DE6939594U - Schleifwerkzeug mit diamantschleifkoerpern - Google Patents
Schleifwerkzeug mit diamantschleifkoerpernInfo
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Description
Pat entanvalt
Dr. Wolf Müller 53 B ο η η Adenauerallee 46a
Bonn, den 8. Okt. 1969
Ti/ Str.
Impregnated Diamond Products Limited Tuffley Crescent, Gloucester
England
England
Gebrauchsmuster
Die Neuerung betrifft ein Schleifwerkzeug mit Diamantschi
e i fkörpe rn .
Schleifwerkzeuge mit Diamantschleifkörpern sind bekannt
und werden in vielen Industriezweigen angewendet.
Diamantschleifwerkzeuge bestehen im wesentlichen aus ζνei
■te...« ...4t ο· ι. r
Teilen, nämlich einmal dem eigentlichen Schleifkörper und zum anderen aus Befestigungs- und Aufnahmevorrichtungen.
Die Schleifkörper, die bein Arbeitsvorgang mit dem Werkstück
in Berührung gebracht werden, können dabei die vere sctiiedensten geometrischen Formen, wie Scheiben, Topfscheiben etc. annehmen. Gebräuchlich sind auch Schleifkörper,
bei denen einzelne Schleifsegmente ringförmig angebracht ·
sind.
Der eigentliche Schleifkörper besteht dabei gewöhnlich aus einem sogenannten Gefüge aus Metall oder einem harzigen Bindemittel, in dem Diamantteilchen eingebettet sind. Der
Schleifkörper selbst ist dann noch zum eigentlichen Werkzeug zusammengesetzt auf eine Aufnahme- oder Befestigungsvorrichtung oder auch "backing" aufgezogen. Bei sogenannten
Flachschleifmaschinen werden häufig Schleifwerkzeuge verwendet, deren schleifender Teil in Form einer Schleifscheibe, eines Schleifringes, -Zylinders, -topfes oder von -segmonten auf einen metallischen Tragkörper aufgeklebt wird.
Zum Verbinden der beiden Fügeteile aus ungleichartigem Werkstoff dienen Klebestoffe auf Kunststoffbasis. Wichtig
hierbei ist, daß die Klebeverbindungen den äußeren mechanischen Beanspruchungen, denen sie beim SchleifVorgang ausgesetzt werden, standhalten.
Bei den Diamantschleifkörpern müssen die einzelnen Diamanten
fest in dem sogenannten Gefüge verankert sein, um ein Aus-
brechen der Diamant teilchen zu verhindern und um eine möglichst hohe Wirkung zu erzielen. Im Idealfall sollen die
Diamantteilchen und das Gefüge an der Oberfläche so beschaffen sein, daß diese nicht klumpig wird, die Diamantteilchen
nicht zu stumpf und sich spitze Gegenstände nicht in der Oberfläche festsetzen.
Eines der Hauptprobleme bei der Verwendung von Diamant— schleifkörpern ist die Tatsache, daß das Material der zu bearbeitenden Werkstoffstücke die verschiedensten Formen
und Härtegrade annehmen kann. 3o werden z.B. für die Bearbeitung von relativ weichen Materialien Schleifkörper verwendet, die als Bindemittel und Träger für die Diamautteilchen Metalle aufweisen. Die Zusammensetzung dieser Schleifkörper ist aber weniger geeignet zum Schleifen von härte-
ren Materialien. Um hier eine möglichst hohe Schleifausbeute zu erzielen, wird von dem Träger oder Gefüge verlangt,
daß es sich durch stetiges Abbrechen neu formt, um so immer wieder neue Schleifspitzen selbständig herzustellen. Andernfalls kommt es zu einer stumpfen Oberfläche. Brüchige Me-
tallträger oder Gefüge, z.B. aus Epsilon-Bronze, sind daher
auch zum Schleifen härterer Materialien sehr gut geeignet. Aber auch Schleifkörper aus brüchigen Metallen können nicht
für alle Schleifvorgänge benutzt werden, und weisen Nachteile in ihrer Struktur und Formgebung auf. Insbesondere kann man.
aus ihnen keine sogenannten Topfschleifscheiben herstellen.
Demgemäß haben sich zum Schleifen von relativ harten Materialien und bei rauhen, trockenen Beibprozessen kunstharzgebundene
Träger bzw. Gefüge günstiger als reine Metallträger erwiesen. Harzgebundene Träger bzw. Gefüge ergeben eine
bessere federnde Wirkung und leiden nicht so unter Brüchigkeit. Nachteilig wirkt es sich allerdings aus, daß sie
sich schneller abnutzen, und daß ihre Diainanthaf fühi(.;koit
geringer ist, als die der Metallträger, was sich in höheren Schleifkosten niederschlägt.
Man hat lange versucht, einen Diamantschleifkörper herzustellen,
der die gleichen Eigenschaften besitzt, wie
der Metallträger und gleichzeitig die federnden Eigenschaf- =}}
ten und günstigen Struktureigenschaften der harzgebundenen If
Träger besitzt.
In diesem Zusammenhang sind in neueren Versuchen auch schon metallüberzogene Diamant teilchen verwendet worden..
Die Diamantteilchen sind dabei z.B. mit Nickel überzogen und in einem harzgebundenen Träger eingebettet, der den
schleifenden Teil des Werks uges bildet. Die für diesen
Zweck notwendigerweise größeren Diamantteilchen haben sich
insofern vorteilhaft erwiesen, als sie leichter vom Harz gehalten werden. Trotzdem sind die Diamanthafteigenschaften
eines solchen Trägers immer noch denen eines Metallträgers unterlegen.
Die Verbesserungen, die man durch die Verwendung metallüberzogener
Diamanten beim Trockenschleifen erreicht, werden teilweise auf die große Wärmekapazität des Metalls und
sein Vermögen, als Hitzesieb zu wirken und so eine geringe Schleiftemperatur zu erhalten, zurückgeführt.
Wie aus dem bisher Dargelegten hervorgeht, werden die raei-/
sten Diamantschleifwerkzeuge nach ihrer Einsatzmöglichkeit
für die verschiedensten Materialien hergestellt. Hierdurch ergibt sich insofern ein großer Nachteil, als man für die
verschiedensten Schleifvorgänge eine relativ große Anzahl von verschiedenen Schleifwerkzeugen benötigt, bei denen jeweils
die Trägermasse oder das Gefüge aus verschiedenen Materialien besteht und die verschiedensten Bindemittel enthält
und bei denen sich die Konzentration der Dianiantteilchen und deren Größe unterscheiden. Hierdurch ergegen
sich sowohl bei der Herstellung als auch beim Gebrauch wirtschaftliche Nachteile.
Der Neuerung liegt daher die Aufgabe zugrunde, die Vielzahl von Diamantschleifwerkzeugen zu vermindern und ein Schleifwerkzeug
zu entwickeln, das auf einfache Art und Weise herzustellen ist und das für einen relativ großen Anwendungsbereich
zu verwenden ist.
Diese Aufgabe wird neuerungsgemäß dadurch gelöst, dnß
- 6 - s
Diamantteilchen in der Metallphase eines aus gesinterten
Metallen bestehenden porösen Gefüges, das mit einem harzigen
Material durchtränkt ist, eingebettet angeordnet sind, wobei die Metallphase sich zusammenhängend über das ganze
Werkzeug erstreckt, während die Harzphase sich größtenteils zusammenhängend über den Schleifkörper erstreckt.
Hierzu ist es besonders vorteilhaft, wenn die Diainantteil-'„
chen mit Metall bzw, metallischen Legierungen überzogen angeordnet sind.
Um eine möglichst günstige Porosität im Gefüge zu erhalten,
ist es weiterhin vorteilhaft, daß das gesinterte Metallgefüge aus einer Legierung aus Kupfer und Zinn besteht.
Hierzu hat es sich als besonders vorteilhaft erwiesen, daß das gesinterte MetalIgefüge eine spezifische Porosität
r\ 15 zwischen 10 $ und 50$ besitzt.
Gemäß einem weiteren vorteilhaften Gedanken der Neuerung ist es dabei weiterhin zweckmäßig, daß das Metallgefüge nit
Metall- bzw. Kohlefasern verstärkt ausgebildet ist.
Weiterhin ist es vorteilhaft, wenn das Metallgefüge von Epoxydharzen durchsetzt ausgestaltet ist.
Gemäß einem weiteren vorteilhaften Gedanken dor Neuerung
ist es außerdem sehr zweckmäßig, daß der Diamant schleifkörper mit einem "backing" aus harzigen Material, das
mit dem Durchtränkungsmaterial des Gefüges übereinstiJdt,
verbunden ist, derart, daß die Harzphase zusammenhängend
über die Verbindungpfläche zwischen Schleifkörper und
"backing" angeordnet ist.
Hierzu hat es sich als besonders vorteilhaft erwiesen, \j daß die Auftragsfläche des Sinterraaterials geschliffen
ausgebildet ist.
ist es gemäß einem weiteren Gedanken außerdem vorteilhaft, daß das harzige "backing"-Material mit einen metallischen
Füllmaterial versehen ist.
Hierzu hat es sich außerdem als besonders vorteilhaft er—
r^ 15 wiesen, daß ein metallisches Netzwerk im "backing"—Material
in der dem Schleifkörper aufliegenden Seite des "backings" angeordnet ist.
Hierdurch wird eine besonders dauerhafte Bindung beider Teile des Schleifkörpers erreicht.
es außerdem zweckmäßig, daß das "backing"-Material mit
Glas-, Kohle- und Metallfasern durchsetzt ausgebildet ist.
Glas-, Kohle- und Metallfasern durchsetzt ausgebildet ist.
Der Gegenstand der Neuerung ist in der Zeichnung in einem Beispiel dargestellt und wird im folgenden näher beschrieben;
* Fig. 1 zeigt einen Querschnitt eines als Topfscheibe
mit Flansch ausgebildeten Schleifwerkzeugs mit Diamantschleifkörpern.
Diese Topfscheibe besteht im wesentlichen aus dem eigentlichen
Diamantschleifkörper A und dem sogenannten "backing" B, an dessen Boden eine Flanscheinrichtung F angebracht ist.
Der eigentliche Diamantschleifkörper besteht dabei aus
einem sogenannten Gefüge, das durch einen Sinterprozeß aus einen Gemisch von mehreren Metallpulvern sowie einer Anzahl von Diamantteilchen geformt ist. Die Diamantteilchen sind dabei fest in der Metallphase verankert und mit Metall bzw. einer Legierung überzogen. Als Gefügezusammensetzung hat sich wegen der gewünschten Porosität eine Legierung aus
Kupfer und Zinn als sehr vorteilhaft erwiesen. Die Porosität liegt beim Gegenstand der Neuerung bei 10 $ - 50 $.
einem sogenannten Gefüge, das durch einen Sinterprozeß aus einen Gemisch von mehreren Metallpulvern sowie einer Anzahl von Diamantteilchen geformt ist. Die Diamantteilchen sind dabei fest in der Metallphase verankert und mit Metall bzw. einer Legierung überzogen. Als Gefügezusammensetzung hat sich wegen der gewünschten Porosität eine Legierung aus
Kupfer und Zinn als sehr vorteilhaft erwiesen. Die Porosität liegt beim Gegenstand der Neuerung bei 10 $ - 50 $.
Weiterhin ist das Gefüge in seinen Poren mit einem harzigen Material durchsetzt, das als Bindemittel dient, wobei
— 9 ~
die Metallphase sich zusammenhängend über das ganin \·τ^τ\~
zeug erstreckt, während die Harzp^r-.se sich groß"; on t-ail~,
nur zusammenhängend über den eigentlichen Schleifkörper A
erstreckt.
Als harzige Materialien haben sich insbesondere Phenoloder Epoxydharze sowie thermoplastische Klebstoffe als
besonders günstig erwiesen. Diese Klebeverbindungon halter
besonders gut den äußeren mechanischen Beanspruchungen, denen sie beim Schleifvorgang ausgesetzt werden, stand.
Das Metallgefüge enthält neben der Kunstharzfüllung noch
Metall- bzw. Kohlefasern, die der weiteren Stärkung des Gefüges dienen.
Das sogenannte "backing" B besteht aus einem harzigen Material, das mit den Durchtränkungsmaterial des Gefüges
übereinstimmt und das so mit dem eigentlichen Schleif-'
körper zusammenhängt, daß die Harzphase über die Verbindungsfläche
von "backing" und Schleifkörper durchgehend angeordnet ist. Das harzig© "backing"-Material ist dabei
weiterhin mit einem metallischen Füllmaterial versehen. Zusätzlich zu diesoa Füllmaterial ist an der Verbindungslinie
"backing" und Schleifkörper im "backing"-Matori al
noch ein metallisches Netzwerk eingelassen. Auch dieses Netzwerk hat die Aufgabe, dem "backing" eine zusätzliche
• · O *
Festigkeit zu geben. Schließlich enthält das "backing"-Material
auch noch Glas-, Kohle- und Metallfasern.
Nachstehend selen einige Beispiele für die Zusammensetzung
der Diamantschleifkörper aufgeführt. Es handelt sich hierbei
um Angaben für eine Topfscheibe von 90 nnn Durchmesser
und nur um einige im Detail abgewandelte Ausführungsformen des Gegenstands der Neuerung. So hat nach
Beispiel 1 eine Zusammensetzung des Gefüges aus 17»18 g
feinen Kupferpulver, 4,29 g feinein Zinnpulver und 4,69 S metallüberzogenen Diamantteilchen
eine Porosität von 38 #, die für die Harzphase
charakteristisch ist.
Als Beispiel 2 sei hier eine Zusammensetzung aus 4,69 g metallüberzogenen
Diamantteilchen, 16,9 *g fexnem
Kupferpulver und 17,24 g feinea Zinnpulver mit
einer Porosität von 30 f> angeführt.
Auoh das 3« Beispiel, bei dem das Gefüge aus 4r69 g metallüberzogenen
Diaraantteilchen, 16,42 g feinec Kupferpulver, 8,34 g feinen Zinnpulver zusaramengesetzt
ist, weist eine Porosität von 30 %
auf.
- 11 -
Beispiel 4 hat eine Zusammensetzung aus 4,69 g metallüberzogenen Diamant teilchen, 14,82 g feinein Kupferpulver und 0,78 g feinem Kupferdraht sowie
10,40 g Zinnpulver. Hier beträgt die Porosität 26 %.
Als 5» Beispiel sei noch eine Zusammensetzung von 4,69 g
metallüberzogenen Diamantteilchen, 18,98 g feine.tr. Kobaltpulver sowie eine geringe Menge
von einem Wachsbindemittel angeführt, das eine Porosität von 48 $ aufweist.
Bei allen Beispielen werden die metallüberzogenen Diamantteilchen in der Metallphase des Gefüges sehr gut gehalten.
Wie aus den Beispielen zu entnehmen ist, schwankt die Porosität zwischen 10 und 50 4>.
! 11 Die Verwendung von Metallpulver insbesondere Aluminiumpulver sowie einem metallischen Netzwerk im Material des
"backings" trägt einmal zur Stärkung des "backings" bei
und reduziert den Hitzegradienten im gesamten Schleifkörper. Es trägt so zur Einsatzfähigkeit des Werkzeuges bei. Dies
ist besondere wichtig, da die Diamantteilchen bei ungefähr
1000 C, die durchaus bei einem Schleifprozeß erreicht werden können, sich langsam selbst abtragen.
- 12 -
- 12 -
Die mit dem Gegenstand der Neuerung erzielten Vorteile
bestehen insbesondere darin, daß das Diamantschleifwerkzeug für viele Schleifarten eineetzbar ist, da.3 es kein
Kühlmittel benötigt und daß es aufgrund seiner festen Struktur eine relativ lange Lebensdauer aufweist. Auch
die Herstellung ist relativ einfach und kann ohne einen größeren technischen Aufwand durchgeführt werden.
- 13 -
Claims (1)
- - 13 -Schutzansprüche1. Schleifwerkzeug mit Diamantschleifkörpern, dadurch^ekennzeichnet, daß Diamantteilchen in der Metaliphate eines aus gesinterten Metallen bestehenden porösen Gefüge s, das mit einem harzigen Material durchtränkt ist, eingebettet angeordnet sind, wobei die Metallphase sich zusammenhängend über das ganze Werkzeug erstreckt, während die Harzphase sich größtenteils zusammenhängend über denSchleifkörper erstreckt.2. Schleifwerkzeug mit Diamant schleifkörpern ..nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Diamantteilchen mit Metall bzw. metallischen Legierungen überzogen angeordnet sind.3· Schleifwerkzeug mit Diamantschleifkörpern nach einem dervorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das ge- -3 sinterte Metallgefüge aus einer Legierung aus Kupfer undZinn besteht.k. Schleifwerkzeug mit Diamantschleifkörpern nach einen der vorherigen Ansprüche- dadurch ^ftennzeiclmet. dnfl das gesinterte Metallgefüge eine spezifische Porosität zwischen 10 % und 50 $ besitzt.5. Schleifwerkzeug mit Diamantschleifkörpern nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Me-I/tal Ige füge mit Metall- bzw. Kohlefasern verstärkt bildet ist.6. schleifwerkzeug mit DiamantschleifTcörpern nach eine» der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß da« Metallgefüge vor* "Epoxydharzen durchsetzt ausgestaltet ist.7. Schleifwerkzeug mit Diauiantschiel fkörpern nach einem der p. vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Diamantschleifkörper mit einem "backing" aus harzige· Material, das mit dem Durchtränkungematerial des Gefüge s übereinstimmt, verbunden ist, derart, daß die Harzphase zusammenhängend über die Verbindungeflache zwischen Schleifkörper und "backing" angeordnet ist.8. Schleifwerkzeug mit Diamant sohl eifkörpern nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Auftragsfläche des Sintermaterials geschliffen, ausgebildet ist.9· Schleifwerkzeug mit Diamant schleifkörper« nach eines der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das h-rzige "baeking"=Material sit eines metallisches Füllmaterial versehen ist.10. schleifwerkzeug mit Diamantschleifkörpern nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß ein metallisches Netzwerk im "backing"-Material in der dem• ·- 15 -Schleifkörper aufliegenden Seite des "backings" angeordnet ist.11. Schleifwerkzeug mit Diamantschleifkörpern nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das "backing11-Material mit Glas-, Kohle- und Metallfasern durchsetzt ausgebildet ist.6930594
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FR (1) | FR2020424A1 (de) |
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Cited By (1)
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- 1969-10-11 DE DE19696939594 patent/DE6939594U/de not_active Expired
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