DE69515180T2 - Schlufprodukt - Google Patents

Description

Hintergrund der Erfindung
• Diese Erfindung betrifft beschichtete Schleifprodukte, die sehr einfach und reproduzierbar durch ein auf einfache Weise automatisiertes Herstellungsverfahren erzeugt werden können.
• In einem herkömmlichen Verfahren für die Herstellung von beschichteten Schleifmitteln wird eine Unterlage (backing) hergestellt und dann mit einer Schicht des Herstellerharzes behandelt, welches anschließend teilweise gehärtet wird, bevor eine Schicht von Schleifpartikeln darauf abgelagert wird. Die Herstellerbeschichtung wird anschließend gehärtet und eine weitere Bindemittelschicht, bezeichnet als eine Harzbeschichtung (size coat), wird über die Schleifkörner aufgetragen.
• Das Schleifkorn wird entweder durch Gravitationsbeschichtung oder durch einen elektrostatischen Prozeß aufgetragen, in welchem die Körner zu der zu beschichtenden Oberfläche durch elektrostatische Kräfte getrieben werden. Dies wird als UP- Beschichtungstechnik bezeichnet.
• In solchen Verfahren wird das Produkt herkömmlicherweise in der Form einer Rolle erhalten, welche dann geschnitten wird, um Scheiben oder Streifen zu formen, von denen einige in Riemen geformt werden können. Zweifelsohne bedeutet ein solches Verfahren die gleichzeitige Herstellung einer beträchtlichen Menge an Abfallmaterial. Insbesondere wenn die Kosten für das Korn ein beträchtliches Element in den Gesamtkosten des Produkts darstellen, ist dies ein Abfall, der wünschenswerterweise vermieden wird.
• Effizienter Einsatz von Korn ist z. B. in SU-A-1 509 240 vorgeschlagen worden, welches Dokument ein Schleifmittel mit einer Vielzahl von Schleifelementen offenbart, wobei jedes Schleifelement eine Vielzahl von Schleifpartikeln umfaßt, wobei die Elemente an ein Trägermaterial in einer vorbestimmten Konfiguration anhaften.
• In jüngeren Jahren ist eine neue Form von Korn entwickelt worden. Dieses Korn hat eine faserförmige Partikelform mit einer im wesentlichen gleichmäßigen Querschnittform und einer Längendimension senkrecht zu dem Querschnitt, die mindestens so lang ist wie die größte Dimension des Querschnitts. Eine Form solcher Körner wird aus Sol-Gel- Aluminiumoxid hergestellt, welches in die faserförmige Partikelform geformt wurde, bevor es getrocknet und gebrannt wird, um ein bemerkenswert wirksames Schleifkorn zu erzeugen. Solche Körner werden in USP 5,009,676 beschrieben, und beschichtete Schleifmittel, die unter Verwendung solcher Partikel hergestellt wurden, werden in USP 5,103,598 beschrieben.
• Es ist jetzt gefunden worden, daß beschichtete Schleifmittel, umfassend Schleifpartikel und insbesondere faserförmige Schleifpartikel, in einer äußerst flexiblen und effizienten Weise erhalten werden können, welche das "Customizing" eines beschichteten Schleifmittels für eine bestimmte Applikation erlaubt. Der Einsatz der Technik wird in minimalem Verlust an Korn und maximaler gezielter Wirksamkeit des eingesetzten Korns resultieren. Der Einsatz der vorliegenden Erfindung wird auch die Gefahr vermeiden, daß filamentförmige, auf einem Substrat abgeschiedene Partikel gezwungen werden können, eine Position einzunehmen, die von der erwünschten Orientierung abweicht, bevor das Bindemittel zu dem Ausmaß ausgehärtet ist, daß die Orientierung festgelegt ist.
Beschreibung der Erfindung
• Die vorliegende Erfindung liefert ein beschichtetes Schleifmittel mit einer Vielzahl von Schleifelementen, jedes umfassend ein Basispolster (base pad) und eine Vielzahl von Schleifpartikeln (Schleifteilchen), jedes durch ein Ende an eine Oberfläche des Polsters angehängt, wobei die Elemente in einer vorbestimmten Konfiguration an ein Stützmaterial (backing material) angehängt sind.
• Das Basispolster kann jede geeignete Form aufweisen, wobei aber im allgemeinen eine kreisförmige Scheibe die besten Resultate liefert. Jedoch können quadratische, diamantförmige, ovale oder sogar unregelmäßige Scheiben als Ausführungsformen dieses Teils des Elements erwogen werden.
• Die Schleifteilchen können jeder Art sein, einschließlich Kunstkorund und Sol-Gel- Aluminiumoxid, Aluminiumoxid-Zirkoniumoxid, Siliziumkarbid, Granat und ähnlichem. Die Partikel können jede erwünschte Form haben, wie vorbestimmte ähnliche Formen oder zufällige Formen. Sie weisen jedoch häufig eine ähnliche Größe auf, damit sie in die gleiche Kornklassifikation passen. Wegen der Art, in der sie eingesetzt werden, ist es häufig bevorzugt, daß eine Dimension der Partikel beträchtlich länger als die anderen Dimensionen ist. Von solchen Partikeln sagt man, daß sie eine "schwache Form" ("weak shape") haben. Schwache Formen werden entweder durch den Herstellungsprozeß erzeugt oder durch das Zerkleinern größerer Massen des Schleifmittels. Eine besonders vorteilhafte Form von Schleifteilchen für die Umsetzung dieser Erfindung ist das faserförmige Schleifteilchen. Solche Teilchen sind, wenn sie in der vorliegenden Erfindung verwendet werden, vorzugsweise von im wesentlichen gleicher Länge, so daß die von der Oberfläche des Basispolsters entfernten Enden im gleichen Abstand von der Oberfläche sind. Jedoch könnten in einigen Umständen differentielle Längen einige Vorteile haben.
• Das bevorzugte Material, aus dem die Schleifpartikel hergestellt werden können, ist ein Sol- Gel-Aluminiumoxid. Verfahren zur Herstellung solcher Sol-Gel-Aluminiumoxide werden in den US-Patenten 4,314,827, 4,623, 364, 4,770,671, 4,788,167, 4,848,041, 4,881,951, 5,076,815, 5,139,978, 5,185,299, 5,203,884, 5,204,300, 5,219,806, 5,236,471, und anderen beschrieben:
• Das Material, aus dem das Basispolster hergestellt wird, kann das gleiche sein, wie das, aus dem die Schleifpartikel gebildet werden. Somit könnten, in dem Fall, daß Produkte faserförmige Schleifpartikel aus Sol-Gel-Aluminiumoxid aufweisen, das Basispolster und die Filamente gleichzeitig in einem einzigen Arbeitsschritt geformt werden, wobei der Arbeitsschritt z. B. eine Form- oder Gießoperation sein könnte. Alternativ könnten die Filamente mit einem Ende eines jeden Filaments in einer unverfestigten Sol-Gel- Aluminiumoxid-Scheibe plaziert werden, und die Scheibe dann getrocknet und gebrannt werden, mit den Partikeln in Position, um ein Aluminiumoxid-Basispolster zu bilden, mit dem die filamentförmigen Schleifpartikel chemisch identisch sind und in welchem die Partikel verwurzelt sind.
• Alternativ kann das Polster aus einem Material hergestellt werden, das herkömmlicherweise mehr als Bindemittel in der Konstruktion von beschichteten Schleifmitteln verwendet wird. Dies kann daher ein Phenolharz, ein Epoxyharz, ein durch energiereiche Strahlen vulkanisierbares Polyurethan (einschließlich modifizierte Polyurethane), Melaminformaldehydharze, Harnstoffformaldehydharze und ähnliches sein. Ein solches Polster kann geeigneterweise so ausgewählt werden, daß es mit dem Bindemittel, auf welches es im Rahmen der Herstellung eines beschichteten Schleifmittels unter Einsatz der Elemente der Erfindung aufgetragen werden soll, kompatibel ist.
• Eine weitere Alternative besteht darin, das Basispolster aus einem faserartigen Material herzustellen, das anschließend mit einer härtbaren Harzformulierung imprägniert wird. Die Fasern helfen dann, die aufrechte Orientierung der faserförmigen Partikel zu erhalten, während das Harz aushärtet.
• Zusätzlich zu den oben diskutierten Alternativen kann das Basispolster aus einem glasartigen Material oder einem Metall hergestellt werden, vorausgesetzt, die Basis kann bei einer Temperatur unterhalb der Temperatur, bei der die Leistungsfähigkeit der Schleifpartikel beträchtlich beeinträchtigt wird, geformt werden.
• Die Schleifelemente gemäß der Erfindung können auf jede geeignete Form von beschichtetem Schleifmittel aufgebracht werden. Allgemein wird allerdings als besonders vorteilhaft gefunden, wenn die Elemente eingesetzt werden, um eine Schleifscheibe zu formen. In diesem Fall wird es bevorzugt, die Elemente mit dem Basispolster in Form einer kreisförmigen Scheibe mit einem Durchmesser, der geringer als ungefähr 40% und vorzugsweise geringer als ungefähr 25% des Durchmessers der Scheibe ist, zu bilden. Die Elemente werden um die Scheibe in einer solchen Art plaziert, in der die maximale einsetzbare Schleifoberfläche bereitgestellt wird. Diese kann in der Form von zwei oder mehr Ringen von Elementen um die Scheibe vorliegen, mit einem Ring im Inneren des anderen, optional mit den Elementen radialwärts versetzt (off-set) in Bezug auf den benachbarten Ring bzw. die benachbarten Ringe.
Beschreibung der Zeichnungen
• Fig. 1 ist eine Querschnittsansicht eines Schleifelements gemäß der Erfindung.
• Fig. 2 ist eine Draufsicht einer Schleifscheibe, umfassend Schleifelemente gemäß der Erfindung.
Beschreibung der bevorzugten Ausführungsform der Erfindung
• Die Erfindung wird jetzt unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen beschrieben, wobei die Zeichnungen nur der Veranschaulichung dienen und keine notwendige Beschränkung des Umfangs der Erfindung implizieren sollen.
• In Bezug auf die Zeichnungen umfaßt ein Schleifelement 1 ein Basispolster 2 und eine Vielzahl von faserförmigen Partikeln 3 mit einem Ende eines jeden Partikels verwurzelt in der Basis. In Fig. 2 werden die in Fig. 1 dargestellten Elemente in zwei konzentrischen Ringen auf der Oberfläche einer Scheibe 5 mit einer zentralen Befestigungsposition 5 positioniert gezeigt.
• In einer besonderen Ausführungsform der Erfindung, wie in den Zeichnungen dargestellt, wird ein Pool eines Phenolharzes in einer runden Form zubereitet und faserförmige Schleifpartikel werden auf einem geimpften Sol-Gel-Aluminiumoxid durch ein Verfahren wie in USP 5,090,968 beschrieben geformt, mit einer Länge von 4 mm und einem Durchmesser von 0,5 mm, UP-beschichtet auf die Oberfläche eines Harzes, welches dann gehärtet wird, bis es hinsichtlich der Dimensionen stabil ist, wodurch ein Schleifelement geformt wird, welches für den Einsatz in der Erfindung geeignet ist.
• Mehrere solcher Elemente werden dann auf einem Gewebeträgermaterial, beschichtet mit einer Herstellerbeschichtung des gleichen Phenolharzes, auf dem das Basispolster der Elemente gebildet wird, angeordnet. Die Elemente werden in konzentrischen Kreisen um den Umfang der Scheibe, wie in Fig. 2 gezeigt, angeordnet. Das Herstellerharz wird dann gehärtet und ein Size-coat wird über die Oberseite der Schleifelemente aufgetragen und gehärtet.
• Die somit geformte Schleifscheibe ist ein effektives Werkzeug für ein breites Spektrum von Schleifapplikationen.

Claims (9)

1. Ein beschichtetes Schleifmittel mit einer Vielzahl von Schleifelementen, jedes umfassend ein Basispolster und eine Vielzahl von Schleifteilchen, jedes durch ein Ende an eine Oberfläche des Polsters angehängt, wobei die Elemente in einer vorbestimmten Konfiguration an ein Stützmaterial angehängt sind.

2. Ein beschichtetes Schleifmittel gemäß Anspruch 1, worin die Schleifelemente Basispolster in der Form einer kreisförmigen Scheibe aufweisen.

3. Ein beschichtetes Schleifmittel gemäß Anspruch 1, worin das Basispolster aus dem gleichen Material wie die Schleifteilchen hergestellt ist.

4. Ein beschichtetes Schleifmittel gemäß Anspruch 1, worin die Schleifelemente an dem Stützmaterial in einer vorbestimmten Konfiguration angehängt sind.

5. Ein beschichtetes Schleifmittel gemäß Anspruch 1 in der Form einer Scheibe, worin die Schleifelemente in einem oder mehreren konzentrischen Kreisen um die Peripherie der Scheibe angeordnet sind.

6. Ein beschichtetes Schleifmittel gemäß Anspruch 1, worin die Schleifteilchen aus einem Sol-Gel-Aluminiumoxid gebildet sind.

7. Ein beschichtetes Schleifmittel gemäß Anspruch 6, worin das Sol-Gel- Aluminiumoxid ein geimpftes Sol-Gel-Aluminiumoxid ist.

8. Ein beschichtetes Schleifmittel gemäß Anspruch 1, worin die Schleifteilchen faserförmige Schleifteilchen sind.

9. Ein beschichtetes Schleifmittel in der Form einer Scheibe, umfassend ein Stützmaterial und eine Vielzahl von Schleifelementen, jedes Element umfassend ein Basispolster und eine Vielzahl von faserförmigen Schleifteilchen aus geimpftem Sol-Gel- Aluminiumoxid, jedes durch ein Ende an eine Oberfläche des Polsters angehängt, wobei die Elemente an das Stützmaterial in einer Vielzahl von konzentrischen Kreisen angehängt sind.