärkungsrippen 84A, 84B, 84C, 84D, 84E, 84F stellen Verstärkung für die entsprechenden Greifelemente 82A, 82B, 82C, 82D, 82E, 82F zur Verfügung. Die Greifelemente 82A, 82B, 82C, 82D, 82E, und 82F sind beim Greifen des Stütztellers 42 nützlich, wenn der Stützteller 42 auf der Welle 28 angeordnet und festgezogen wird, und/oder während der Schleifgegenstand 40 an der Stütztelleranordnung 22 für einen Schleifgegenstand angeordnet und festgezogen wird.
5 ist eine Ansicht im Querschnitt eines Stütztellers 42, aufgenommen entlang der Linie 5-5 von 4. Das Stützelement 44 ist aus einem Material hergestellt, das durchsichtig genug ist, um die Beobachtung einer Arbeitsfläche durch das Stützelement 44 hindurch beim Betreiben der Schleifmaschine ermöglichen, angegeben durch die Beobachtungslinien 90, 91. Vorzugsweise ist das Material durchsichtig genug, dass eine Arbeitsfläche von einer Person mit normaler Sehstärke (das bedeutet hier „optisch durchsichtig") beim Betreiben der Schleifmaschine gesehen werden kann. Nach einem Aspekt ist das gesamte Stützelement 44 optisch durchsichtig. Das Stützelement 44 weist ein äußeres Randgebiet 92 auf. Nach einem weiteren Aspekt ist das gesamte äußere Randgebiet 92 optisch durchsichtig. Nach noch einem weiteren Aspekt sind die äußeren 50 Prozent des äußeren Umfangs 92 optisch durchsichtig. In einer Ausführungsform ist das Stützelement 44 aus einem im Wesentlichen starren Polymersystem hergestellt. Bei einer bevorzugten Ausführungsform besteht das Polymersystem aus Polykarbonat. Vorzugsweise ist das Anschlusssystem 46 einstückig mit dem Stützelement 44 geformt. Das Anschlusssystem 46 kann aus einem Material, das durchsichtig genug ist, hergestellt sein oder nicht, um die Beobachtung der Arbeitsfläche durch das Anschlusssystem 46 hindurch zu ermöglichen, während die Stütztelleranordnung für einen Schleifgegenstand rotiert. Nach einem Aspekt ist das Anschlusssystem 46 optisch durchsichtig. Das Anschlusssystem 46 ist vorzugsweise aus einem im Wesentlichen starren Polymersystem hergestellt, und es wird noch eher vorgezogen, dass das Polymersystem Polykarbonat ist.
6 ist eine Draufsicht, welche die Stütztelleranordnung 22 für einen Schleifgegenstand darstellt, wobei der Stützteller 42 über einem Schleifgegenstand 40 angeordnet ist. Zur besseren Übersicht sind detaillierte Bezugszeichen weggelassen worden. In der dargestellten, beispielhaften Ausführungsform sind der Stützteller 42, und insbesondere das Stützelement 44 aus optisch durchsichtigem Polykarbonat hergestellt. Der Schleifgegenstand 40 ist. im Allgemeinen scheibenförmig. Der Schleifgegenstand 40 weist eine Vielzahl von Sichtbereichen oder Sichtfenstern auf, die als Sichtfenster 100, Sichtfenster 102, und Sichtfenster 104 gekennzeichnet sind. Fenster 100, Fenster 102 und Fenster 104 sind symmetrisch um die zentrale Achse 76 beabstandet, wodurch der Anordnung 22 Rotationssymmetrie verliehen wird. Der Schleifgegenstand 40 weist zusätzliche Sichtbereiche 106, 108, 110 auf. Der Schleifgegenstand 40 weist eine Schleiffläche (in dieser Ansicht nicht dargestellt) auf, welche einen mittleren Durchmesser 112 aufweist. Abschnitte der Schleiffläche ragen über den mittleren Durchmesser 112 dergestalt hinaus, dass Sichtbereiche zwischen benachbarten Abschnitten der Schleiffläche definiert werden, welche über den mittleren Durchmesser der Schleiffläche hinausragen. Unter Bezugnahme auf den Schleifgegenstand 40 erstrecken sich die Abschnitte 114, 116, 118 über den mittleren Durchmesser 112 hinaus oder ragen darüber hinaus, um den Sichtbereich 106 zwischen benachbarten Abschnitten 112, 118, den Sichtbereich 108 zwischen benachbarten Abschnitten 114, 116, und den Sichtbereich 110 zwischen benachbarten Abschnitten 116, 118 zu definieren, welche über den mittleren Durchmesser 112 der Schleiffläche hinausragen.
Nach einem Aspekt sind die Sichtbereiche 106, 108, 110 symmetrisch um ein äußeres Randgebiet des Schleifgegenstands 40 beabstandet. Wenn eine Schleifmaschine bei einer mittleren oder hohen Geschwindigkeit rotierend betrieben wird, kann eine abgeschliffene Oberfläche optisch durch die Sichtfenster 100, 102, 104 und die Sichtbereiche 106, 108, 110 gesehen werden. Da das Stützelement 44 optisch durchsichtig ist, ist für den Stützteller 42 keine Deckungsgleichheit oder Ausrichtung mit den Sichtfenstern 100, 102, 104 und den Sichtbereichen 106, 108, 110 des Schleifgegenstands 40 erforderlich, bevor die Stütztelleranordnung 22 für einen Schleifgegenstand an einer Schleifvorrichtung angebracht wird. Darüber hinaus kann der durchsichtige Stützteller 42 universell mit vielen verschiedenen Formen und Konfigurationen von Schleifgegenständen verwen det werden.
7 ist eine Draufsicht, welche eine weitere beispielhafte Ausführungsform eines Stütztellers, der als Stützteller 42A gekennzeichnet ist, gemäß der vorliegenden Erfindung darstellt. Der Stützteller 42A weist Kühlungsrippen 120 auf, die sich von der Hauptfläche 122 aus erstrecken. Bei der Rotation des Stütztellers 42A beim Betreiben der Schleifmaschine werden Kanäle für Staub-, und Schleifabfallentfernung/Kühlung zur Verfügung gestellt, die durch die Kühlungsrippen 120 definiert sind. Auch unter Bezugnahme auf 8 ist der Stützteller 42A aus einem Material hergestellt, das durchsichtig genug ist, um die Beobachtung einer Arbeitsfläche durch den Stützteller 42A hindurch zu ermöglichen, während eine Schleifmaschine betrieben wird, wie durch die Pfeile 126A, 126B angezeigt. Vorzugsweise besteht der Stützteller 42A aus einem optisch durchsichtigen Polymersystem und ein optisch durchsichtiges Polykarbonat wird noch eher vorgezogen.
Die 9 bis 12 stellen beispielhafte Ausführungsformen von Ausgestaltungen des Schleifgegenstands dar, die zur Verwendung mit der Stütztelleranordnung 22 für einen Schleifgegenstand gemäß der vorliegenden Erfindung geeignet sind. Weil der in der vorliegenden Erfindung verwendete Stützteller ermöglicht, eine Arbeitsfläche durch ihn hindurch zu beobachten, kann der Stützteller mit vielen verschiedenen Ausgestaltungen des Schleifgegenstands verwendet werden. Es ist nicht mehr erforderlich, dass die Ausgestaltung des Schleifgegenstands mit der Ausgestaltung des Stütztellers übereinstimmt, so dass die Ausrichtung und die Deckungsgleichheit vor dem Anbringen einer Stütztelleranordnung für einen Schleifgegenstand an einer Schleifvorrichtung erforderlich sind. Weitere geeignete Ausgestaltungen von Schleifgegenständen werden für die Fachleute nach der Lektüre dieser Anmeldung offensichtlich werden. Eine ausführliche Offenbarung von bei spielhaften geeigneten Materialien des Schleifgegenstands und Typen des Schleifgegenstands, die zur Verwendung mit der Stütztelleranordnung für einen Schleifgegenstand gemäß der vorliegenden Erfindung geeignet sind, wird ausführlich in dieser Patentbeschreibung diskutiert.
In 9 ist der Schleifgegenstand 40A im Wesentlichen scheibenförmig und weist eine Vielzahl von Sichtbereichen oder Sichtfenstern 130, 132, 134 auf. Die Sichtfenster 130, 132, 134 sind symmetrisch um einen zentralen Punkt 136 angeordnet, wodurch während der Rotation des Schleifgegenstands 40A Symmetrie bereitgestellt wird. Der Schleifgegenstand 40A weist außerdem Sichtbereiche 138, 140, 142, 144, 146, 148 auf, die an dem äußeren Umfang des Schleifgegenstands 40A angeordnet sind. Die Kombination von Sichtfenstern 130, 132, 134 und Sichtbereichen 138, 140, 142, 144, 146, 148 stellt einen vergrößerten Sichtbereich eines abgeschliffenen Abschnitts einer Arbeitsfläche zur Verfügung.
Die 10 stellt eine weitere beispielhafte Ausführungsform eines Schleifgegenstands 40B dar, die zur Verwendung mit einer Stütztelleranordnung für einen Schleifgegenstand gemäß der vorliegenden Erfindung geeignet ist. Der Schleifgegenstand 40B ist im Wesentlichen scheibenförmig und weist symmetrisch beabstandete Sichtbereiche oder Sichtfenster 150, 152, 154 auf. Des weiteren sind asymmetrische Sichtbereiche 156, 158, 160 an einem äußeren Randgebiet des Schleifgegenstands 40B angeordnet. Die Sichtbereiche 156, 158, 160 verlaufen im wesentlichen radial nach innen, wodurch verbesserte Sicht eines abgeschliffenen Abschnitts einer Arbeitsfläche bereitgestellt wird.
11 stellt eine weitere beispielhafte Ausführungsform von Schleifgegenstand 40C dar, die zur Verwendung mit einer Stütztelleranordnung für einen Schleifgegens tand gemäß der vorliegenden Erfindung geeignet ist. Der Schleifgegenstand 40C ist im Wesentlichen scheibenförmig und weist eine „blumenartige" Konfiguration eines Schleifgegenstands auf und ist in der Nähe des Stütztellers 42C dargestellt. Die blumenartige Konfiguration weist Segmente 160, 162, 164, 166, 168, 170 auf, die symmetrisch um einen mittleren Punkt 172 herum angeordnet sind und sich radial davon ausgehend erstrecken. Die Segmente 160, 162, 164, 166, 168, 170 sind voneinander beabstandet, wodurch die Sicht auf eine abgeschliffene Arbeitsfläche durch entsprechende Sichtfenster oder Sichtbereiche 161, 163, 165, 167, 169 und 171 bereitgestellt wird. Der Schleifgegenstand 40C, der eine blumenartige Konfiguration aufweist, ist dafür bekannt, dass er für Schleifvorgänge zweckmäßig ist, bei denen gebogene Flächen geschliffen und poliert werden.
Die 12 stellt eine weitere beispielhafte Ausführungsform eines Schleifgegenstands dar, gekennzeichnet als Schleifgegenstand 40D, die zur Verwendung mit einer Stütztelleranordnung für einen Schleifgegenstand gemäß der vorliegenden Erfindung geeignet ist. Der Schleifgegenstand 40D bietet gute Sicht einer abgeschliffenen Arbeitsfläche, während die Menge an Material, das von dem Schleifgegenstand entfernt ist, reduziert ist. Der Schleifgegenstand 40D ist im Wesentlichen scheibenförmig und weist eine Schleifarbeitsfläche 170 auf, die um den zentral gelegenen Anschluss 172 angeordnet ist. Der Anschluss 172 ist an der zentralen Achse 174 angeordnet. Der Schleifgegenstand 40D weist längs verlaufende Sichtbereiche oder Sichtfenster 176, 178, 180, 182, 184, 186 auf. Die länglichen Sichtfenster 176, 178, 180, 182, 184, 186 verlaufen radial von einem zentralen Abschnitt 190 zu dem äußeren Umfang 192. Nach einem Aspekt sind die länglichen Sichtfenster 176, 178, 180, 182, 184, 186 im Wesentlichen bogenförmig. Als solche stellen die radial verlaufenden, länglichen Sichtfenster maximale Sicht auf einen abgeschliffenen Abschnitt einer Arbeitsfläche zur Verfügung, während sie gleich zeitig das Material am Umfangs des Arbeitsschleifbereiches 170 minimieren, welches die strukturelle Integrität des Arbeitsbereichs aufrecht hält. Der Schleifgegenstand 40D weist außerdem Sichtbereiche 193, 194, 196, 198, 200, 202 auf, die symmetrisch an einem äußeren Umfang des Schleifgegenstands 40D angeordnet sind. Die Sichtbereiche 193, 194, 196, 198, 200, 202 und die länglich verlaufenden Sichtfenster 176, 178, 180, 182, 184, 186 stellen einen verbesserten Sichtbereich eines abgeschliffenen Abschnitts einer Arbeitsfläche beim Betreiben einer Schleifmaschine zur Verfügung.
Eine beispielhafte Ausführungsform eines Verfahrens zum Abschleifen einer Oberfläche gemäß der vorliegenden Erfindung umfasst die folgenden Verfahrenschritte. Zuerst wird eine Stütztelleranordnung für einen Schleifgegenstand definiert. Die Stütztelleranordnung für einen Schleifgegenstand weist einen Schleifgegenstand auf, welcher eine Schleiffläche aufweist, die ein Sichtfenster und/oder einen Sichtbereich innerhalb der Schleiffläche aufweist, und ein Stützelement, welches eine erste Hauptfläche aufweist, die den Schleifgegenstand trägt. Mindestens ein Abschnitt des Stützelements ist aus einem Material hergestellt, das durchsichtig genug ist, um die Beobachtung einer Arbeitsfläche sowohl durch das Stützelement als auch durch das Sichtfenster/den Sichtbereich hindurch zu ermöglichen, während die Anordnung um eine im Wesentlichen senkrecht zu der ersten Hauptfläche verlaufende Achse rotiert. Ein Anschlusssystem ist an dem Stützelement befestigt.
Anschließend kommt ein Abschnitt des Schleifgegenstands mit einer Oberfläche eines Arbeitsstückes in Kontakt. Danach wird der Abschnitt des Schleifgegenstands oder die Fläche im Verhältnis zueinander bewegt, um mindestens einen Abschnitt der Fläche mit dem Schleifgegenstand abzuschleifen. Darauf folgend kann der abgeschliffene Abschnitt der Fläche sowohl durch das Stütztellermaterial als auch das Sichtfenster/den Sichtbereich hindurch beobachtet werden, während sich der Abschnitt des Schleifgegenstands oder die Fläche zueinander bewegen. Es wird vorausgesetzt, dass Rotation/Bewegung des Schleifgegenstands und/oder der Fläche ausreicht, die abgeschliffen werden soll, um die Beobachtung der Fläche zu ermöglichen.
Schleifgegenstände
Ein Sichtbereich (Sichtbereiche) (einschließlich eines Sichtfensters(Sichtfenstern)), wenn er (sie) nicht schon vorhanden ist (sind), kann Schleifgegenständen hinzugefügt werden, indem der Schleifgegenstand beispielsweise ausgeschnitten, ausgestanzt wird, usw., damit er den gewünschten Sichtbereich (die gewünschten Sichtbereiche) aufweist. Beispielsweise können Löcher in einen beschichteten Schleifgegenstand gestanzt werden, um ein Sichtfenster (Sichtfenster) bereitzustellen. Siehe auch beispielsweise die mitanhängige Anmeldung mit dem Aktenzeichen US Nr. 09/607,210, die am 30. Juni 2000 angemeldet wurde. Allgemeine Einzelheiten bezüglich des Herstellens von Schleifgegenständen werden in den nachfolgenden Abschnitten beschrieben. Weitere geeignete Schleifgegenstände werden für die Fachleute nach der Lektüre dieser Anmeldung offensichtlich werden.
Beschichtete Schleifmittel
Beschichtete Schleifprodukte weisen im Allgemeinen einen Träger, Schleifpartikel und mindestens ein Bindemittel auf, um die Schleifpartikel auf dem Träger zu halten. Der Träger kann aus irgendeinem geeigneten Material bestehen, einschließlich Stoff, Polymerfolie, Fasern, Vliesverbund, Papier, Kombinationen davon und bearbeitete Ausführungen davon. Das Bindemittel kann aus irgendeinem geeigneten Bindemittel bestehen, einschließlich eines anorganischen oder organischen Bindemittels, (einschließlich thermisch härtbare Harze und durch Strahlung härtbare Harze). Die Schleifpartikel können in einer Schicht oder in zwei Schichten des beschichteten Schleifprodukts vorhanden sein.
Ein Beispiel eines beschichteten Schleifprodukts ist in 13 abgebildet. Unter Bezugnahme auf diese Figur weist das Schleifprodukt 271 einen Träger (Substrat) 272 und eine Schleifschicht 273 auf. Die Schleifschicht 273 weist Schleifpartikel 274 auf, die an einer Hauptfläche eines Trägers 272 sicher durch eine Fertigungsschicht 275 und eine Schlichtschicht 276 befestigt sind. In einigen Fällen wird eine (nicht dargestellte) überdimensionierte Schicht verwendet.
Gebundene Schleifmittel
Gebundene Schleifprodukte weisen typischerweise eine geformte Masse von Schleifpartikeln auf, die durch ein organisches, metallisches, oder keramisch gebundenes Bindemittel zusammengehalten werden. Eine derartig geformte Masse kann sich beispielsweise in Gestalt einer Scheibe, wie beispielsweise einer Schleifscheibe oder einer Trennscheibe darstellen. Typischerweise beträgt der Durchmesser von Schleifscheiben ungefähr 1 cm bis über 1 Meter, der Durchmesser von Trennscheiben beträgt ungefähr 1 cm bis über 80 cm (3 cm bis ungefähr 50 cm sind typischer). Die Dicke der Trennscheibe beträgt typischerweise ungefähr 0,5 mm bis ungefähr 5 cm, typischer sind ungefähr 0,5 mm bis ungefähr 2 cm. Die geformte Masse kann sich außerdem in Gestalt von beispielsweise eines Honsteins, eines Blocks, einer angebauten Spitze, einer Scheibe (beispielsweise einer Doppelschleifmaschine) oder in weiteren herkömmlichen Formen von gebundenen Schleifmitteln darstellen. Gebundene Schleifprodukte weisen typischerweise, basierend auf dem Gesamtvolumen des gebundenen Schleifprodukts, ungefähr 3 bis 50 Vol.% an gebundenem Material, ungefähr 30 bis 90 Vol.% Schleifpartikel (oder Schleifpartikelmischungen), bis zu 50 Vol.% an Zusätzen (einschließlich Schleifhilfsmittel) und bis zu 70 Vol.% Poren auf.
Schleifgegenstände aus Vlies
Schleifgegenstände aus Vlies weisen typischerweise eine offene, poröse, lose verbundene Polymerfaserstruktur auf, welche verschmolzene, über die Struktur hinweg verteilte Schleifpartikel aufweist, die darin durch ein organisches Bindemittel anhaftend gebunden sind. Zu Beispielen von Filamenten gehören Polyesterfasern, Polyamidfasern und Polyaramidfasern. Ein Schleifprodukt aus Vlies kann eine faserartige Matte als Substrat aufweisen, auf welcher Schleifpartikel verschmolzen sind, die durch ein Bindemittel anhaften. Außerdem liegt es im Umfang der vorliegenden Erfindung, dass poröse Bereiche zwischen den Filamenten die Sichtfenster/-bereiche darstellen.
Geformte Schleifbürsten
Zu den zweckmäßigen Schleifbürsten gehören diejenigen, welche eine Vielzahl von mit einem Träger als eine Komponente geformte Borsten aufweisen (siehe beispielsweise US-Patentschriften Nr. 5,427,595 (Pihl et al.), 5,443,906 (Pihl et al.), 5,679,067 (Johnson et al.) und 5,903,951 (Ionta et al.). Derartige Bürsten werden vorzugsweise durch Spritzgießen eines Gemisches aus Polymer und Schleifpartikeln hergestellt.
Bestandteile von Schleifprodukten
Zu den geeigneten organischen Bindemitteln zum Herstellen von Schleifprodukten gehören aushärtende organische Polymere. Zu den Beispielen von geeigneten aushärtenden organischen Polymeren gehören Phenolharze, Harnstoff-Formaldehydharze, Mellamin-Formaldehydharze, Urethanharze, Acrylatharze, Polyesterharze, aminoplastische Harze, welche hängende, α,β-ungesättigte Karbonylgruppen, Epoxidharze, acrylierte Harnstoffe, acrylierte Epoxidharze und Kombinationen davon aufweisen. Das Bindemittel und/oder das Schleifprodukt können außerdem Zusätze, wie beispielsweise Fasern, Schmiermittel, Benetzungsmittel, die Viskosität verändernde Materialien, grenzflächenaktive Stoffe, Pigmente, Färbestoffe, antistatische Wirkstoffe (z.B. Kohlenstoffschwarz, Vanadiumoxid, Graphit, usw.), Kopplungsmittel (z.B. Silane, Titanate, Zirconiumaluminate, usw.), Weichmacher, Suspensionsmittel und dergleichen aufweisen. Die Mengen dieser optionalen Zusätze werden so ausgewählt, dass die gewünschten Eigenschaften zur Verfügung gestellt werden. Die Kopplungsmittel können die Haftung an den Schleifpartikeln und/oder dem Füllstoff verbessern. Die Bindemittelchemie kann thermisch gehärtet werden, durch Strahlung oder durch Kombinationen davon gehärtet werden. Zusätzliche Einzelheiten über die Bindemittelchemie können in US-Patentschriften Nr. 4,588,419 (Caul et al.), 4,751,137 (Tumey et al.) und 5,436,063 (Follett et al.) gefunden werden.
Bindemittel können außerdem Füllstoffe oder Schleifhilfsmittel enthalten, typischerweise in Gestalt eines partikelförmigen Materials. Typischerweise bestehen die partikelförmigen Materialien aus anorganischen Stoffen. Zu den Beispielen von für diese Erfindung nützlichen Füllstoffen zählen: Metallkarbonate (z.B. Kalziumkarbonat (z.B. Kreide, Kalkspat, Mergel, Travertin, Marmor und Kalkstein), Kalziummagnesiumkarbonat, Natriumkarbonat, Magnesiumkarbonat), Siliziumdioxid (z.B. Quarz, Glaskügelchen, Glasbläschen und Glasfasern), Silikate (z.B. Talk, Tonerden, (Montmorillonit) Feldspat, Glimmer, Kalziumsilikat, Kalziummetasilikat, Natriumalumosilikat, Natriumsilikat) Metallsulfate (z.B. Kalziumsulfat, Bariumsulfat, Natriumsulfat, Aluminiumnatriumsulfat, Aluminiumsulfat), Gips, Blähglimmer, Holzmehl, Aluminiumtrihydrat, Kohlenstoffschwarz, Metalloxide (z.B. Kalziumoxid (Kalk), Aluminiumoxid, Titandioxid) und Metallsulfit (z.B. Kalziumsulfit).
Im Allgemeinen erhöht der Zusatz eines Schleifhilfsmittels die Lebensdauer des Schleifprodukts. Ein Schleifhilfsmittel ist ein Material, das sich in bedeutender weise auf die chemischen und physischen Prozesse des Abschleifens auswirkt, was zu verbesserter Leistungsfähigkeit führt. Obwohl es nicht gewünscht wird, auf eine Theorie festgelegt zu werden, wird davon ausgegangen, dass (ein) Schleifhilfsmittel (a) die Reibung zwischen den Schleifpartikeln und dem abzuschleifenden Werkstück verringern werden (wird), (b) die Schleifpartikel daran hindern werden (wird), sich "zuzusetzen" (d.h. Metallpartikel daran zu hindern, sich mit den Spitzen der Schleifpartikel zu verschweißen) oder mindestens die Neigung von Schleifpartikeln, sich zuzusetzen, zu reduzieren, (c) die Grenzflächentemperatur zwischen den Schleifpartikeln und dem Werkstück reduzieren werden (wird), und/oder (d) die Schleifkräfte reduzieren werden (wird).
Schleifhilfsmittel umschließen eine große Vielzahl von unterschiedlichen Materialien und sie können auf anorganischer oder organischer Basis beruhen. Zu den Beispielen von chemischen Gruppen von Schleifhilfsmitteln gehören Wachs, organische Halogenidverbindungen, Halogenidsalze und -metalle und ihre Legierungen. Die organischen Halogenidverbindungen werden typischerweise beim Abschleifen abgebaut und geben eine Halogensäure oder eine gasartige Halogenidverbindung ab. Zu den Beispielen derartiger Materialien gehören gechlorte Wachse, wie Tetrachlornaphtalen, Pentachlornaphthalen und Polyvinylchlorid. Zu den Beispielen von Halogenidsalzen gehören Natriumchlorid, Kaliumkryolith, Natriumkryolith, Ammoniumkryolith, Kaliumtetrafluoroborat, Natriumtetrafluoroborat, Siliziumfluorid, Kaliumchlorid und Magnesiumchlorid. Zu Beispielen von Metallen gehören Zinn, Blei, Bismut, Kobalt, Antimon, Cadmium, und Eisentitan. Zu weiteren verschiedenartigen Schleifhilfsmitteln gehören Schwefel, organische Schwefelverbindungen, Grafit und Metallsulfide. Außerdem liegt es im Umfang der vorliegenden Erfindung, eine Kombination von unterschiedlichen Schleifhilfsmitteln zu verwenden, und in einigen Fällen können diese synergetische Effekte erzielen. Das bevorzugte Schleifhilfsmittel ist Kryolith; das am meisten bevorzugte Schleifhilfsmittel ist Kaliumtetrafluoroborat.
Schleifhilfsmittel können besondere bei beschichteten Schleifmitteln und gebundenen Schleifprodukten nützlich sein. Bei beschichteten Schleifprodukten werden Schleifhilfsmittel typischerweise in der Superkörnungsbeschichtung verwendet, welche über die Oberfläche der Schleifpartikeln aufgetragen wird. Allerdings wird das Schleifhilfsmittel in einigen Fällen der Herstellungsschicht beigefügt. Typischerweise beträgt die Menge an Schleifhilfsmitteln, die in beschichtete Schleifprodukte aufgenommen wird, ungefähr 50 bis 300 g/m² (vorzugsweise ungefähr 80 bis 160 g/m²). Bei keramisch gebundenen Schleifmittelprodukten werden die Poren des Produktes typischerweise mit dem Schleifhilfsmittel imprägniert.
Zu Beispielen von geeigneten herkömmlichen Schleifpartikeln gehören verschmolzenes Aluminiumoxid, (einschließlich verschmolzenes weißes Aluminiumoxid, wärmebehandeltes Aluminiumoxid und braunes Aluminiumoxid), Siliziumkarbid, Borkarbid, Titankarbid, Diamanten, würfelförmiges Bornitrat, Granat, verschmolzenes Aluminiumoxid-Zirconium, von Sol-Gel abgeleitete Schleifpartikel und dergleichen. Die von Sol-Gel abgeleiteten Schleifpartikel können geimpft oder nicht geimpft sein. Gleichfalls können die von Sol-Gel abgeleiteten Schleifpartikel willkürlich geformt sein oder sie können eine ihnen zugehörige Gestalt aufweisen, wie beispielsweise eine Stange oder ein Dreieck. Zu den Beispielen von Sol-Gel Schleifpartikeln gehören diejenigen, die in US-Patentschriften Nr. 4,314,827 (Leitheiser et al.), 4,518,397 (Leitheiser et al.), 4,623,364 (Cottringer et al.), 4,744,802 (Schwabel), 4,770,671 (Monroe et al.), 4,881,951 (Wood et al.), 5,011,508 (Wald et al.), 5,090,968 (Pellow), 5,139,978 (Wood), 5,201,916 (Berg et al.), 5,227,104 (Bauer), 5,366,523 (Rowenhorst et al.), 5,429,647 (Larmie), 5,498,269 (Larmie) und 5,551,963 (Larmie) beschrieben werden. Zusätzliche Einzelheiten über gesinterte Aluminiumoxid Schleifpartikel, die unter Verwendung von Aluminiumoxidpulvern als Rohstoffquelle hergestellt werden, können beispielsweise in US-Patentschriften Nr. 5,259,147 (Falz), 5,593,467 (Monroe), und 5,665,127 (Moltgen) gefunden werden. In einigen Fällen können Mischungen von Schleifpartikeln zu einem Schleifgegenstand führen, welcher verbesserte Schleifleistung im Verhältnis zu Schleifgegenständen aufweist, welche Schleifpartikel irgendeiner Art zu 100 % aufweisen.
Falls eine Mischung von Schleifpartikeln vorliegt, können die Schleifpartikelarten, welche die Mischung bilden, dieselbe Größe aufweisen. Als Alternative können die Schleifpartikel unterschiedliche Partikelgrößen aufweisen.
Zu den Beispielen von geeigneten Verdünnungspartikeln gehören Marmor, Gips, Feuerstein, Siliziumdioxid, Eisenoxid, Aluminiumsilikat, Glas (einschließlich Glasbläschen und Glaskügelchen), Aluminiumoxidbläschen, Aluminiumoxidkügelchen und Verdünnungsagglomerate. Verschmolzene Schleifpartikel gemäß der vorliegenden Erfindung können außerdem in oder mit Schleifmittelagglomeraten kombiniert werden. Schleifagglomeratpartikel umfassen typischerweise eine Vielzahl von Schleifpartikeln, ein Bindemittel und optionale Zusatzstoffe. Das Bindemittel kann organisch und/oder anorganisch sein. Die Schleifagglomerate können eine willkürliche Gestalt haben oder sie können eine vorbestimmte, ihnen zugehörige Gestalt aufweisen. Die Gestalt kann ein Block, ein Zylinder, eine Pyramide, ein Keil, ein Quadrat, oder dergleichen sein. Typischerweise weisen Schleifagglomeratpartikel Partikelgrößen auf, die von ungefähr 100 bis ungefähr 5000 Mikrometer, typischerweise von ungefähr 250 bis ungefähr 2500 Mikrometer reichen. Zusätzliche Einzelheiten bezüglich Schleifagglomeratpartikel können beispielsweise in US-Patentschriften Nr. 4,311,489 (Kressner), 4,652,275 (Bloecher et al.), 4,799,939 (Bloecher et al.), 5,549,962 (Holmes et al.), und 5,975,988 (Christianson) gefunden werden.
Die Schleifpartikel können gleichmäßig in dem Schleifgegenstand verteilt oder in ausgewählten Bereichen oder Abschnitten des Schleifgegenstands konzentriert sein. In einem beschichteten Schleifmittel können beispielsweise zwei Schichten mit unterschiedlichen Schleifpartikeln vorhanden sein.
Ebenfalls können in einem gebundenen Schleifmittel zwei unterschiedliche Abschnitte der Schleifscheibe vorhanden sein. Der äußerste Abschnitt kann eine bestimmte Art von Schleifpartikeln aufweisen, wohingegen diese in dem innersten Abschnitt nicht vorhanden sind. Als Alternative können die Schleifpartikel gleichmäßig über den gebundenen Schleifgegenstand hinweg verteilt sein.
Weitere Einzelheiten bezüglich beschichteter Schleifprodukte können beispielsweise in US-Patentschriften Nr. US Pat 4,734,104 (Broberg), 4,737,163 (Larkey), 5,203,884 (Buchanan et al.), 5,152,917 (Pieper et al.), 5,378;251 (Culler et al.), 5,417,726 (Stout et al.), 5,436,063 (Follett et al.), 5,496,386 (Broberg et al.), 5,609,706 (Benedict et al.), 5,520,711 (Helmin), 5,954,844 (Law et al.), 5,961,674 (Gagliardi et al.) und 5,975,988 (Christinason) gefunden werden. Weitere Einzelheiten bezüglich gebundener Schleifprodukte können beispielsweise in US-Patentschriften Nr. 4,453,107 (Rue), 4,741,743 (Narayanan et al.), 4,800,685 (Haynes et al.), 4,898,597 (Hay et al.), 4,997,461 (Markhoff-Matheny et al.), 5,038,453 (Narayanan et al.), 5,110,332 (Narayanan et al.) und 5,863,308 (Qi et al.) gefunden werden. Weitere Einzelheiten bezüglich kera misch gebundener Schleifmittel können beispielsweise in US-Patentschriften Nr. 4,543,107 (Rue), 4,898,597 (Hay), 4,997,461 (Markhoff-Matheny et al.), 5,094,672 (Giles et al.), 5,118,326 (Sheldon et al.), 5,131,926 (Sheldon et al.), 5,203,886 (Sheldon et al.), 5,282,875 (Wood et al.), 5,738,696 (Wu et al.) und 5,863,308 (Qi) gefunden werden. Weitere Einzelheiten bezüglich Schleifmittelprodukten aus Vlies können beispielsweise in US-Patentschrift Nr. 2,958,593 (Hoover et al.) gefunden werden.
Verfahren zum Abschleifen mit Schleifprodukten reichen von Schleifputzen (d.h. hoher Werkstoffabtrag bei hohem Druck) bis zum Polieren (z.B. Polieren von medizinischen Implantaten mit beschichteten Schleifbändern), wobei das letztere typischerweise mit feineren Qualitätsgüten von Schleifmittelpartikeln durchgeführt wird (beispielsweise weniger als ANSI 220 und noch feiner). Die Schleifpartikel können außerdem bei Anwendungen von Präzisionsschleifen verwendet werden, wie beispielsweise Schleifen von Kurbelwellen mit keramisch gebundenen Scheiben. Die Größe der Schleifpartikel, die für eine bestimmte Schleifanwendung verwendet wird, wird für die Fachleute offensichtlich sein.
Anwendungsverfahren von Schleifprodukten
Schleifen mit Schleifprodukten kann trocken oder nass durchgeführt werden. Beim Nassschleifen kann die eingebrachte Flüssigkeit in Gestalt eines leichten Nebels bis zur vollständigen Berieselung zugeführt werden. Zu Beispielen von herkömmlicherweise verwendeten Flüssigkeiten gehören: Wasser, wasserlösliches Öl, organischer Schmierstoff und Emulsionen. Die Flüssigkeit kann dazu dienen, die Hitze zu reduzieren, welche mit dem Schleifvorgang zusammenhängt, und/oder als ein Schmiermittel wirken. Die Flüssigkeit kann geringe Mengen von. Zusatzstoffen enthalten, wie beispielsweise Bakterientötende Stoffe, Schaumhemmungsmittel und dergleichen.
Schleifprodukte können verwendet werden, um Werkstücke, wie beispielsweise Aluminiummetall, Kohlenstoffstahl, weiche unlegierte Stähle, Werkzeugsstähle, Edelstahl, gehärteten Stahl, Titan, Glas, Keramik, Holz, holzartige Materialien, Farben, angestrichene Oberflächen, organisch beschichtete Oberflächen und dergleichen abzuschleifen. Die beim Abschleifen angewendete Kraft reicht typischerweise von ungefähr 1 bis ungefähr 100 kg.
Zahlreiche Eigenschaften und Vorteile der Erfindung sind in der vorhergehenden Beschreibung ausgeführt worden. Es wird vorausgesetzt, dass diese Offenbarung in vielerlei Hinsicht nur zur Anschauung dient. Veränderungen können an Einzelheiten, insbesondere hinsichtlich der Gestalt, Größe und Anordnung von Teilen durchgeführt werden, ohne den Umfang der Erfindung zu verlassen. Der Umfang der Erfindung wird mit der Sprache definiert, die in den beigefügten Ansprüchen zum Ausdruck kommt.

Claims

Stütztelleranordnung für einen Schleifgegenstand, aufweisend: einen Schleifgegenstand mit einer Schleifoberfläche, welcher innerhalb der Schleifoberfläche ein offenes Sichtfenster aufweist; und ein Stützelement, welches eine erste Hauptfläche aufweist, die den Schleifgegenstand trägt, wobei mindestens ein Abschnitt des Stützelementes aus einem Material hergestellt ist, das durchsichtig genug ist, um sowohl durch das Stützelement als auch durch das Sichtfenster hindurch zu sehen.
Anordnung nach Anspruch 1, wobei eine Arbeitsfläche sowohl durch das Stützelement als auch durch das Sichtfenster hindurch beobachtet werden kann, während die Anordnung um eine im wesentlichen senkrecht zu der ersten Hauptfläche verlaufende Achse rotiert.
Anordnung nach Anspruch 1, wobei das Sichtfenster ein Sichtbereich ist.
Anordnung nach Anspruch 1, wobei das gesamte Stützelement optisch durchsichtig ist.
Anordnung nach Anspruch 1, das ferner ein Anschlusssystem aufweist.
Anordnung nach Anspruch 5, wobei das Anschlusssystem einstückig mit dem Stützelement geformt ist.
Anordnung nach Anspruch 1, das ferner mehrere Verstärkungsrippen aufweist.
Anordnung nach Anspruch 1, wobei der Schleifgegenstand Schleifpartikel und ein Bindemittel auf weist.
Anordnung nach irgendeinem der Ansprüche 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7 oder 8, wobei der Schleifgegenstand eine Schleifscheibe ist.
Verfahren zum Schleifen einer Oberfläche, aufweisend: Bereitstellen einer Stütztelleranordnung für einen Schleifgegenstand, die einen Schleifgegenstand mit einer Schleifoberfläche aufweist, welcher ein offenes Sichtfenster innerhalb der Schleifoberfläche aufweist, und ein Stützelement, welches eine erste Hauptfläche aufweist, die den Schleifgegenstand trägt, wobei mindestens ein Abschnitt des Stützelementes aus Materialien hergestellt ist, welche durchsichtig genug sind, um die Beobachtung einer Arbeitsfläche sowohl durch das Stützelement als auch durch ein offenes Sichtfenster hindurch zu ermöglichen, während die Anordnung um eine im Wesentlichen senkrecht zu der ersten Hauptfläche verlaufende Achse rotiert, und ein Anschlusssystem, welches an dem Stützelement befestigt ist; Kontaktieren eines Abschnittes des Schleifgegenstandes mit einer Oberfläche eines Werkstückes; Bewegen des Abschnittes des Schleifgegenstandes oder der Oberfläche relativ zueinander, um mindestens einen Abschnitt der Oberfläche mit dem Schleifgegenstand abzuschleifen; und Beobachten des abgeschliffenen Abschnittes der Oberfläche sowohl durch das Aufspannplattenmaterial als auch das Sichtfenster des Schleifmateriales hindurch, während der relativen Bewegung des Abschnittes des Schleifgegenstandes oder der Oberfläche zueinander.