DE69012551T2

DE69012551T2 - Schleifgerät.

Info

Publication number: DE69012551T2
Application number: DE69012551T
Authority: DE
Inventors: Conrad T Freerks; Edward L Manor
Original assignee: Minnesota Mining and Manufacturing Co
Current assignee: 3M Co
Priority date: 1990-04-10
Filing date: 1990-12-19
Publication date: 1995-04-13
Anticipated expiration: 2010-12-20
Also published as: CA2035227C; CA2035227A1; JPH0489661U; KR910017972U; EP0452593A1; JP2582934Y2; DE69012551D1; US5222331A; EP0452593B1; KR0127495Y1

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft Schleifanordnungen umfassend Unterlegkissen zur Auflage von Schleiffolien bzw. Schleifscheiben, und sie betrifft insbesondere jene Anordnungen, die dazu gedacht sind, Oberflächen mit den Schleifscheiben von Hand zu schleifen.

Stand der Technik

In den späten 80er Jahren begannen einige Autohersteller damit, eine neue robuste Grundierung auf Urethanbasis für ihre Lacksysteme zu verwenden. Beim Schleifen dieser neuen Grundierung mit einer Schleifscheibe, die aus einem auf eine nichtporöse flexible Trägerfolie aufgetragenen Schleifmittel bestand (z.B. das Goldschichtschleifmittel "Stick-it" von der Minnesota Mining and Manufacturing Company, St. Paul, Minnesota), kam es zu einem übermäßigen Zusetzen des Schleifmittels mit abgetragener Grundierung, was die Lebensdauer des Schleifmittels verkürzte. Ein Schleifscheibenmaterial, das aus einem mit Schleifmittel beschichteten porösen Drahtgewebe besteht und von der Minnesota Mining and Manufacturing Company unter dem Handelsnamen "Wetordry Fabricut" vertrieben wird, hat sich zum Schleifen der neuen Grundierung auf Urethanbasis als recht geeignet erwiesen, ohne daß es sich zusetzt, und es hat außerdem den Vorteil, daß es auf beiden Seiten mit Schleifmittel beschichtet ist, wodurch es eine längere Lebensdauer besitzt. Das mit Schleifmittel beschichtete Drahtgewebe kann jedoch auf einem Unterlegkissen nicht mit Haftkleber befestigt werden, der üblicherweise verwendet wurde, um Schleifscheibenmaterial zu befestigen, bei dem das Schleifmittel auf eine nichtporöse Trägerfolie aufgetragen war.
Im Stand der Technik werden zwar viele Unterlegkissen beschrieben, bei denen viele verschiedene Befestigungsvorrichtungen verwendet werden, um eine Schleifscheibe auf einer Trägerfläche ohne Verwendung eines Haftklebers zu befestigen (siehe beispielsweise die US-Patente Nr. 734,954; 1,559,906; 1,710,308; 1,782,577; 2,256,098; 2,493,852; 2,724,936 und 4,202,139), aber die bekannten Unterlegkissen sind nicht dazu geeignet, das mit Schleifmittel beschichtete Drahtgewebe von Hand auf die neue Grundierung auf Urethanbasis auf gebogenen Flächen zu drücken, wie sie an Kraftfahrzeugen häufig zu finden sind, und/oder bei der Einrichtung zum Befestigen der Schleifscheiben an bekannten Unterlegkissen wird zuviel von dem Schleifmittel für die Befestigung verwendet und wird somit nie beim Schleifen verwendet, so daß Schleifmittel vergeudet wird.
Die US-A-2,022,759 offenbart ein Schleifwerkzeug mit einem Unterlegkissen, das an einem drehbaren Werkzeugkörper befestigt ist. Eine flexible Schleifscheibe für das Werkzeug besitzt drei Nasen, die von einem mittleren Abschnitt der Schleifscheibe ausgehen, und diese Nasen werden über den Rand des Unterlegkissens gelegt und mit einem Klemmring am Werkzeugkörper festgeklemmt.

Offenbarung der Erfindung

Die vorliegende Erfindung gibt ein Unterlegkissen an, daß dazu geeignet ist, ein mit Schleifmittel beschichtetes Drahtgewebe auf die neue Grundierung auf Urethanbasis auf gebogenen Flächen zu drücken, wie sie häufig an Kraftfahrzeugen zu finden sind, und sie gibt eine Einrichtung zur Befestigung von Schleifscheiben an dem Unterlegkissen an, bei der nur ein sehr kleiner Teil des Schleifmittels an der Befestigung beteiligt ist, so daß das Schleifmittel nur in begrenztem Umfang vergeudet wird.
Gemäß der vorliegenden Erfindung wird eine Schleifanordnung bereitgestellt, welche folgendes umfaßt:
ein Unterlegkissen mit einer selbsttragenden, elastisch flexiblen kreisrunden Stützschicht mit Vorder- und Rückseiten und einer Umfangsrandfläche zwischen der Vorderseite und der Rückseite;
eine flexible Schleiffolie bzw. Schleifscheibe bestehend aus Schleifmaterial, wobei die Schleifscheibe einen kreisrunden mittleren Abschnitt umfaßt, dessen Größe im allgemeinen der Vorderseite der Stützschicht entspricht, und mindestens zwei Nasenabschnitte, die voneinander beabstandet sind und vom Umfang des mittleren Abschnittes wegragen, wobei der mittlere Abschnitt über der Vorderseite liegt, und die Nasenabschnitte entlang der Umfangsrandfläche der Stützschicht positioniert sind; und
eine Einrichtung zur lösbaren Befestigung von jedem der Nasenabschnitte an dem Unterlegkissen, wobei das Unterlegkissen dadurch gekennzeichnet ist, daß die Einrichtung zur lösbaren Befestigung folgendes umfaßt:
ein starres Befestigungselement mit einem ersten Abschnitt, der eine erste Innenfläche besitzt, die entlang der Rückseite vorstehen kann, und mit einem zweiten Abschnitt, der eine zweite Innenfläche besitzt, die über der Seite des Nasenabschnittes gegenüber der Umfangsrandfläche der Stützschicht liegen kann;
einen spitz zulaufenden Vorsprung, der von der zweiten Innenfläche wegragt und den Nasenabschnitt und die Stützschicht durchbohren kann; und
einen federelastischen Befestigungsriemen mit einem ersten Ende, das an dem ersten Abschnitt des Befestigungselementes befestigt ist, und einem zweiten Ende, das an der Stützschicht entlang der Rückseite befestigt ist, wobei der Befestigungsriemen so lang ist, daß er den Vorsprung entlang der zweiten Innenfläche in Eingriff mit dem Nasenabschnitt und der Stützschicht vorspannen kann, und elastisch dehnbar ist, so daß der Vorsprung von dem Nasenabschnitt und der Stützschicht entfernt werden kann, damit die flexible Schleifscheibe von dem Unterlegkissen entfernt werden kann.
Vorzugsweise werden zwar zwei Nasenabschnitte auf den gegenüberliegenden Seiten des kreisrunden mittleren Abschnitts der Schleifscheibe vorgesehen, es könnten alternativ aber auch mehrere Nasenabschnitte (z.B. 3 oder 4) am Umfang des mittleren Abschnitts vorgesehen werden. Die Verwendung von zwei oder vier Nasenabschnitten hat den Vorteil, daß die Nasenabschnitte aus Materialteilen ausgeschnitten werden können, die sonst Abfall wären, wenn die kreisrunden Schleifscheiben Rand an Rand aus einer großen Vorratsrolle von Schleifmaterial ausgeschnitten werden. Die Nasenabschnitte sind vorzugsweise rechteckige Vorsprünge an dem kreisrunden mittleren Abschnitt der Schleifscheiben, es können jedoch auch andere Formen wie zum Beispiel pyramidenstumpfartige Formen verwendet werden. Die Flächen der Nasenabschnitte sollten möglichst klein gehalten werden, um beim Schleifen Kratzer auf der Oberfläche zu vermeiden, weil sich die Schleifscheibe zwischen dem mittleren Abschnitt und den Nasenabschnitten der Schleifscheibe biegt. Die Nasenabschnitte sollten weniger als 10 Prozent der Fläche der Schleifscheibe ausmachen, und vorzugsweise sollten sie weniger als 5 Prozent dieser Fläche ausmachen.
Das Unterlegkissen wurde speziell zur Verwendung bei dem oben erwähnten Schleifscheibenmaterial entwickelt, das aus einem mit Schleifmittel beschichteten porösen Drahtgewebe besteht und von der Minnesota Mining and Manufacturing Company unter dem Handelsnamen "Wetordry Fabricut" zum Schleifen der neuen Grundierung auf Urethanbasis auf Kraftfahrzeugen verkauft wird. Das Unterlegkissen ist jedoch auch bei anderen Schleifscheibenmaterialien von Nutzen, beispielsweise bei Schleifscheiben aus dem flauschigen, mit Schleifmittel beschichteten Vliesmaterial, das unter dem Handelsnamen "Scotchbrite" verkauft wird, bei Läppfolien, oder bei einem herkömmlichen Schleifscheibenmaterial, das aus einem auf eine nichtporöse flexible Trägerfolie aus Papier oder Stoff aufgetragenen Schleifmittel besteht.
Die hier dargestellte Schleifanordnung ist zum manuellen Gebrauch gedacht und umfaßt eine Einrichtung auf einer Rückseite der Stützschicht (z.B. einen federelastischen Handriemen, dessen Enden auf der Rückseite der Stützschicht befestigt sind), die der Benutzer mit der Hand ergreifen kann, so daß der Benutzer sich mit der Handfläche auf dieser Rückseite abstützt, während er mit der Hand den mittleren Abschnitt der Schleifscheibe über eine zu schleifende Oberfläche bewegt. Es wird jedoch auch erwogen, daß eine Art Antriebsmechanismus, wie zum Beispiel ein Roboterarm und/oder ein herkömmlicher sich drehender, schwingender und/oder sich hin- und herbewegender Antriebsmechanismus an der Rückseite der Stützschicht befestigt werden könnte, um diese anzutreiben, beispielsweise mit Hilfe eines Klettverschlusses.

Kurze Beschreibung der Zeichnung

Die vorliegende Erfindung wird mit Bezug auf die beiliegende Zeichnung näher beschrieben, in der gleiche Bezugszeichen gleiche Teile in den verschiedenen Ansichten bezeichnen; es zeigen:
Fig. 1 eine perspektivische Ansicht einer Schleifanordnung gemäß der vorliegenden Erfindung;
Fig. 2 eine vergrößerte fragmentarische Seitenansicht der Schleifanordnung von Fig. 1; und
Fig. 3 eine Draufsicht auf eine Schleifscheibe in der Schleifanordnung von Fig. 1.

Ausführliche Beschreibung

Mit Bezug auf die Zeichnung ist nun eine Schleifanordnung gemäß der vorliegenden Erfindung dargestellt, die allgemein mit dem Bezugszeichen 10 bezeichnet wird.
Im allgemeinen umfaßt die Schleifanordnung 10 ein Unterlegkissen 12 mit einer selbsttragenden, elastisch flexiblen kreisrunden Stützschicht 14 mit Vorder- und Rückseiten 15 und 16 und einer Umfangsrandfläche 18 zwischen der Vorder- und Rückseite 15 und 16. Die Anordnung umfaßt auch eine flexible Schleifscheibe 20, auf der Schleifmaterial befestigt ist. Die Schleifscheibe 20 umfaßt einen kreisrunden mittleren Abschnitt 23, dessen Größe im allgemeinen der Vorderseite 15 der Stützschicht 14 entspricht, und mindestens zwei Nasenabschnitte 24, die voneinander beabstandet sind und vom Umfang des mittleren Abschnitts 23 wegragen. Der mittlere Abschnitt 23 der Schleifscheibe 20 kann über der Vorderseite 15 der Stützschicht 14 liegen, und die Nasenabschnitte 24 können entlang der Umfangsrandfläche 18 der Stützschicht 14 positioniert sein.
Es sind Mittel zum lösbaren Befestigen von jedem der Nasenabschnitte 24 an dem Unterlegkissen 12 vorgesehen, die ein starres Befestigungselement 30 umfassen mit einem ersten Abschnitt 31, der eine erste Innenfläche besitzt, die entlang der Rückseite 16 der Stützschicht 14 vorstehen kann, und mit einem zweiten Abschnitt 32, der eine Innenfläche besitzt, die über der Seite des Nasenabschnitts 24 gegenüber der Umfangsrandfläche 18 der Stützschicht 14 liegt. Ein spitz zulaufender Vorsprung 34 (d.h. der spitz zulaufende Vorsprung von einem durch den zweiten Abschnitt 32 gedrückten Reißnagel) ragt von der zweiten Innenfläche weg und kann den Nasenabschnitt 24 und die Stützschicht 14 durchbohren. Ein federelastischer Befestigungsriemen 36 hat ein erstes Ende, das an dem ersten Abschnitt 31 von jedem der Befestigungselemente 30 befestigt ist, und ein zweites Ende, das beispielsweise durch Nähstiche 37 an der Stützschicht 14 auf ihrer Rückseite 16 befestigt ist. Jeder Befestigungsriemen 36 ist in einer Position befestigt, in der er radial von der Stützschicht 14 ausgeht, und ist so lang, daß er den Vorsprung 34 auf dem zweiten Abschnitt 32 in Eingriff mit dem Nasenabschnitt 24 und der Stützschicht 14 vorspannen kann, und ist elastisch dehnbar, so daß der Vorsprung 34 von dem Nasenabschnitt 24 und der Stützschicht 14 entfernt werden kann, damit die flexible Schleifscheibe 20 von dem Unterlegkissen 12 entfernt werden kann.
Die Schleifanordnung 10 umfaßt des weiteren einen federelastischen Handriemen 40, dessen Enden beispielsweise durch Nähstiche 37 an der Stützschicht 14 entlang ihrer Rückseite 16 befestigt sind, und der diametral zur Stützschicht 14 zwischen den Befestigungsriemen 36 entlang der Rückseite 16 der Stützschicht 14 verläuft. Der Riemen 40 stellt Mittel auf der Rückseite 16 der Stützschicht 14 dar, die der Benutzer mit der Hand ergreifen kann (z.B. durch Einführen seiner Hand zwischen dem Riemen und der Rückseite 16), um sich mit der Handfläche auf der Rückseite 16 abzustützen, während er mit der Hand den mittleren Abschnitt 23 der Schleifscheibe 20 über eine zu schleifende Oberfläche bewegt. Der Handriemen 40 und die Befestigungsriemen 36, wie sie hier dargestellt sind, können durch verschiedene Abschnitte eines einzigen Stücks elastisches Riemenmaterial gebildet werden, oder sie könnten alternativ durch einzelne Stücke Riemenmaterial gebildet werden.
Die Stützschicht 14 ist ein Laminat bestehend aus einer mittleren Schicht 44 aus elastisch flexiblem Polymerschaum und elastisch flexiblen äußeren Schichten 45 und 46, die die Vorder- und Rückseite 15 bzw. 16 bilden, wobei die äußeren Schichten 45 und 46 ebenfalls aus einem stabilen, dehnbaren Polymerschaum bestehen und auf die mittlere Schicht durch Klebstoffschichten 48 aufgeklebt sind.
Als bevorzugtes Beispiel kann die Stützschicht 14 einen Durchmesser von 19,37 cm (7,63 Zoll) besitzen, die mittlere Schicht 44 kann eine 0,79 cm (0,3 Zoll) dicke Schicht sein aus einem weichen, hautlosen geschlossenzelligen Neoprenschaum mit einer Dichte von 12 bis 20 lbs. pro Kubikfuß, einer Härte von 40 bis 60 auf der Shore-Skala, einer Zugfestigkeit von 85 lbs. pro Quadratzoll und einer Dehnung von 200%; die äußere Schicht 45 kann eine 0,32 cm (0,125 Zoll) dicke Schicht aus einem robusten, dehnbaren geschlossenzelligen Neoprenschaum sein mit einer Dichte von 15 bis 30 lbs. pro Kubikfuß, einer Härte von 35 bis 60 auf der Shore- Skala, einer Zugfestigkeit von 100 lbs. Pro Quadratzoll, und einer Dehnung von 200%; wobei der Neoprenschaum außerdem hautlos ist, so daß die Vorderseite 15 porös ist und mit der Schleifscheibe 20 eine gute reibschlüssige Verbindung eingeht, so daß sie sie zusammen mit der Stützschicht 14 über eine zu schleifende Oberfläche bewegt, während sie gleichzeitig nicht durch die Schleifscheibe 20 abgerieben wird; und die äußere Schicht 46 kann eine 0,32 cm (0,125 Zoll) dicke robuste dehnbare Schicht aus einem geschlossenzelligen Neoprenschaum sein mit einer Dichte von 10 bis 16 lbs. pro Kubikfuß, einer Härte von 25 bis 45 auf der Shore- Skala, einer Zugfestigkeit von 50 lbs. Pro Quadratzoll und einer Dehnung von 150%; wobei der Neoprenschaum eine die Rückseite 16 begrenzende Haut besitzt, in die der Benutzer bequem und ohne Schlupf mit der Hand eingreifen kann. Alternativ kann die mittlere Schicht 44 eine 1,9 cm bzw. 0,75 Zoll dicke Schicht aus einem 4 lbs. schweren offenzelligen Polyesterschaum sein, die mit denselben äußeren Schichten 45 und 46 verwendet wird, wie sie im vorigen Beispiel beschrieben wurden, um ein weicheres Unterlegkissen zu bilden, das vielleicht in einigen Fällen von manchen Benutzern bevorzugt wird.
Als Anschauungsbeispiel für die Verwendung auf der im vorigen Absatz beschriebenen Stützschicht 14 mit einem Durchmesser von 19,37 cm (7,63 Zoll) hat sich gezeigt, daß eine Schleifscheibe 20 mit einem mittleren Abschnitt 23 aus einem Aluminiumoxid-Schleifmittel der Marke "Wetordry Fabricut", Typ P800, mit einem Durchmesser von 20,3 cm (8 Zoll), mit rechteckigen Nasen, die etwa 1,3 cm (0,5 Zoll) von dem mittleren Abschnitt abstehen und etwa 2,5 cm (1 Zoll) breit sind, fest auf der Stützschicht 14 verankert ist, wenn die Schleifanordnung dazu verwendet wird, die neue robuste Grundierung auf Urethanbasis auf einer Fahrzeugkarosserie von Hand abzuschleifen. Solche Nasen machen weniger als 2 Prozent der Fläche der Schleifscheibe 20 aus.
Die vorliegende Erfindung wurde nun anhand einer Ausführungsform beschrieben. Für den Fachmann ist es offensichtlich, daß an der beschriebenen Ausführungsform viele Änderungen vorgenommen werden können, ohne vom Rahmen der beiliegenden Ansprüche abzuweichen. Die vorliegende Erfindung sollte also nicht auf die in dieser Anmeldung ausführlich beschriebene Vorrichtung begrenzt sein, sondern nur auf die mit dem Wortlaut der beiliegenden Ansprüche beschriebenen Vorrichtungen.

Claims

1. Schleifanordnung (10) umfassend:

ein Unterlegkissen (12) mit einer selbsttragenden, elastisch flexiblen kreisrunden Stützschicht (14) mit Vorder- und Rückseiten (15 und 16) und einer Umfangsrandfläche (18) zwischen der Vorderseite (15) und der Rückseite (16);

eine flexible Schleiffolie (20) bestehend aus Schleifmaterial, wobei die Schleiffolie (20) einen kreisrunden mittleren Abschnitt (23) umfaßt, dessen Größe im allgemeinen der Vorderseite (15) der Stützschicht (14) entspricht, und mindestens zwei Nasenabschnitte (24), die voneinander beabstandet sind und vom Umfang des mittleren Abschnittes (23) wegragen, wobei der mittlere Abschnitt (23) über der Vorderseite (15) liegt, und die Nasenabschnitte (24) entlang der Umfangsrandfläche (18) der Stützschicht (14) positioniert sind; und

eine Einrichtung zur lösbaren Befestigung von jedem der Nasenabschnitte (24) an dem Unterlegkissen (12); wobei das Unterlegkissen (12) dadurch gekennzeichnet ist, daß die Einrichtung zur lösbaren Befestigung folgendes umfaßt:

ein starres Befestigungselement (30) mit einem ersten Abschnitt (31), der eine erste Innenfläche besitzt, die entlang der Rückseite (16) vorstehen kann, und mit einem zweiten Abschnitt (32), der eine zweite Innenfläche besitzt, die über der Seite des Nasenabschnittes (24) gegenüber der Umfangsrandfläche (18) der Stützschicht (14) liegt;

einen spitz zulaufenden Vorsprung (34), der von der zweiten Innenfläche wegragt und den Nasenabschnitt (24) und die Stützschicht (14) durchbohren kann; und

einen federelastischen Befestigungsriemen (36) mit einem ersten Ende, das an dem ersten Abschnitt des Befestigungselementes (30) befestigt ist, und einem zweiten Ende, das an der Stützschicht (14) entlang der Rückseite (16) befestigt ist, wobei der Befestigungsriemen (36) so lang ist, daß er den Vorsprung (34) entlang der zweiten Innenfläche in Eingriff mit dem Nasenabschnitt (24) und der Stützschicht (14) vorspannen kann, und elastisch dehnbar ist, so daß der Vorsprung (34) von dem Nasenabschnitt (24) und der Stützschicht (14) entfernt werden kann, und damit die flexible Schleiffolie (20) von dem Unterlegkissen (12) entfernt werden kann.

2. Schleifanordnung (10) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die flexible Schleiffolie (20) zwei Nasenabschnitte (24) besitzt, die von entgegengesetzten Seiten des mittleren Abschnittes (23) abstehen, und daß die Anordnung des weiteren einen federelastischen Handriemen (40) umfaßt, dessen Enden an der Stützschicht (14) entlang der Rückseite (16) befestigt sind, und der zwischen den Befestigungsriemen (36) entlang der Rückseite (16) der Stützschicht (14) verläuft, wobei der Handriemen (40) von der Hand eines Benutzers ergriffen werden kann, damit dieser mit der Handfläche auf der Rückseite (16) bleiben kann, während er mit der Hand den mittleren Abschnitt (23) der Schleiffolie (20) über eine zu schleifende Fläche bewegt.

3. Schleifanordnung (10) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Stützschicht (14) ein Laminat ist, bestehend aus einer mittleren Schicht aus elastisch flexiblem Polymerschaum und äußeren, elastisch flexiblen Außenhautschichten, die die Vorder- und Rückseite (15 und 16) bilden.

4. Schleifanordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Nasenabschnitte (24) rechteckig sind und weniger als 5 Prozent der Fläche der Schleiffolie (20) ausmachen.

5. Schleifanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Nasenabschnitte (24) weniger als 2 Prozent der Fläche der Schleiffolie (20) ausmachen.