DE69636678T2

DE69636678T2 - Mit Schleifmittel versehene Bürste oder Bürstenborsten

Info

Publication number: DE69636678T2
Application number: DE69636678T
Authority: DE
Inventors: David E. Saint Paul Johnson; Lawrence J. Saint Paul Mann; Scott M. Saint Paul Mevissen; Richard M. Saint Paul Pihl; David C. Saint Paul Roeker; Donna W. Saint Paul Bange; Mara E. Saint Paul Liepa; Richard Saint Paul Ionta
Original assignee: Minnesota Mining and Manufacturing Co
Current assignee: 3M Co
Priority date: 1995-04-28
Filing date: 1996-04-19
Publication date: 2007-09-06
Anticipated expiration: 2016-04-20
Also published as: ATE207716T1; EP1106102A2; KR100483104B1; NO974971D0; WO1996033638A1; BR9608221A; EP1106102A3; JP3976336B2; DE69636678D1; EP1106102B1; NO974971L; ATE343944T1; DE69616539D1; CN1163179C; ES2275612T3; AU5568496A; HK1014848A1; KR19990008138A; JP2001502185A; DE69616539T2

Description

TECHNISCHES GEBIET
Die vorliegende Erfindung betrifft allgemein eine Schleifbürste mit mehreren mit einer Basis einstückig ausgebildeten Borsten und insbesondere eine Schleifbürste, die durch Spritzgießen eines Gemischs aus einem formbaren Polymer und Schleifteilchen hergestellt ist. Die Bürste kann organische oder anorganische Schleifteilchen enthalten.
ALLGEMEINER STAND DER TECHNIK
Es werden seit vielen Jahren Bürsten zum Polieren, Reinigen und Abreiben der verschiedensten Unterlagen verwendet. In der Regel weisen diese Bürstenprodukte mehrere Borsten auf, die die Unterlage berühren. Zur Verbesserung der Abriebeigenschaften können den Borsten Schleifteilchen hinzugefügt werden. Zur Herstellung einer herkömmlichen Schleifbürste mit Schleifteilchen enthaltenden Borsten sind viele Herstellungsschritte erforderlich. Man kann ein Gemisch aus Schleifteilchen und einem thermoplastischen Bindemittel kombinieren und dann zu einer Borste extrudieren. Dann wird die Borste auf die gewünschte Länge zugeschnitten, und mehrere dieser Borsten werden dann zur Bildung eines Bürstensegments mechanisch kombiniert. Als nächstes können mehrere dieser Bürstensegmente auf einer Nabe oder Platte installiert werden, so daß eine Bürste gebildet wird.
Ein Beispiel für eine solche Bürste wird im US-Patent Nr. 5,045,091 „Method of Making Rotary Brush With Removable Brush Elements", (Verfahren zur Herstellung einer rotierenden Bürste mit abnehmbaren Bürstenelementen) (Abrahamson et al.) offenbart. In Abrahamson et al. sind mehrere Schleifborsten mechanisch zusammengeklemmt, und zur Bildung eines Bürstensegments ist ein Wurzelsystem installiert. Auf einer rotierenden Nabe sind mehrere dieser Bürstensegmente installiert. Eine andere Anordnung zum mechanischen Montieren von Borsten auf einer Nabe zur Bildung eines Bürstensegments wird im US-Patent Nr. 5,233,719, „Apparatus and Brush Segment Arrangement for Finishing Wheel Brushes," (Vorrichtung und Bürstensegmentanordnung zur Endbearbeitung von Rundbürsten) (Young et al.) offenbart. Young et al. lehren ein Bürstensegment, das einen Träger mit einem zum Beispiel mittels eines Polymerharzes auf einer Seite des Trägers montierten Borstenteppich und einem sich von der gegenüberliegenden Seite des Trägers erstreckenden Wurzelsystem zum Eingriff mit einer rotierenden Nabe umfaßt. Das US-Patent Nr. 5,400,458 (Rambosek) lehrt ein Bürstensegment mit mehreren Borsten, die in einem Polymerbasisteil eingebettet sind. Ein Wurzelmittel zur Befestigung des Segments an einer Nabe kann integral mit der Basis geformt sein.
Das US-Patent Nr. 5,233,794, „Rotary Tool Made of Inorganic Fiber-Reinforced Plastic," (Rotierendes Werkzeug aus mit anorganischer Faser verstärktem Kunststoff) (Kikutani et al.), offenbart ein rotierendes Werkzeug 5 mit einer integral mit einer Welle 3 ausgebildeten rotierenden Spitze. Das rotierende Werkzeug besteht aus einem duroplastischen Harz, das anorganische lange Fasern mit einem hohen Härtegrad als Schleifmittel in einer Menge von 50 bis 81 Volumen-% enthält. Die langen anorganischen Fasern können einen Durchmesser von 3 μm bis 30 μm aufweisen. Bei einer der Ausführungsformen von Kikutani et al. ist die rotierende Spitze als eine Säule oder ein Zylinder mit Elementen 6 ausgebildet, die der sich von der Spitze erstreckenden Borste einer Bürste entsprechen, wie in 31 dargestellt.
Die US-Patente Nr. 5,152,917 und 5,304,223 (Pieper et al.) lehren beschichtete Schleifkörper, die mit einem Träger verbundene, genau geformte Schleifverbundwerkstoffe umfassen. Die Schleifverbundwerkstoffe umfassen ein Bindemittel und Schleifteilchen. Die genau geformten Verbundwerkstoffe können zum Beispiel in Form von Pyramiden, Sägezahnnuten oder linearen Nuten vorliegen. Der maximale Abstand zwischen entsprechenden Stellen an benachbarten Verbundwerkstoffformen kann weniger als einen Millimeter betragen. Das beschichtete Schleifmittel von Pieper et al. kann zum Beispiel gemäß der folgenden allgemeinen Vorgehensweise hergestellt werden. Zunächst wird eine Schleifkörner und Bindemittel enthaltende Aufschlämmung einem Produktionswerkzeug zugeführt. Dann wird ein Träger so der Außenfläche des Produktionswerkzeugs zugeführt, daß die Aufschlämmung die Vorderseite des Trägers benetzt. Danach wird das Bindemittel zumindest teilweise ausgehärtet und das Produktionswerkzeug dann vom Träger entfernt.
Das US-Patent Nr. 5,316,812 (Stout et al.) lehrt einen thermoplastischen Träger zur Verwendung bei Schleifkörpern. Über ein Harzbindemittel sind Schleifteilchen an den thermoplastischen Träger geklebt.
Die US-Patente Nr. 5;174,795 und 5,232,470 (Wiand) lehren einen planaren Schleifkörper, der einen Flächenteil mit mehreren sich davon erstreckenden Vorsprüngen umfaßt. Schleifteilchen sind in dem den Körper bildenden formbaren Material homogen dispergiert. Wiand lehrt eine Ausführungsform mit kurzen Erhebungen, die sich 1,6 mm (0,063 Zoll) vom Träger erstrecken und einen Durchmesser von 3,2 mm (0,125 Zoll) aufweisen, und eine andere Ausführungsform mit kurzen Erhebungen, die sich 1,3–1,5 mm (0,05–0,06 Zoll) vom Träger erstrecken und einen Durchmesser von 1,3 mm (0,05 Zoll) aufweisen.
Die GB-Patentanmeldung Nr. 2,043,501 (Dawkins) offenbart einen Schleifkörper zum Polieren von ophthalmischen Werkstücken. Der Schleifkörper wird durch Spritzgießen eines Gemisches aus Schleifkörnern und einem thermoplastischen Bindemittel unter Bildung eines Schleifkörpers hergestellt, der einen flexiblen Träger mit mehreren hochstehenden Vorsprüngen umfaßt, deren Enden als Schleifwirkflächen wirken.
Das US-Patent 5,427,595 (Pihl et al.) offenbart ein extrudiertes Schleiffilament mit einer ersten länglichen Filamentkomponente, die über ihre Länge eine durchgehende Fläche besitzt und eine erste gehärtete organische Polymer- und eine zweite längliche Filamentkomponente aufweist, die eine gemeinsame Grenze mit der ersten länglichen Faserkomponente aufweist und ein zweites gehärtetes organisches Polymermaterial in Schmelzverklebungskontakt mit der ersten länglichen Filamentkomponente entlang der durchgehenden Fläche enthält. Das zweite gehärtete organische Polymermaterial kann das gleiche sein wie das erste gehärtete organische Polymermaterial oder sich davon unterscheiden. Das erste und/oder das zweite gehärtete organische Polymermaterial enthält ein thermoplastisches Elastomer mit darin verklebten Schleifteilchen. Des weiteren wird ein Schleifkörper offenbart, der aus mindestens einem auf einer Unterlage, wie zum Beispiel einer Nabe, die zur Drehung mit einer hohen Drehzahl ausgeführt ist, angebrachten Schleiffilament besteht.
Das US-Patent Nr. 5,460,883 (Barber et al:) offenbart ein Verbundschleiffilament, das mindestens einen vorgeformten Kern enthält, der zumindest teilweise mit einem thermoplastischen Elastomer beschichtet ist, in dem Schleifteilchen dispergiert und verklebt sind, wobei das thermoplastische Elastomer und die Schleifteilchen zusammen eine gehärtete Zusammensetzung bilden. Das Verbundschleiffilament weist über zumindest einen Teil, vorzugsweise über die gesamte Fläche mindestens eines vorgeformten Kerns, eine gehärtete Zusammensetzung auf. Der vorgeformte Kern wird in einem von einem oder mehreren Beschichtungsschritten, von denen einer den vorgeformten Kern mit mit Schleifmittel gefülltem thermoplastischem Elastomer beschichtet, getrennten und vor diesen durchgeführten Schritt hergestellt.
Ende der 50er Jahre wurden Filamente aus Polyamid, auch als „Nylon" bekannt, als synthetische Alternative zu Naturfilamenten entwickelt. Ungefähr zur gleichen Zeit wurde ein Extrusionsverfahren zur gleichmäßigen Dispersion von Schleifteilchen in einer Nylonmatrix in Form eines Filaments entwickelt (US-Patente Nr. 3,522,342 und 3,947,169). Eine Übersicht über Polyamid-Schleiffilamente bietet Watts, J.H., „Abrasive Monofilaments – Critical Factors that Affect Brush Tool Performance" (Abrasive Monofilamente – kritische Faktoren, die die Bürstenwerkzeugleistung beeinflussen), Society of Manufacturing Engineers Technical Paper, 1988 – eine schriftliche Version einer Darbietung des Autors auf der WESTEC-Konferenz, die vom 21.–24. März 1988 abgehalten wurde. Die Verwendung herkömmlicher anorganischer Schleifteilchen mit solchen Polyamid-Filamenten ist bekannt. Wie von Watts erläutert, werden bei Verschleiß der Filamente dieser Art neue Schleifteilchen freigelegt. Ein unter Verwendung mehrerer dieser Filamente hergestelltes Schleiffilament-Bürstenwerkzeug wird somit während des Gebrauchs regeneriert. Obwohl für viele Zwecke geeignet, weisen verschiedene. Polyamide Eigenschaftsgrenzen auf, durch die ihre Verwendung für bestimmte Anwendungen von Schleiffilamenten weniger als optimal wird. Das US-Patent Nr. 5,427,595, Pihl et al., befaßt sich mit solchen Grenzen und beschreibt die Verwendung von thermoplastischen Elastomeren in Schleiffilamenten zur Reduzierung oder Überwindung solcher Grenzen. Die Filamente von Pihl et al. enthalten eine Kernkomponente und eine Hüllenkomponente, die coextrudiert sind. Der Kern und/oder die Hülle enthalten darin verklebte Schleifteilchen. Pihl et al. lehren die Verwendung von herkömmlichen anorganischen Schleifteilchen, obgleich die Ansprüche von Pihl et al. auf keine besondere Schleifteilchenart begrenzt sind.
Das US-Patent Nr. 5,460,883, Barber, Jr. et al., befaßt sich auch mit den Einschränkungen von Polyamiden und beschreibt die Verwendung von thermoplastischen Elastomeren in Schleiffilamenten zur Reduzierung oder Überwindung solcher Einschränkungen. Die Filamente von Barber et al. enthalten eine vorgeformte Kernkomponente und eine auf den Kern aufgebrachte Hüllenkomponente zur Bildung eines Verbundfilaments. Die aufgebrachte Hülle enthält darin verklebte Schleifteilchen. Barber et al. lehren die Verwendung von herkömmlichen anorganischen Schleifteilchen, obgleich die Ansprüche von Barber et al. auf keine besondere Schleifteilchenart begrenzt sind.
Bürsten mit Schleifborsten oder Schleiffilamenten werden seit vielen Jahren zum Polieren, Reinigen und Abreiben der verschiedensten Unterlagen verwendet. In der Regel weisen diese Bürstenprodukte mehrere Borsten oder Filamente auf, die die Unterlage berühren. Zur Verbesserung der Abriebeigenschaften können den Borsten Schleifteilchen hinzugefügt werden. Die Bürsten können wie folgt hergestellt werden. Man kann ein Gemisch aus Schleifteilchen und einem beliebigen geeigneten thermoplastischen Bindemittel kombinieren und dann zu einer Borste oder einem Schleiffilament extrudieren. Dann wird das Schleiffilament auf die gewünschte Länge zugeschnitten. Mehrere dieser Schleiffilamente werden dann zur Bildung eines Bürstensegments mechanisch kombiniert. Als nächstes können mehrere dieser Bürstensegmente auf einer Nabe oder Platte installiert werden, so daß eine Bürste gebildet wird.
Die oben beschriebenen, in der Regel in Schleiffilamenten und Bürsten verwendeten Schleifteilchen sind auf anorganische Teilchen begrenzt worden, die zwangsweise eine große Härte, zum Beispiel über 7 und in der Regel über 9 auf der Mohs-Härteskala, aufweisen. Die Schleifteilchen weisen eine ausreichende Temperaturbeständigkeit auf, so daß sie durch den Herstellungsprozeß der Borste oder des Filaments nicht nachteilig beeinträchtigt werden. Solche Schleifteilchen werden in Schleiffilamenten und Bürsten zur Verfeinerung der Oberfläche eines Werkstücks verwendet. In einigen Fällen besteht diese Verfeinerung darin, einen Teil des Werkstückes zu entfernen. In anderen Fällen besteht diese Verfeinerung darin, unerwünschtes Material (z.B. Schmutzteilchen, Ölreste, Oxidschicht, Farbe usw.) von der Werkstückoberfläche zu entfernen. Bei einigen Anwendungen wird eine Entfernung dieses unerwünschten Materials ohne Entfernung oder Abrieb des darunterliegenden Werkstücks gewünscht. Jedoch können die Schleifteilchen in den Schleiffilamenten so „aggressiv" sein, daß die Schleiffilamente das unerwünschte Material zusammen mit der Werkstückoberfläche entfernen.
Die US-Patente Nr. 3,090,061 und 3,134,122 an Charvat offenbaren die Verwendung von Kunststoffperlen an harten Drahtborsten zur Aufrechterhaltung des gewünschten Abstands der Borsten bei Zusammenbau zu einer Bürste. Charvat lehrt, daß dies zur ordnungsgemäßen Beabstandung und Kontrolle der Borsten effektiv ist, um eine unangemessene Verdichtung der Bürstenfläche zu verhindern und eine gleiche Häufigkeit von Spitzenkontakten pro Bürstenflächenlängeneinheit zu gewährleisten. Die von Charvat gelehrte bevorzugte Bürstenborste ist ein Stahldraht mit einer Knoop-Härte von mindestens 600 und in einigen Fällen über 700 und sogar über 800. Des weiteren lehrt Charvat, daß das Borstenmaterial eine beliebige geeignete Bürstenborste umfassen kann, einschließlich Nylon- und Glasfadenborsten, und daß die Perlen nicht mit Öffnungen versehene Körper an den Borsten sein müssen, sondern beabstandete Perlen und Erhebungen, die an den Borsten haften, die nicht unbedingt mit ihnen konzentrisch sind, sein können. Die Kunststoffperlen und -borsten sind mit einem dünnen Kunststoffüberzug versehen. Charvat lehrt nicht, daß das Kunststoffperlenabstandsstück oder der Kunststoffpuffer stattdessen als Schleifteilchen verwendet werden kann und schlägt dies auch nicht vor. Vielmehr lehrt Charvat die Verwendung von Borstenmaterialien, die viel härter und abrasiver sind als die Kunststoffperlen, und schlägt des weiteren vor, herkömmliche anorganische Schleifteilchen in die Kunststoffperlen mit aufzunehmen. Charvat lehrt, daß der Kunststoffüberzug und die Kunststoffperlen während des Betriebs abgetragen werden und daß die vorragenden Borstenenden so ausgeführt sind, daß sie wie eine echte Bürste auf das Werkstück einwirken.
Hier wird ersichtlich, daß Bedarf an der Bereitstellung einer Schleifbürste besteht, die sich leicht und kostengünstig herstellen läßt und die geeignete Langlebigkeit und Abriebeigenschaften bietet. Des weiteren wird ersichtlich, daß Bedarf an der Bereitstellung eines Filaments besteht, das Schleifteilchen aufweist, die Fremdkörper von einer Werkstückoberfläche ohne Beschädigung der Werkstückoberfläche effizient entfernen oder die Werkstückoberfläche mit einer gewünschten feinen Oberflächenbeschaffenheit versehen können.
KURZDARSTELLUNG DER ERFINDUNG
Die vorliegende Erfindung stellt eine integral geformte Schleifbürste wie im begleitenden Anspruch 1 definiert bereit. Bei einer bevorzugten Ausführungsform ist die Basis flexibel.
Der Begriff „durchsetzt" wie hierin verwendet bedeutet, daß die Schleifteilchen in dem ganzen thermoplastischen Material, das eine Borste einer geformten Schleifbürste bildet, eingebettet und angeordnet sind.
Gemäß einem Aspekt der vorliegenden Erfindung enthält das formbare Polymermaterial Schleifteilchen, mit denen die gesamte Schleifbürste durchsetzt ist.
Gemäß noch einem anderen Aspekt der vorliegenden Erfindung weisen die Borsten ein Längenverhältnis von mindestens 5 auf. Bei einer bevorzugten Ausführungsform weisen die Borsten ein Längenverhältnis von mindestens 7 auf. Bei einer anderen bevorzugten Ausführungsform weisen die Borsten ein Längenverhältnis von mindestens 10 auf. Bei einer weiteren bevorzugten Ausführungsform weisen die Borsten ein Längenverhältnis von mindestens 20 auf.
Bei einer bevorzugten Ausführungsform umfassen die Borsten jeweils eine Wurzel neben der Basis und eine Spitze gegenüber der Basis, und die Borsten laufen konisch so zu, daß sie an der Wurzel breiter sind als an der Spitze. Bei einer anderen bevorzugten Ausführungsform sind die Borsten an einem ersten Teil neben der Wurzel konisch zulaufend und weisen an einem zweiten Teil neben der Spitze eine gleichmäßige Dicke auf. Bei einer anderen bevorzugten Ausführungsform weisen die Borsten an der Übergangsstelle von der Wurzel zur Basis einen Übergangsradius auf.
Gemäß einem anderen Aspekt der Erfindung sind die Borsten mit der Basis koplanar. Bei einer bevorzugten Ausführungsform erstrecken sich die Borsten radial vom Außenrand der Basis. Bei einer anderen bevorzugten Ausführungsform sind die Borsten um den Außenrand herum gleichmäßig winkelförmig verteilt.
Gemäß einem anderen Aspekt der Erfindung weist die geformte Schleifbürste ein an der Basis vorgesehenes. Befestigungsmittel zur Befestigung der Schleifbürste an einem Werkzeug auf. Bei einer bevorzugten Ausführungsform umfaßt das Befestigungsmittel einen integral mit der Basis geformten Gewindezapfen, der sich in der Mitte der Basis befindet.
Bei einer anderen bevorzugten Ausführungsform umfaßt die Basis weiterhin einen Innenrand und das Befestigungsmittel eine integral mit der geformten Bürste geformte Wurzel, die sich vom Innenrand erstreckt und neben dem Innenrand einen Halsteil und vom Innenrand entfernt einen Basisteil enthält, wobei der Basisteil breiter ist als der Halsteil.
Bei einer anderen bevorzugten Ausführungsform umfaßt die Basis weiterhin einen Innenrand, und das Befestigungsmittel umfaßt eine im Innenrand ausgebildete Keilnut, die zum Eingriff mit einem in einem Antriebsmittel ausgebildeten entsprechenden Keil ausgebildet ist.
Bei einer anderen bevorzugten Ausführungsform enthält die Basis weiterhin einen Innenrand, und der Innenrand und der Außenrand umfassen die Basis begrenzende konzentrische Kreise. Bei einer bevorzugten Ausführungsform ist der Innenrand zur Aufnahme einer Antriebswelle da hindurch konfiguriert, und in der Basis ist weiterhin ein Befestigungsloch zur Aufnahme eines Verriegelungsstabs dort hindurch ausgebildet.
Gemäß einem anderen Aspekt der Erfindung umfaßt die Basis weiterhin einen Innenrand gegenüber dem Außenrand, wobei der Innenrand und der Außenrand jeweils bogenförmige kreisförmige Segmente umfassen, deren Winkelgrößen zueinander gleich und nicht größer als 180° sind, wobei die Basis weiterhin einen ersten radialen Rand, der sich von einem ersten Ende des Innenrands zu einem ersten Ende des Außenrands erstreckt, und einen zweiten radialen Rand, der sich von einem zweiten Ende des Innenrands zu einem zweiten Ende des Außenrands erstreckt, umfaßt. Bei einer bevorzugten Ausführungsform beträgt die Winkelgröße 180°. Bei einer anderen bevorzugten Ausführungsform beträgt die Winkelgröße 120°. Bei noch einer anderen bevorzugten Ausführungsform beträgt die Winkelgröße 90°.
Bei einer bevorzugten Ausführungsform umfaßt das thermoplastische Elastomer ein thermoplastisches Elastomer auf Polyesterbasis.
Bei jeder der obigen geformten Bürsten kann das thermoplastische Elastomer vorzugsweise weiterhin ein Gleitmittel umfassen.
Gemäß einem Aspekt jeder der obigen Bürsten umfassen die Schleifteilchen anorganische Schleifteilchen. Gemäß einem anderen Aspekt umfassen die Schleifteilchen organische Schleifteilchen.
Bei jeder der obigen Bürsten kann die Basis vorzugsweise kreisförmig sein. Gemäß einem anderen Aspekt kann die Basis vorzugsweise polygonal sein.
Gemäß einem anderen Aspekt weist die vorliegende Erfindung insbesondere ein integral geformtes Bürstensegment, das eine allgemein planare Basis mit einem Innen- und einem Außenrand aufweist, die konzentrische Kreise definieren, wobei der Innenrand ein kreisförmiges Loch in der Basis definiert, und mehrere Borsten, die sich radial von dem Außenrand der Basis erstrecken, auf. Die Borsten sind mit der Basis koplanar, weisen ein Längenverhältnis von mindestens 2 auf und sind mit der Basis integral geformt. Das geformte Borstensegment umfasst ein polymeres thermoplastisches Elastomer, das durchweg mit Schleifteilchen durchsetzt ist.
Gemäß einem anderen Aspekt weist die vorliegende Erfindung insbesondere ein integral geformtes Bürstensegment, das eine allgemein planare Basis mit einem kreisförmigen Außenrand aufweist, mehrere Borsten, die sich radial von dem Außenrand der Basis erstrecken, mit der Basis koplanar sind, ein Längenverhältnis von mindestens 2 aufweisen und mit der Basis integral geformt sind, und ein Befestigungsmittel auf, das an der Basis zur Befestigung des Bürstensegments an ein Antriebsmittel vorgesehen ist, wobei das Befestigungsmittel einen Gewindezapfen umfasst, der mit der Basis integral geformt ist und sich in der Mitte der Basis befindet. Das geformte Bürstensegment umfasst ein polymeres thermoplastisches Elastomer, das ganz mit Schleifteilchen durchsetzt ist.
Gemäß einem anderen Aspekt weist die vorliegende Erfindung insbesondere ein integral geformtes Bürstensegment, das eine allgemein planare Basis, die einen Innen- und einen Außenrand aufweist, die jeweils bogenförmige kreisförmige Segmente umfassen, deren Winkelgrößen gleich und nicht größer als 180° sind, wobei sich ein erster radialer Rand von einem ersten Ende des Innenrands zu einem ersten Ende des Außenrands und ein zweiter radialer Rand von einem zweiten Ende des Innenrands zu einem zweiten Ende des Außenrands erstreckt, und mehrere Borsten, die sich radial vom Außenrand der Basis erstrecken, auf. Die Borsten sind mit der Basis koplanar, weisen ein Längenverhältnis von mindestens 2 auf und sind mit der Basis integral geformt. Das geformte Bürstensegment umfasst ein polymeres thermoplastisches Elastomer, das ganz mit Schleifteilchen durchsetzt ist.
Des Weiteren umfasst die vorliegende Erfindung eine Bürstenanordnung. Die Anordnung umfasst a) mehrere oben beschriebene geformte Bürstensegmente und b) ein Drehantriebsmittel zum Drehen der mehreren geformten Bürstensegmente. Jedes der geformten Bürstensegmente ist durch das Befestigungsmittel am Antriebsmittel befestigt, so dass die allgemein planaren Basen sich jeweils parallel zueinander erstrecken.
KURZBESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
Die vorliegende Erfindung wird unter Bezugnahme auf die beigefügten Figuren, in denen in den mehreren Ansichten gleiche Strukturen mit gleichen Bezugszahlen versehen sind, weiter erläutert; es zeigen:
1 eine Draufsicht einer ersten Ausführungsform eines erfindungsgemäßen radialen Schleifbürstensegments;
2 eine Querschnittsansicht des Bürstensegments von 1 entlang der Linie I-I;
3 eine isometrische Ansicht mehrerer Bürstensegmente von 1, die zur Bildung einer Bürstenanordnung auf eine Welle montiert sind;
4 eine 3 ähnelnde Ansicht, wobei die einzelnen Bürstensegmente aneinander angrenzen;
5 eine Querschnittsansicht einer zweiten Ausführungsform eines erfindungsgemäßen radialen Schleifbürstensegments;
6 eine Draufsicht einer dritten Ausführungsform eines erfindungsgemäßen radialen Schleifbürstensegments;
7 eine Endansicht mehrerer Bürstensegmente von 6, die auf einer Welle zusammenmontiert sind;
8a–8d Querschnittsansichten verschiedener Ausführungsformen der Borste des erfindungsgemäßen Bürstensegments entlang der Linie VIII-VIII von 1;
9 eine Teilansicht des Bürstensegments von 1 im Betrieb;
10 eine Draufsicht einer vierten Ausführungsform eines erfindungsgemäßen radialen Schleifbürstensegments;
11 eine Teildraufsicht eines auf einer Welle befestigten Bürstensegments, die eine alternative Ausführungsform eines Befestigungsmittels darstellt;
12 eine Draufsicht eines Bürstensegments, die eine weitere Ausführungsform eines Befestigungsmittels darstellt;
13 eine Querschnittsansicht eines Bürstensegments von 12 entlang der Linie XIII-XIII;
14 eine schematische Darstellung einer ersten Vorrichtung und eines ersten Verfahrens zur Herstellung einer erfindungsgemäßen Schleifbürste;
15 eine schematische Darstellung einer zweiten Vorrichtung und eines zweiten Verfahrens zur Herstellung einer erfindungsgemäßen Scheifbürste;
16 einen Aufriß des Formwerkzeugs von 15;
17 eine Schnittansicht einer ersten Ausführungsform der Formwerkzeugteile von 15 entlang der Linie XVII-XVII von 16;
18 eine 17 ähnelnde Ansicht einer alternativen Ausführungsform der Formwerkzeugteile von 17; und
19 eine Schnittansicht entlang Linie XIX-XIX von 1, die eine alternative Ausführungsform des durch das Formwerkzeug von 18 hergestellten Bürstensegments darstellt.
AUSFÜHRLICHE BESCHREIBUNG DER ERFINDUNG
Gemäß einem Aspekt betrifft diese Erfindung eine geformte Schleifbürste, ein Verfahren zur Herstellung einer geformten Schleifbürste und ein Verfahren zur Verwendung einer geformten Schleifbürste.
Die Materialien, der Herstellungsprozeß und die Bürstenkonfiguration hängen von der gewünschten Verfeinerungsanwendung ab. Der Begriff „verfeinern" soll hier mindestens eines von folgendem umfassen: einen Teil einer Werkstückoberfläche entfernen; ein Werkstück einer Feinschleifbearbeitung unterziehen; eine Oberfläche entzundern; eine Oberfläche entgraten; eine Werkstückoberfläche reinigen, einschließlich Farbe oder andere Beschichtungen, Dichtungsmaterial, Korrosion, Ölrückstand oder andere Fremdkörper oder Schmutzteilchen entfernen; oder irgendeine Kombination aus obigem. Bei einigen Anwendungen kann es bevorzugt sein, aggressive Schleifeigenschaften bereitzustellen, wobei dann das Bürstensegment Schleifteilchen, größere Schleifteilchen, härtere Schleifteilchen, ein größeres Schleifteilchen/Bindemittel-Verhältnis oder irgendeine Kombination aus obigem umfassen kann. Bei. anderen Anwendungen kann es bevorzugt sein, die Oberfläche, die gerade verfeinert wird, durch Polieren fertig zu bearbeiten oder eine Oberfläche zu reinigen, ohne das Oberflächenmaterial selbst zu entfernen, wobei dann das Bürstensegment möglicherweise keine Schleifteilchen, kleinere Schleifteilchen, weichere Schleifteilchen, ein kleineres Schleifteilchen/Bindemittel-Verhältnis oder irgendeine Kombination aus obigem verwendet. Es können Schleifteilchen 26 verschiedener Zusammensetzung und Härte eingesetzt werden, um die gewünschten Abriebeigenschaften zu erzielen.
Auf die 1 und 2 Bezug nehmend, ist eine Ausführungsform einer erfindungsgemäßen geformten Schleifbürste zu sehen. Die Begriffe „Schleifbürste" und „Schleifbürstensegment" werden zur Bezugnahme auf diese Ausführungsform austauschbar verwendet. Wie in den 1 und 2 dargestellt, umfaßt das Schleifbürstensegment 10 eine Basis 12 mit einem Außenrand 14 und einem Innenrand 16. Mehrere Borsten 18 ragen, an den Borstenwurzeln 20 beginnend und an den Borstenspitzen 22 endend, vom Außenrand 14 nach außen. Zwischen den Borstenwurzeln 20 können Räume vorhanden sein, in denen der Außenrand 14 der Basis 12 freiliegt. Als Alternative dazu können benachbarte Borsten an den Wurzeln 20 aneinander angrenzen. Das Bürstensegment 10 ist integral so geformt, daß die Borsten 18 und die Basis 12 bezüglich einander durchgehend sind. Das Bürstensegment 10 ist vorzugsweise ein Schleifbürstensegment, das eine allgemein homogene Zusammensetzung von Schleifteilchen 26 in einem formbaren Polymer 28 umfaßt.
Wie in 3 dargestellt, können mehrere Bürstensegmente 10 zur Bildung einer Bürstenanordnung 100 auf einer Hauptwelle 101 montiert sein. Es kann eine beliebige Anzahl von Segmenten 10 zur Bereitstellung einer Anordnung 100 beliebiger gewünschter Breite zusammenmontiert sein. Vorzugsweise sind die Bürstensegmente 10 einander benachbart, so daß im wesentlichen kein Raum zwischen den Bürstensegmenten vorhanden ist, wie in 4 gezeigt. Als Alternative dazu können die Bürstensegmente 10 so auf der Welle 101 montiert sein, daß zwischen benachbarten Bürstensegmenten Raum vorhanden ist, wie in 3 gezeigt. Es können zum Beispiel 5 bis 10.000 Bürstensegmente 10 zur Bildung der Anordnung 100 zusammenmontiert sein, obgleich nach Wunsch auch mehr oder weniger verwendet werden können. Es kann ein Mittel zur Bereitstellung eines Segment/Segment-Eingriffs enthalten sein, um eine Drehung benachbarter Bürstensegmente bezüglich einander zu reduzieren oder zu beseitigen. Zu solchen Eingriffsmitteln zählen zum Beispiel ein ineinandergreifendes Sägezahnmuster oder ein Loch-und-Buckel-Muster auf den Oberflächen der Basis 12. Zweckmäßigerweise kann diese Ausführungsform als „Bürstensegment" bezeichnet werden, wenn sie mit anderen Segmenten zu einer Bürstenanordnung kombiniert werden soll. Jedoch versteht sich, daß der Begriff „Bürstensegment" keine Ausführungsformen ausschließen soll, die selbst und ohne Kombination mit anderen Bürstensegmenten verwendet werden, und der Begriff „Bürste" kann auch zur Bezeichnung eines Bürstensegments verwendet werden.
Basis
Bei der in 1 dargestellten Ausführungsform ist die Basis 12 ein allgemein planares, durchgehendes Umfangsteil. Des weiteren umfaßt der Schutzbereich der Erfindung eine konturierte oder gekrümmte Basis. Die Basis 12 kann zum Beispiel konvexer, konkaver oder konischer Form sein. Wie in 5 dargestellt, ist die Basis 12a konisch, wobei sich die Borsten 18 parallel zu der durch die Basis definierten konischen Fläche erstrecken.
Das Bürstensegment 10 kann an der Basis 12 wahlweise ein Befestigungsmittel, wie zum Beispiel einen Kanal, eine Keilnut oder eine Wurzel, zur mechanischen Verbindung mehrerer Bürstensegmente miteinander an einem Antriebsmittel zur Bildung einer Bürstenanordnung aufweisen. Wie in 1 dargestellt, enthält die Basis 12 zwei Befestigungslöcher 19, durch die ein Verriegelungsstab eingesetzt werden kann. Eine Bürstenanordnung 100 mit zwei durch die Löcher 19 eingesetzten Verriegelungsstäben 102 wird in 3 dargestellt. Dann können die Welle 101 und die Verriegelungsstäbe 102 an einem geeigneten Drehantriebsmittel befestigt werden.
Bei den in den 1–11 dargestellten Ausführungsformen kann die Basis 12 vorzugsweise eine Dicke von ca. 0,5 bis 25 mm, besonders bevorzugt von ca. 1,0 bis 10 mm, ganz besonders bevorzugt von ca. 1,5 bis 6 mm und am stärksten bevorzugt von ca. 1,5 bis 3 mm, aufweisen. Die Basis 12 ist vorzugsweise kreisförmig, wie in 1 dargestellt. Der Durchmesser des Außenrands 14 der Basis 12 beträgt vorzugsweise von ca. 2,5 bis 61,0 cm (1,0 bis 24,0 Zoll), obgleich kleinere und größere Basen auch im Schutzbereich der Erfindung liegen. Bei einer bevorzugten Ausführungsform besteht die Basis 12 aus einem geeigneten Material und weist eine geeignete Dicke auf, um eine flexible Basis 12 bereitzustellen, das das Halten von mehr Borsten in Kontakt mit einem unebenen oder unregelmäßigen Werkstück unterstützt. Die Basis 12 kann sich vorzugsweise um mindestens 10°, besonders bevorzugt um mindestens 20° und ganz besonders bevorzugt um mindestens 45° ohne Beschädigung oder wesentliche bleibende Verformung der Basis biegen. Andere Basisformen als die kreisförmige liegen auch im Schutzbereich der Erfindung, einschließlich – aber nicht beschränkt auf – ovale, rechteckige, quadratische, dreieckige, Rauten- und andere polygonale Formen, genauso wie relativ starre oder unflexible Basen.
Die Basis 12b kann auch ein Ringsektor sein, wie in 6 dargestellt. Bei dieser Ausführungsform ist die Basis 12b auf jeder Seite durch radiale Ränder 13 und 15 begrenzt. Vorzugsweise weist der Ringsektor eine Winkelbreite auf, die den Zusammenbau einer ganzzahligen Anzahl von Ringsektoren zu einem Umfangsbürstensegment gestattet. Beispielsweise lassen sich vier 90°-Ringsektoren 10b leicht zu einem 360°-Umfangsbürstensegment anordnen, wie in 7 dargestellt.
Vorzugsweise ist die Basis 12 integral mit den Borsten 18 geformt, so daß ein einstückiges Bürstensegment gebildet wird. Somit wird weder ein Klebstoff noch ein mechanisches Mittel benötigt, um die Borsten 18 an der Basis 12 zu befestigen. Es wird bevorzugt, daß die Basis 12 und die Borsten 18 gleichzeitig geformt werden. Zur Herstellung eines Schleifbürstensegments kann ein einziges Gemisch aus Schleifteilchen 26 und formbarem Polymer 28 vorliegen, das in einem einzigen Einspritzvorgang in das Formwerkzeug eingebracht wird. Bei einer solchen Ausführungsform umfaßt das Schleifbürstensegment durchweg eine allgemein homogene Zusammensetzung. Jedoch könnte aufgrund des Formvorgangs die Schleifteilchen/Bindemittel-Mischung möglicherweise nicht vollkommen homogen sein. Beim Einspritzen der Polymer- und Schleifmittelmischung in das Formwerkzeug zum Beispiel können die schmalen Borstenhohlräume möglicherweise dazu führen, daß anfangs mehr Polymer neben der Innenseite des Borstenhohlraums in der Nähe der Basis abkühlt und somit eine Mischung mit einer etwas höheren Schleifteilchenkonzentration zur Spitze 22 der Borste drückt.
Als Alternative können zwei oder mehr Einbringungen eines formbaren Polymers 28 in das Formwerkzeug vorgesehen werden. Zum Beispiel kann eine Einbringung ein Gemisch aus formbarem Polymer 28 und Schleifteilchen 26 enthalten, das sich in erster Linie in den Borsten 18 befindet. Eine zweite Einbringung kann formbares Polymer 28 ohne Schleifteilchen 26 oder mit weniger oder einer anderen Art von Schleifteilchen enthalten, das sich in erster Linie in der Basis 12 des Bürstensegments 10 befindet. Des weiteren liegen auch zwei Einbringungen, die beide Schleifteilchen enthalten, im Schutzbereich der Erfindung. Die erste Einbringung kann Schleifteilchen mit bestimmter Größe, aus bestimmtem Material und/oder mit bestimmter Härte enthalten, während die zweite Einbringung andere Schleifteilchen enthalten kann. Beim Abrieb werden zuerst die sich näher an der Spitze 22 befindenden Schleifteilchen und dann die sich näher an der Wurzel 20 befindenden Schleifteilchen benutzt.
Borsten
Die Borsten 18 erstrecken sich vom Außenrand 14 der Basis 12, an der Wurzel 20 beginnend und an den Spitzen 22 von der Basis 12 entfernt endend. Bei einer bevorzugten Ausführungsform erstrecken sich die Borsten 18 radial vom Außenrand 14 der Basis 12 und sind mit der Basis 12 koplanar. Für leichteres Formen (unten ausführlicher beschrieben) wird bevorzugt, daß eine einzige Reihe von Borsten 18 um den Außenrand 14 herum angeordnet wird. Als Alternative dazu kann eine Doppelreihe von Borsten ausgebildet sein, wie in 19 dargestellt. Die Borsten 18 erstrecken sich vorzugsweise vom Außenrand 14 der Basis 12 in einer parallel zur Ebene der Basis 12 verlaufenden Ebene, unabhängig davon, ob die Basis 12 planar ist, wie in 2 dargestellt, oder konisch, wie in 5 dargestellt. Als Alternative dazu können sich die Borsten 18 vom Außenrand 14 der Basis 12 in einem schrägen Winkel zur Ebene der Basis erstrecken.
Die Borsten 18 können eine beliebige Querschnittsfläche aufweisen, einschließlich einer kreisförmigen, sternförmigen, halbmondförmigen, viertelmondförmigen, ovalen, rechteckigen, quadratischen, dreieckigen, rautenförmigen oder anderen polygonalen Gestalt, ohne aber auf diese beschränkt zu sein. Einige beispiel hafte Querschnitte sind in 8a bis 8d dargestellt. Bei einer bevorzugten Ausführungsform umfassen die Borsten 18 einen konstanten Querschnitt über die Länge der Borste 18. Bei anderen Ausführungsformen weisen die Borsten 18 einen nicht konstanten oder variablen Querschnitt entlang der Länge der Borste auf.
Die Borsten 18 können konisch zulaufend sein, so daß die Borstenquerschnittsfläche in Richtung von der Wurzel 20 zur Spitze 22 abnimmt. Konisch zulaufende Borsten 18 können einen beliebigen Querschnitt wie oben beschrieben aufweisen. Die Borsten 18 unterliegen beim Drehen des Bürstensegments 10 gegen ein Werkstück Biegespannungen, wie in 9 dargestellt. Diese Biegespannungen sind an der Wurzel 20 der Borsten 18 (am Außenrand 14) am größten. Deshalb kann eine konisch zulaufende Borste Biegespannungen besser widerstehen als eine Borste mit konstanter Querschnittsfläche. Die Borsten 18 können entlang der gesamten Länge eine Konizität aufweisen oder einen konisch zulaufenden Teil neben der Wurzel 20 und eine konstante Querschnittsfläche für den Rest der Borste aufweisen.
Die Konizität kann einen beliebigen geeigneten Winkel umfassen. Des weiteren kann das Bürstensegment 10 einen Übergangsradius am Übergang zwischen der Wurzel 20 der Borste 18 und dem Außenrand 14 der Basis 12 aufweisen.
Die Borsten 18 umfassen ein Längenverhältnis, das als die Länge der Borste 18, gemessen von der äußeren Wurzel 20 zur Spitze 22, geteilt durch die Breite der Borste, gemessen wird. Bei einer konisch zulaufenden Borste wird die Breite zur Bestimmung des Längenverhältnisses als die Durchschnittsbreite entlang der Länge gemessen. Bei einem nicht kreisrunden Querschnitt wird die Breite als die längste Breite in einer gegebenen Ebene, wie zum Beispiel die Diagonale von Ecke zu Ecke eines quadratischen Querschnitts, gemessen. In bezug auf die in den 1–13 dargestellten Ausführungsformen beträgt das Längenverhältnis der Borsten 18 vorzugsweise mindestens 2, besonders bevorzugt von ca. 5 bis 100 und ganz besonders bevorzugt von ca. 50 bis 75. Die Größe der Borsten 18 kann für die bestimmte Anwendung des Bürstensegments 10 und der Bürste 100 ausgewählt werden. Die Länge der Borsten 18 beträgt vorzugsweise von ca. 0,2 bis 50 cm, besonders bevorzugt von ca. 1 bis 25 cm und ganz besonders bevorzugt von ca. 5 bis 15 cm. Die Breite der Borsten 18 beträgt vorzugsweise von ca. 0,25 bis 10 mm, besonders bevorzugt von ca. 0,5 bis 5,0 mm, ganz besonders bevorzugt von ca. 0,75 bis 3,0 mm und am stärksten bevorzugt von ca. 1,0 bis 2,0 mm. Bei einer bevorzugten Ausführungsform weisen alle Borsten 18 die gleichen Abmessungen auf. Als Alternative dazu können die Borsten 18 an einer Bürstenanordnung 100 mehrere Bürstensegmente 10 mit verschiedenen Abmessungen, wie zum Beispiel unterschiedliche Längen, Breiten oder Querschnittsflächen, aufweisen. 10 stellt zum Beispiel ein Bürstensegment 10 mit zwei Gruppen von kurzen Borsten 18a und zwei Gruppen von langen Borsten 18b dar. Unter Bezugnahme auf die in 7 dargestellte Ausführungsform können Ringsektorsegmente 10b, die jeweils Borsten mit unterschiedlicher Länge aufweisen, angeordnet werden. Unter Bezugnahme auf die in den 3 und 4 dargestellten Bürstenanordnungen 100 können benachbarte Bürstensegmente 10 mit verschiedenen Borsten verwendet werden.
Die Dichte und Anordnung der Borsten 18 kann für die bestimmte Anwendung des Bürstensegments 10 und der Bürstenanordnung 100 gewählt werden. Die Borsten 18 sind vorzugsweise gleichmäßig um den Außenrand 14 der Basis 12 herum angeordnet. Als Alternative dazu können die Borsten 18 in Gruppen mit Räumen zwischen den Gruppen angeordnet und in der Ebene der Basis 12 auf andere Weise als radial nach außen ausgerichtet werden, das heißt in einem Winkel zum Radius der Basis 12 von ungleich Null. Demgemäß kann das Bürstensegment 10 einen Teil des Außenrands 14 aufweisen, der keine Borsten 18 enthält. Die Borsten können möglicherweise nur über einen Teil des Außenrands 14 der Basis 12 oder im wesentlichen über den gesamten Außenrand 14 vorgesehen sein. Die Borsten 18 können nach Wunsch gegebenenfalls an benachbarte Borsten anstoßen.
Material, Länge und Konfiguration der Borsten werden vorzugsweise so gewählt, daß die Borsten 18 flexibel genug sind, um die Verfeinerung unebener oder unregelmäßiger Werkstücke unterstützen zu können. Die Borsten 18 können sich vorzugsweise um mindestens 25°, besonders bevorzugt um mindestens 45°, ganz besonders bevorzugt um mindestens 90° und am stärksten bevorzugt um 180° ohne Beschädigung oder wesentliche bleibende Verformung der Borsten biegen.
Es ist möglich, die Borsten 18 mit einer beliebigen geeigneten Struktur zu verstärken. Zum Beispiel kann eine Verstärkungsfaser oder ein Verstärkungsdraht in den Borstenformhöhlungen angeordnet und das formbare Polymer 28 um den Verstärkungsdraht herum eingespritzt werden. Dies führt zu einer Borste 18 mit darin eingebettetem Verstärkungsdraht oder darin eingebetteter Verstärkungsfaser.
Befestigungsmittel
Das Bürstensegment 10 enthält vorzugsweise ein Befestigungsmittel zur Verbindung mehrerer Bürstensegmente miteinander zur Bildung einer Bürstenanordnung oder zur Befestigung eines oder mehrerer Bürstensegmente 10 an einem Stützmittel, wie zum Beispiel einer Nabe oder einer Welle. Wie in den 1, 3 und 4 dargestellt, weist die Basis 12 einen Innenrand 16 auf, der zum Eingriff mit einer Welle 101 konfiguriert ist. Des weiteren enthält die Basis 12 Befestigungslöcher 19 zur Aufnahme von Verriegelungsstäben 102. Ein alternatives Befestigungsmittel wird in den 6 und 7 dargestellt, in denen die Basis 12b eine Befestigungswurzel 30 mit einem Hals 32 und einer Basis 34 enthält, die zum Eingriff in einen komplementär ausgebildeten Schlitz 104 in der Welle 101' konfiguriert sind. Die in den 6 und 7 dargestellte Anordnung eignet sich gut für Bürstensegmente, die Ringsektoren 12b umfassen. Die Befestigungswurzel 30 kann im Betrieb den Ringsektor in Radialrichtung stützen. Des weiteren kann die Befestigungswurzel 30 auch mit 360°-Bürstensegmenten 10, 10a verwendet werden. Eine weitere Ausführungsform eines Befestigungsmittels wird in 11 dargestellt, in der die Basis 12 einen Kanal oder eine Keilnut 36 enthält, der bzw. die zum Eingriff mit einem geeignet konfigurierten Keil 106 in der Welle 101'' konfiguriert ist.
Bei einer bevorzugten Ausführungsform des in den 1 und 2 dargestellten Bürstensegments weist die Basis 12 am Rand 14 einen Außendurchmesser von ca. 10 cm (4 Zoll), am Rand 16 einen Innendurchmesser von ca. 5 cm (2 Zoll) und eine Dicke von ca. 2,0 mm (0,08 Zoll) auf, wobei sich 144 Borsten 18 in der Ebene der Basis 12 vom Rand 14 radial nach außen erstrecken. Jede Borste 18 ist ca. 7,5 cm (3 Zoll) lang und läuft von einer Dicke von ca. 2,0 mm (0,08 Zoll) an der Wurzel bis zu einer Dicke von ca. 1,5 mm (0,06 Zoll) an der Spitze konisch zu, mit einem Querschnitt, der allgemein dem in 8c dargestellten entspricht.
In den 12 und 13 wird noch eine andere Ausführungsform des Befestigungsmittels dargestellt. Bei dieser Ausführungsform ist die Basis 12 durchgehend und enthält keine durch den Innenrand 16 definierte Öffnung. Das Befestigungsmittel 38 ist in der Mitte der Basis 12 vorgesehen. Diese Art von Befestigungsmittel eignet sich zur Verwendung mit kreisförmigen 360°-Bürstensegmenten. Geeignete Befestigungsmittel 38 sind im Stand der Technik wohlbekannt und werden in den US-Patenten Nr. 3,562,968, 3,667,170 und 3,270,467 beschrieben. Ein bevorzugtes Befestigungsmittel ist der integral geformte Gewindezapfen, der zum Schraubeingriff mit einem rotierenden Werkzeug ausgeführt ist, wie durch das US-Patent Nr. 3,562,968 gelehrt. Für eine ordnungsgemäße Drehung des Bürstensegments 10 wird bevorzugt, daß das Befestigungsmittel 38 integral mit der Basis 12 geformt und bezüglich der Basis 12 zentriert ist. Das Befestigungsmittel 38 kann aus dem gleichen Material bestehen wie der Rest des Bürstensegments 10 und Schleifteilchen 26 enthalten. Als Alternative dazu kann das Befestigungsmittel 38 durch eine getrennte Einspritzung von formbarem Polymer 28 ohne Schleifteilchen 26 hergestellt werden.
Bei einer in den 21 und 23 dargestellten bevorzugten Ausführungsform des Bürstensegments weist die Basis 12 am Rand 14 einen Außendurchmesser von ca. 10 cm (4 Zoll) und eine Dicke von ca. 2,0 mm (0,08 Zoll) auf, mit 144 Borsten 18, die sich vom Rand 14 in der Ebene der Basis 12 radial nach außen erstrecken. Jede Borste 18 ist ca. 7,5 cm (3 Zoll) lang und läuft von einer Dicke von ca. 2,0 mm (0,08 Zoll) an der Wurzel zu einer Dicke von ca. 1,5 mm (0,06 Zoll) an der Spitze konisch zu, mit einem Querschnitt, der allgemein dem in 8c dargestellten entspricht. Das Bürstensegment enthält einen integral geformten Gewindezapfen, der zum Schraubeingriff mit einem rotierenden Werkzeug ausgeführt ist, wie im US-Patent Nr. 3,562,968 gelehrt.
Bei einer in den 12 und 13 gezeigten anderen bevorzugten Ausführungsform des Bürstensegments weist die Basis 12 am Rand 14 einen Außendurchmesser von ca. 2,5 cm (1 Zoll) und eine Dicke von ca. 2,5 mm (0,1 Zoll) auf, mit 30 Borsten 18, die sich in der Ebene der Basis 12 vom Rand 14 radial nach außen erstrecken. Jede Borste 18 ist ca. 2,25 cm (0,88 Zoll) lang und läuft von einer Dicke von ca. 3,0 mm (0,12 Zoll) an der Wurzel zu einer Dicke von ca. 2,0 mm (0,08 Zoll) an der Spitze konisch zu, mit einem Querschnitt, der allgemein dem in 8c dargestellten entspricht. Das Bürstensegment enthält einen integral geformten Gewindezapfen, der zum Schraubeingriff mit einem rotierenden Werkzeug ausgeführt ist, wie im US-Patent Nr. 3,562,968 gelehrt.
Verstärkungsmittel
Weiterhin kann die Basis 12 ein Verstärkungsmittel umfassen, das ein Faserverstärkungsmittel sein kann. Das Verstärkungsmittel kann zum Beispiel Textilstoff, Vliesstoffbahnen, Matten, Netz, Mull und dergleichen oder Einzelfasern, die dem formbaren Polymer beigemischt und im ganzen Bürstensegment dispergiert sind, umfassen. Wahlweise kann das Verstärkungsmittel einer Behandlung zur Änderung seiner physikalischen Eigenschaften unterzogen werden. Zweck des Verstärkungsmittels ist die Erhöhung der Biegefestigkeit und Zugfestigkeit des Bürstensegments 10. Zu Beispielen für Verstärkungsfasern, die sich zur Verwendung in der vorliegenden Erfindung eignen, zählen Glasfasern, Metallfasern, Kohlenstoffasern, Maschendraht, Mineralfasern, aus wärmebeständigen organischen Stoffen hergestellte Fasern oder Fasern aus keramischen Materialien. Zu anderen organischen Fasern zählen Polyvinylalkoholfasern, Nylonfasern, Polyesterfasern und Phenolfasern. Bei Verwendung von Glasfasern kann das formbare Polymergemisch vorzugsweise einen Haftvermittler, wie zum Beispiel einen Silan-Haftvermittler, enthalten, um die Adhäsion zum thermoplastischen Material zu verbessern. Die Faserlänge beträgt vorzugsweise von ca. 0,5 mm bis ca. 50 mm, besonders bevorzugt ca. 1 mm bis ca. 25 mm und ganz besonders bevorzugt ca. 1,5 mm bis ca. 10 mm. Der Fasertiter beträgt vorzugsweise zwischen ca. 25 und 300 Denier, besonders bevorzugt zwischen 50 und 200 Denier.
Thermoplastische Elastomere Das bei den hier beschriebenen Bürsten und Bürstensegmenten verwendete formbare Polymermaterial enthält ein thermoplastisches Elastomer, wobei ein Produkt bereitgestellt wird, das für Anwendungen mit hoher Geschwindigkeit und hohen Beanspruchungen besonderes geeignet ist. Thermoplastische Elastomere (oder „TPE"s) werden in Thermoplastic Elastomers, A Comprehensive Review, herausgegeben von N. R. Legge, G. Holden und H.E. Schroeder, Hanser Publishers, New York, 1987 (hier als „Legge et al." angegeben) definiert und besprochen. Thermoplastische Elastomere (wie hier verwendet) sind allgemein das Umsetzungsprodukt aus einem polyfunktionellen Monomer mit niedrigem Äquivalentgewicht und einem polyfunktionellen Monomer mit hohem Äquivalentgewicht, wobei das polyfunktionelle Monomer mit niedrigem Äquivalentgewicht eine Funktionalität von höchstens ca. 2 und ein Äquivalentgewicht von höchstens ca. 300 hat und bei Polymerisation ein hartes Segment (und in Verbindung mit anderen harten Segmenten harte kristalline Bereiche oder Domänen) bilden kann und das polyfunktionelle Monomer mit hohem Äquivalentgewicht eine Funktionalität von mindestens ca. 2 und ein Äquivalentgewicht von mindestens ca. 350 hat und bei Polymerisation weiche, flexible Ketten erzeugen kann, die die harten Bereiche oder Domänen verbinden.
„Thermoplastische Elastomere" unterscheiden sich von „Thermoplasten" und „Elastomeren" (eine Gattungsbezeichnung für Stoffe, die Naturkautschuk insofern nachahmen, als sie sich unter Spannung dehnen, eine hohe Zugfestigkeit aufweisen, sich schnell zusammenziehen und ihre Ausgangsabmessungen im wesentlichen wieder einnehmen) darin, daß thermoplastische Elastomere bei Erwärmung über die Schmelztemperatur der harten Bereiche eine homogene Schmelze bilden, die (im Gegensatz zu Elastomeren) durch Thermoplastverfahren, wie zum Beispiel Spritzgießen, Extrudieren, Blasformen und dergleichen, verarbeitet werden kann. Anschließendes Kühlen führt wieder zur Trennung von harten und weichen Bereichen, wodurch sich ein Material mit elastomeren Eigenschaften ergibt, was jedoch bei Thermoplasten nicht der Fall ist. Thermoplastische Elastomere kombinieren die Verarbeitbarkeit (im schmelzflüssigen Zustand) von thermoplastischen Materialien mit der funktionalen Leistung und den Eigenschaften herkömmlicher wärmehärtender Kautschuke (wenn sie sich in ihrem nicht schmelzflüssigen Zustand befinden), und die im Stand der Technik als ionomere, segmentierte oder segmentierte, ionomere thermoplastische Elastomere beschrieben werden. Die segmentierten Varianten enthalten „harte Segmente", die unter Bildung von harten kristallinen Domänen, die durch „weiche", lange, flexible Polymerketten miteinander verbunden sind, assoziieren. Die harte Domäne weist eine Schmelz- oder Dissoziationstemperatur auf, die über der Schmelztemperatur der weichen Polymerketten liegt.
Zu im Handel erhältlichen thermoplastischen Elastomeren gehören segmentierte thermoplastische Polyester-Elastomere, segmentierte thermoplastische Polyurethan-Elastomere, segmentierte thermoplastische Polyamid-Elastomere, Mischungen aus thermoplastischen Elastomeren und thermoplastischen Polymeren und ionomere thermoplastische Elastomere.
Nach dem hier vorliegenden Gebrauch bezieht sich „segmentiertes thermoplastisches Elastomer" auf die Teilklasse der thermoplastischen Elastomere, die auf Polymeren basieren, die das Umsetzungsprodukt aus einem polyfunktionellen Monomer mit hohem Äquivalentgewicht und einem polyfunktionellen Monomer mit niedrigem Äquivalentgewicht sind. Segmentierte thermoplastische Elastomere sind vorzugsweise das Kondensationsumsetzungsprodukt aus einem polyfunktionellen Monomer mit hohem Äquivalentgewicht, das eine Durchschnittsfunktionalität von mindestens 2 und ein Äquivalentgewicht von mindestens ca. 350 hat, und einem polyfunktionellen Monomer mit niedrigem Äquivalentgewicht, das eine Durchschnittsfunktionalität von mindestens ca. 2 und ein Äquivalentgewicht von weniger als ca. 300 hat. Das polyfunktionelle Monomer mit hohem Äquivalentgewicht kann bei Polymerisation ein weiches Segment bilden, und das polyfunktionelle Monomer mit niedrigem Äquivalentgewicht kann bei Polymerisation ein hartes Segment bilden. Zu den bei der vorliegenden Erfindung brauchbaren segmentierten thermoplastischen Elastomeren zählen Polyester-TPEs, Polyurethan-TPEs und Polyamid-TPEs sowie TPEs aus Silicon-Elastomer/Polyimid-Blockcopolymeren mit polyfunktionellen Monomeren mit niedrigem und hohem Äquivalentgewicht, die zur Erzeugung des jeweiligen TPE angemessen ausgewählt sind.
Zu den segmentierten TPEs gehören vorzugsweise „Kettenverlängerer", Verbindungen mit geringem Molekulargewicht (in der Regel mit einem Äquivalentgewicht von unter 300), die eine Wasserstoffunktionalität von ca. 2 bis 8 aufweisen und die im Stand der Technik auf dem Gebiet der TPEs bekannt sind. Zu besonders bevorzugten Beispielen zählen Ethylendiamin und 1,4-Butandiol.
„Ionomere thermoplastische Elastomere" bezieht sich auf eine Teilklasse thermoplastischer Elastomere auf Basis von ionischen Polymeren (Ionomeren). Ionomere thermoplastische Elastomere bestehen aus zwei oder mehr flexiblen Polymerketten, die an mehreren Stellen durch ionische Assoziationen oder Cluster miteinander verbunden sind. Die Ionomere werden in der Regel durch Copolymerisation eines funktionalisierten Monomers mit einem olefinischen ungesättigten Monomer oder direkte Funktionalisierung eines zuvor gebildeten Polymers hergestellt. Carboxylfunktionalisierte Ionomere werden durch direkte Copolymerisation von Acryl- oder Methacrylsäure mit Ethylen, Styrol und ähnlichen Comonomeren durch radikalische Copolymerisation erhalten. Das gebildete Copolymer liegt im allgemeinen als freie Säure vor, die zu dem gewünschten Grad mit Metallhydroxiden, Metallacetaten und ähnlichen Salzen neutralisiert werden kann. In Legge et al., S. 231–243, findet sich eine Übersicht über die Geschichte von Ionomeren und diese betreffende Patente.
Die Definition von „thermoplastischem Polymer" oder „TP" nach dem hier vorliegenden Gebrauch ist einschränkender als die allgemeine Definition, die „Material, das bei Ausübung von Druck und Wärme erweicht und fließt" lautet. Es versteht sich natürlich, daß TPEs der allgemeinen Definition von TP entsprechen, da auch TPEs bei Ausübung von Druck und Wärme fließen. Somit muß die Definition von „Thermoplast" für die Zwecke der vorliegenden Erfindung spezieller sein. Nach dem hier vorliegenden Gebrauch bedeutet „Thermoplast" ein Material, das bei Ausübung von Druck und Wärme fließt, das aber unter seiner Schmelztemperatur nicht die elastischen Eigenschaften eines Elastomers besitzt.
Mischungen aus TPE- und TP-Materialien werden auch von der Erfindung umfaßt, was eine noch größere Flexibilität bei der Einstellung der mechanischen Eigenschaften der erfindungsgemäßen Schleiffilamente gestattet.
Zu im Handel erhältlichen und bevorzugten segmentierten Polyestern gehören jene, die unter den Handelsbezeichnungen „Hytrel^TM 4056", „Hytrel^TM 5526", „Hytrel^TM 5556", „Hytrel^TM 6356", „Hytrel^TM 7246" und „Hytrel^TM 8238" bekannt sind und von der Firma E.I. Du Pont de Nemours and Company, Inc., Wilmington, Delaware, erhältlich sind, wobei Hytrel^TM 5526, Hytrel^TM 5556 und Hytrel^TM 6356 besonders bevorzugt sind. Eine ähnliche Familie von thermoplastischen Polyestern ist unter dem Handelsnamen „Riteflex" (Hoechst Celanese Corporation) erhältlich. Weitere geeignete Polyester-TPEs sind jene, die unter den Handelsbezeichnungen „Ecdel" von der Firma Eastman Chemical Products, Inc., Kingsport, Tennessee, „Lomad" von der Firma General Electric Company, Pittsfield, Massachusetts, „Arnitel" von der Firma DSM Engineered Plastics und „Bexloy" von der Firma Du Pont bekannt sind. Zu weiteren geeigneten Polyester-TPEs gehören jene, die als „Lubricomp" von der Firma LNP Engineering Plastics, Exton, Pennsylvania, zu beziehen und im Handel mit Gleitmittel, Glasfaserverstärkung und Kohlenstofffaserverstärkung erhältlich sind.
Zu im Handel erhältlichen und bevorzugten segmentierten Polyamiden gehören jene, die unter der Handelsbezeichnung „Pebax" und „Rilsan" bekannt sind, die beide von der Firma Atochem, Inc., Glen Rock, New Jersey, erhältlich sind.
Zu im Handel erhältlichen und bevorzugten segmentierten Polyurethanen gehören jene, die unter der Handelsbezeichnung „Estane", erhältlich von der Firma B. F. Goodrich, Cleveland, Ohio, bekannt sind. Zu anderen segmentierten bevorzugten Polyurethanen gehören jene, die unter den Handelsbezeichnungen „Pellethane" und „Isoplast" von der Firma The Dow Corning Company, Midland, Michigan, bekannt sind und jene, die unter der Handelsbezeichnung „Morthane" von der Firma Morton Chemical Division, Morton Thiokol, Inc., bekannt sind und jene, die unter der Handelsbezeichnung „Elastollan" von der BASF Corporation, Wyandotte, Michigan, bekannt sind.
Thermoplastische Elastomere werden im US-Patent Nr. 5,443,906 (Pihl et al.) weiter beschrieben.
Schleifteilchen
Die bei den hier beschriebenen Bürsten und Bürstensegmenten geeigneten Schleifteilchen 26 weisen eine Teilchengröße von ca. 0,1 bis 1500 Mikrometer, in der Regel zwischen ca. 1 und 1300 Mikrometer und vorzugsweise zwischen 50 und 500 Mikrometer, auf. Die Schleifteilchen können organisch oder anorganisch sein. Zu Beispielen für Schleifteilchen zählen Elektrokorund, wärmebehandelter Elektrokorund, keramisches Aluminiumoxid, wärmebehandeltes Aluminiumoxid, Siliciumcarbid, Titandiborid, Aluminiumoxid-Zirkonoxid, Diamant, Borcarbid, Ceroxid, kubisches Bornitrid, Granat und Kombinationen davon. Zu bevorzugtem Elektrokorund zählen die vorbehandelten Elektokorunde, die im Handel von der Firma Exolon ESK Company, Tonawanda, New York, oder Washington Mills Electro Minerals Corp., North Grafton, Massachusetts, erhältlich sind. Bevorzugte Schleifteilchen aus keramischem Aluminiumoxid sind im Stand der Technik wohlbekannt und umfassen die in den US-Patenten Nr. 4,314,827; 4,623,364; 4,744,802; 4,770,671; 4,881,951; 4,964,883; 5,011,508 und 5,164,348 beschriebenen. Zu bevorzugten Schleifteilchen aus auf alpha-Aluminiumoxid basierender Keramik, die alpha-Aluminiumoxid und Seltenerdmetalloxid umfassen, gehören jene, die unter der Bezeichnung Cubitron^TM 321 von der Firma Minnesota Mining and Manufacturing Company, Saint Paul, Minnesota, im Handel erhältlich sind. Zu anderen Beispielen für Schleifteilchen gehören massive Glaskügelchen, hohle Glaskügelchen, Calciumcarbonat, Polymerblasen, Silicate, Aluminiumtrihydrat und Mullit. Das Schleifteilchen kann aus einem beliebigen (anorganischen oder organischen) teilchenförmigen Material bestehen, das in Kombination mit dem Bindemittel eine Schleifbürste 10 ergibt, die eine Werkstückoberfläche verfeinern kann. Die Wahl des Schleifmaterials hängt teilweise von der beabsichtigten Anwendung ab. Zum Beispiel wird zum Entlacken eines Fahrzeugs manchmal die Verwendung eines relativ weichen Schleifteilchens bevorzugt, um die unter dem Lack liegende Oberfläche nicht zu beschädigen. Als Alternative dazu wird zum Entgraten von Metallwerkstücken die Verwendung eines härteren Schleifteilchens, wie zum Beispiel Aluminiumoxid, bevorzugt. Die erfindungsgemäße Schleifbürste kann zwei oder mehr Arten und/oder Größen von Schleifteilchen enthalten.
Nach dem hier vorliegenden Gebrauch umfaßt der Begriff Schleifteilchen auch einzelne Schleifteilchen, die zur Bildung eines Schleifagglomerats miteinander verbunden sind. Schleifagglomerate sind im Stand der Technik wohlbekannt und werden in den US-Patenten Nr. 4,311,489; 4,652,275 und 4,799,939 weiter beschrieben. Die erfindungsgemäßen Schleifteilchen können auch eine Oberflächenbeschichtung aufweisen. Oberflächenbeschichtungen verbessern bekannterweise die Adhäsion zwischen dem Schleifteilchen und dem Bindemittel im Schleifartikel. Solche Oberflächenbeschichtungen sind im Stand der Technik wohlbekannt und werden in den US-Patenten Nr. 5,011,508; 1,910,444; 3,041,156; 5,009,675; 4,997,461; 5,213,591 und 5,042,991 beschrieben. In einigen Fällen werden durch den Auftrag der Beschichtung die Abrieb- und/oder Verarbeitungseigenschaften des Schleifteilchens verbessert.
Die bei den hier beschriebenen Bürsten und Bürstensegmenten geeigneten Kunststoffschleifteilchen bestehen aus Materialien auf organischer Basis. Sie sind vorzugsweise entweder aus einem thermoplastischen Polymer und/oder einem duroplastischen Polymer hergestellt. Für die vorliegende Erfindung geeignete Kunststoffschleifteilchen können einzelne Teilchen oder Agglomerate von einzelnen Teilchen sein. Die Agglomerate können mehrere der Kunststoffschleifteilchen umfassen, die zur Bildung einer geformten Masse durch ein Bindemittel miteinander verbunden sind.
Die Kunststoffschleifteilchen liegen in der thermoplastischen Matrix vorzugsweise in einem Anteil von ca. 0,1 bis ca. 80 Gew.-%, besonders bevorzugt von ca. 3 bis ca. 60 Gew.-% (pro Gesamtgewicht der thermoplastischen Matrix und der Kunststoffschleifteilchen), vor. Der Gewichtsprozentanteil hängt teilweise von den bestimmten Abrieb- oder Bürstenanwendungen ab.
Die Größe der in die thermoplastische Matrix eingearbeiteten Kunststoffschleifteilchen hängt von der beabsichtigten Verwendung der Bürsten oder des Bürstensegments ab. Für Anwendungen, die ein Schneiden oder Grobbearbeiten erfordern, werden größere Schleifteilchen bevorzugt, während Kunststoffschleifteilchen mit kleinerer Größe für Endbearbeitungsanwendungen bevorzugt werden. Vorzugsweise ist der durchschnittliche Durchmesser der Teilchen nicht größer als ca. 1/2 des Durchmessers der Bürstenborste, besonders bevorzugt nicht größer als ca. 1/3 des Durchmessers der Bürstenborste.
Kunststoffschleifteilchen weisen eine durchschnittliche Teilchengröße von ca. 0,01 bis ca. 500 Mikrometer, in der Regel zwischen ca. 0,1 und ca. 250 Mikrometer, vorzugsweise zwischen ca. 1 und ca. 150 Mikrometer, besonders bevorzugt zwischen ca. 5 und ca. 100 Mikrometer und ganz besonders bevorzugt zwischen ca. 5 und ca. 75 Mikrometer auf. Die durchschnittliche Teilchengröße wird in der Regel mittels der längsten Abmessung gemessen.
Die Kunststoffschleifteilchen können eine beliebige präzise Form aufweisen oder unregelmäßig oder willkürlich geformt sein. Zu Beispielen für solche dreidimensionalen Formen zählen Pyramiden, Zylinder, Kegel, Kugeln, Blöcke, Würfel, Vielecke und dergleichen. Als Alternative dazu können die Kunststoffschleifteilchen relativ flach sein und eine Querschnittsform wie zum Beispiel eine Rauten-, Kreuz-, Kreis-, Dreiecks-, Rechtecks-, Quadrat-, Oval-, Achteck-, Fünfeck-, Sechseck- oder Vieleckform oder dergleichen aufweisen.
Die Oberfläche der Kunststoffschleifteilchen (oder ein Teil ihrer Oberfläche oder die gesamte Oberfläche eines Teils der Teilchen kann mit Haftvermittlern behandelt sein, um die Adhäsion zur und/oder das Dispersionsvermögen in der schmelzflüssigen Thermoplastmatrix zu verbessern. Die Kunststoffschleifteilchen müssen in der gehärteten Zusammensetzung nicht gleichmäßig dispergiert sein, aber eine gleichmäßige Dispersion kann für gleichmäßigere Abriebeigenschaften sorgen.
Die Kunststoffschleifteilchen können aus einem thermoplastischen Material, wie zum Beispiel Polycarbonat, Polyetherimid, Polyester, Polyvinylchlorid, Methacrylat, Methylmethacrylat, Polyethylen, Polysulfon, Polystyrol, Acrylnitril-Butadien-Styrol-Blockcopolymer, Polypropylen, Acetalpolymeren, Polyurethanen, Polyamiden und Kombinationen davon hergestellt sein. Im allgemeinen gehören zu bevorzugten erfindungsgemäßen thermoplastischen Polymeren jene mit einer hohen Schmelztemperatur von zum Beispiel über 200°C, vorzugsweise 300°C, oder guten Wärmebeständigkeitseigenschaften. Die Kunststoffschleifteilchen sollten einen höheren Schmelz- oder Erweichungspunkt haben als das thermoplastische Elastomer, so daß die Kunststoffteilchen durch den Herstellungsprozeß nicht wesentlich beeinflußt werden. Das Kunststoffteilchen sollte in der Lage sein, während der Bürstenverarbeitung einen allgemein teilchenförmigen Zustand beizubehalten und deshalb so gewählt werden, daß es während des Herstellungsprozesses nicht wesentlich schmilzt oder erweicht. Bei einer bevorzugten Ausführungsform werden die Kunststoffteilchen so ausgewählt, daß sie stärkere Schleifeigenschaften liefern als das thermoplastische Elastomer. Auf diese Weise führen die Kunststoffschleifteilchen die gewünschte Oberflächenverfeinerung, wie zum Beispiel Entfernung von Fremdkörpern von dem Werkstück oder Feinschliff der Oberfläche, durch, während das thermoplastische Elastomer im Betrieb abgenutzt wird und der Werkstückoberfläche somit fortwährend frische Kunststoffschleifteilchen bietet.
Ein thermoplastisches Schleifteilchen kann auf verschiedene Weise hergestellt werden. Bei einem Verfahren wird das thermoplastische Polymer zu länglichen Segmenten extrudiert, und diese Segmente werden dann auf die gewünschte Länge zugeschnitten. Als Alternative dazu kann das thermoplastische Polymer zu der gewünschten Form und Teilchengröße geformt werden. Dieser Formvorgang kann durch Formpressen oder Spritzgießen erfolgen.
Die Kunststoffschleifteilchen können aus einem duroplastischen Polymer hergestellt werden. Duroplastische Polymere können aus Phenolharzen, Aminoplastharzen, Urethanharzen, Epoxidharzen, Acrylatharzen, acrylierten Isocyanuratharzen, Harnstoff-Formaldehyd-Harzen, Isocyanuratharzen, acrylierten Urethanharzen, Melamin-Formaldehyd-Harzen, acrylierten Epoxidharzen und Gemischen davon hergestellt werden. Auf Phenolverbindungen basierende Schleifteilchen sind eine bevorzugte Art von Schleifteilchen. Es gibt zwei Arten von Phenolharzen: Resol und Novolak. Resol-Phenolharze weisen ein Molverhältnis von Formaldehyd zu Phenol größer gleich eins zu eins, in der Regel zwischen 1,5:1,0 und 3,0:1,0, auf. Novolakharze weisen ein Molverhältnis von Formaldehyd zu Phenol von weniger als eins zu eins auf. Zu Beispielen für im Handel erhältliche Phenolharze zählen die unter den Handelsnamen „Durez" und Varcum" von der Firma Occidental Chemicals Co., Burlington, NJ, „Resinox" von der Firma Monsanto, „Aerofene" und „Arotap" von der Firma Ashland Chemical Co., Columbus, OH, bekannten. Diese Phenolharze werden zu duroplastischen Polymeren ausgehärtet. Dann werden die entstehenden duroplastischen Polymere auf die gewünschte Teilchengröße und Teilchengrößenverteilung zerkleinert. Bei einem alternativen Verfahren können die duroplastischen Kunststoffschleifteilchen gemäß den Lehren von US-Patent Nr. 5,500,273, „Precisely Shaped Particles and Method of Making Same" (Genau geformte Teilchen und Herstellungsverfahren dafür) (Holmes et al.), hergestellt werden. Die Kunststoffschleifteilchen können ein Gemisch aus einem thermoplastischen Polymer und einem duroplastischen Polymer sein.
Ein besonders bevorzugtes organisches Schleifteilchen ist ein Metall- und Formreinigungskunststoffstrahlmittel, das im Handel als „MC"-Strahlmittel von der Firma Maxi Blast Inc., South Bend, IN, erhältlich ist und eine antistatische Beschichtung aufweisen kann, vorzugsweise aber unbehandelt ist. Das „MC"-Mittel ist ein 99%iges Melamin-Formaldehyd-Cellolosat, ein Aminoduroplast.
Die durchschnittliche Knoop-Härte des Kunststoffschleifteilchens ist allgemein kleiner als ca. 80 KNH und vorzugsweise kleiner als ca. 65 KNH.
Weiterhin umfaßt der Schutzbereich der vorliegenden Erfindung die Einarbeitung von Schleifteilchen auf anorganischer Basis zusammen mit den Kunststoffschleifteilchen. Diese anorganischen Schleifteilchen weisen in der Regel eine Teilchengröße von 0, 01 bis 500 Mikrometer, in der Regel zwischen ca. 1 und 150 Mikrometer, auf. In bestimmten Fällen wird gewöhnlich bevorzugt, daß die anorganischen Schleifteilchen entweder die gleiche Größe aufweisen wie oder kleiner sind als die Kunststoffschleifteilchen. Es wird bevorzugt, daß die Schleifteilchen eine Mohs-Härte von mindestens ca. 7, vorzugsweise über 9, aufweisen. Zum Beispiel kann das Schleiffilament zwischen 10 und 90 Gew.-% thermoplastische Matrix, zwischen 10 und 90 Gew.-% Schleifteilchen und zwischen 0 und 49 Gew.-% anorganische Schleifteilchen umfassen.
Die Schleifteilchen 26 betragen in der Regel von ca. 0,1 bis 75 Gew.-% des Teilchen- und Polymergemisches, vorzugsweise von 3 bis 60%, besonders bevorzugt ca. 5 bis 50% und ganz besonders bevorzugt ca. 20 bis 40%, obgleich nach Wunsch mehr oder weniger verwendet werden können. Bei einigen Oberflächenverfeinerungsanwendungen ist es wünschens wert, daß das Bürstensegment 10 ein formbares Polymermaterial 28 ohne Schleifteilchen 26 umfaßt.
Additive
Das formbare Polymermaterial 28 kann weiterhin fakultative Additive, wie zum Beispiel Füllstoffe (einschließlich Schleifhilfsmitteln), Fasern, Antistatika, Antioxidantien, Verarbeitungshilfen, UV-Stabilisatoren, Flammverzögerungsmittel, Gleitmittel, Netzmittel, Tenside, Pigmente, Farbstoffe, Haftvermittler, Weichmacher und Suspendiermittel, enthalten. Die Mengen dieser Stoffe werden so gewählt, daß sie die gewünschten Eigenschaften liefern. Bei einem bevorzugten Verfahren zum Einarbeiten bestimmter Additive in das formbare Polymermaterial werden die Additive von einem Mantel umschlossen, der Extrusions- oder Formtemperaturen und -drücken widerstehen kann.
Gleitmittel
Für einige Verfeinerungsanwendungen wird bevorzugt, daß das geformte Polymer 28 ein Gleitmittel enthält. Durch das Vorhandensein eines Gleitmittels im formbaren Polymer 28 wird die Reibung der die Werkstückoberfläche berührenden Borste vermindert. Dadurch wird bei der Verfeinerung des Werkstücks weniger Hitze erzeugt. Übermäßige Hitze kann dazu führen, daß die Schleifbürste auf dem Werkstück Rückstände hinterläßt oder das Werkstück auf andere Weise beschädigt. Zu geeigneten Gleitmitteln zählen Lithiumstearat, Zinkstearat, Calciumstearat, Aluminiumstearat, Ethylenbisstearamid, Graphit, Molybdändisulfid, Polytetrafluorethylen (PTFE) und Siliconverbindungen, die zum Beispiel bei Thermoplasten und thermoplastischen Elastomeren geeignet sind.
Ein Beispiel für ein bevorzugtes Siliconmaterial ist ein Polysiloxan mit hohem Molekulargewicht der Formel (A):
wobei R, R', R¹, R², R³, R⁴, R⁵ und R⁶ gleich oder verschieden sein können und für Alkyl, Vinyl, Chloralkyl, Aminoalkyl, Epoxy, Fluoralkyl, Chlor, Fluor oder Hydroxyl stehen können und n mindestens 500, vorzugsweise mindestens 1000, besonders bevorzugt 1000 bis 20.000 und ganz besonders bevorzugt 1000 bis 15.000 beträgt.
Ein anderes bevorzugtes Polysiloxan ist ein Polydimethylsiloxan der Formel (B):
wobei R und R' gleich oder verschieden sein können und für Alkyl, Vinyl, Chloralkyl, Aminoalkyl, Epoxy, Fluoralkyl, Chlor, Fluor oder Hydroxyl stehen können und n mindestens 500, vorzugsweise mindestens 1000, besonders bevorzugt 1000 bis 20.000 und ganz besonders bevorzugt 1000 bis 15.000 beträgt.
Polysiloxane sind in vielen verschiedenen Formen erhältlich, zum Beispiel als die Verbindung selbst oder als Konzentrat. Zu Beispielen für die Polymere, denen die Polysiloxane beigemischt werden können, gehören Polypropylen, Polyethylen, Polystyrol, Polyamide, Polyacetal, Acrylnitril-Butadien-Styrol (ABS) und Polyesterelastomer, die alle im Handel erhältlich sind. Siliconmodifiziertes Hytrel^TM ist als BY27-010 (oder MB50-010) und siliconmodifiziertes Polyamid 6,6 als BY27-005 (oder MB50-005), beide von der Firma Dow Corning Company, Midland, Michigan, im Handel erhältlich. In der Regel können im Handel erhältliche Konzentrate ein Polysiloxan in einer Konzentration von 40 bis 50 Gew.-% enthalten, jedoch ist für die Zwecke der Erfindung ein beliebiger Gewichtsprozentanteil annehmbar, solange der gewünschte Gewichtsprozentanteil im Endprodukt erreicht werden kann. Vorzugsweise können im formbaren Polymer 26 Gleitmittel in Mengen von bis zu ca. 20 Gew.-% (ausschließlich des Schleifteilchengehalts) und vorzugsweise in einer Menge von 1 bis 10% vorhanden sein, obgleich nach Wunsch mehr oder weniger verwendet werden kann.
Haftvermittler
Das formbare Polymermaterial 28 kann zur Verbesserung der Verbindung zwischen dem Bindemittel und den Schleifteilchen einen Haftvermittler enthalten, wie aus dem Stand der Technik bekannt. Zu Beispielen für solche Haftvermittler, die sich für die vorliegende Erfindung eignen, zählen Organosilane, Zirkoniumaluminate und Titanate. Bevorzugte Silan-Haftvermittler, in der Regel aminofunktionell, wie zum Beispiel gamma-Aminopropyltriethoxysilan, sind im Handel als A-1100 oder A-1102 von der Firma Union Carbide Corporation, New York, New York, erhältlich. Die Schleifteilchen 26 können vor dem Zusammenführen mit dem formbaren Polymer mit einem Haftvermittler vorbehandelt werden. Als Alternative dazu kann der Haftvermittler dem formbaren Polymer 28 direkt zugegeben werden.
Füllstoffe
Das formbare Polymermaterial 28 kann einen Füllstoff enthalten, wie im Stand der Technik bekannt ist. Zu Beispielen für für die vorliegende Erfindung geeignete Füllstoffe zählen Metallcarbonate (wie zum Beispiel Calciumcarbonat, (Kreide, Kalzit, Mergel, Travertin, Marmor und Kalkstein), Calciummagnesiumcarbonat, Natriumcarbonat, Magnesiumcarbonat), Siliciumdioxid (wie zum Beispiel Quarz, Glaskügelchen, Glashohlkugeln und Glasfasern), Silicate (wie zum Beispiel Talk, Tone, (Montmorillonit) Feldspat, Glimmer, Calciumsilicat, Calciummetasilicat, Natriumaluminosilicat, Natriumsilicat), Metallsulfate (wie zum Beispiel Calciumsulfat, Bariumsulfat, Natriumsulfat, Aluminiumnatriumsulfat, Aluminiumsulfat), Gips, Vermiculit, Holzmehl, Aluminiumtrihydrat, Ruß, Metalloxide (wie zum Beispiel Calciumoxid (Kalk), Aluminiumoxid, Titandioxid) und Metallsulfate (wie zum Beispiel Calciumsulfit). In einigen Fällen kann der Füllstoff als Schleifteilchen dienen.
Schleifhilfsmittel
Das Polymermaterial kann ein Schleifhilfsmittel enthalten. Ein Schleifhilfsmittel wird hier als teilchenförmiges Material definiert, dessen Hinzufügen eine bedeutende Auswirkung auf die chemischen und physikalischen Abriebprozesse hat, was zu einer verbesserten Leistung führt. Insbesondere wird im Stand der Technik angenommen, daß das Schleifhilfsmittel entweder 1) die Reibung zwischen den Schleifteilchen und dem gerade abgeriebenen Werkstück vermindert, 2) das Schleifteilchen daran hindert, eine „Kappe" zu bilden, das heißt verhindert, daß Metallteilchen mit den oberen Enden der Schleifteilchen verschweißt werden, 3) die Grenzflächentemperatur zwischen den Schleifteilchen des Werkstücks verringert oder 4) die Schleifkräfte verringert. Zu Beispielen für chemische Gruppen von Schleifhilfsmitteln zählen Wachse, organische Halogenidverbindungen, Halogenidsalze und – metalle und ihre Legierungen. Die organischen Halogenidverbindungen zerfallen in der Regel während des Abriebs und geben eine Halogensäure oder gasförmige Halogenidverbindung frei. Zu Beispielen für solche Stoffe zählen chlorierte Wachse wie Tetrachlornaphthalin, Pentachlornaphthalin und Polyvinylchlorid. Zu Beispielen für Halogenidsalze zählen Natriumchlorid, Kaliumcryolith, Natriumcryolith, Ammoniumcryolith, Kaliumtetrafluoroborat, Natriumtetrafluoroborat, Siliciumfluoride, Kaliumchlorid, Magnesiumchlorid. Zu Beispielen für Metalle zählen Zinn, Blei, Wismut, Cobalt, Antimon, Cadmium, Eisen und Titan. Zu anderen verschiedenen Schleifhilfsmitteln gehören Schwefel, organische Schwefelverbindungen, Graphit und Metallsulfide.
Spritzgießen
Die Schleifbürste oder das Schleifbürstensegment 10 gemäß der vorliegenden Erfindung wird vorzugsweise durch Spritzgießen hergestellt. Spritzgießverfahren sind im Stand der Technik bekannt. Eine Spritzgießvorrichtung 60 zur Herstellung der Schleifbürste 10 gemäß dem erfindungsgemäßen Verfahren wird in 14 dargestellt. Ein Pellet-Gemisch aus dem formbaren Polymer 28 und wahlweise Schleifteilchen 26 wird vorzugsweise nach Trocknen durch Erwärmung in einen Trichter 62 gegeben. Über den Trichter wird das Gemisch einer ersten Seite oder Rückseite 70 einer Schneckenspritzgießmaschine 64 zugeführt, die allgemein eine Schnecke 66 in einem Zylinder 68 umfaßt. Die gegenüberliegende Seite oder Vorderseite 72 der Schneckenspritzgießmaschine 64 umfaßt eine Düse 74 zur Leitung des erweichten Gemisches in das Formwerkzeug 76a, 76b. Der Zylinder 68 der Spritzgießmaschine 64 wird zum Aufschmelzen des Gemisches erwärmt, und die rotierende Schnecke 66 treibt das Gemisch in Richtung der Düse 74. Dann wird die Schnecke 66 linear nach vorne in Richtung B bewegt, um den „Schuß" des erweichten Gemisches mit dem gewünschten Druck in das Formwerkzeug 76a, 76b zu drücken. Im allgemeinen wird zwischen dem Vorderende der Schnecke und der Düse eine Lücke beibehalten, um einen „Puffer"-Bereich aus erweichtem Material bereitzustellen, das nicht in das Formwerkzeug eingespritzt wird.
Das Formwerkzeug enthält Höhlungen, die eine Umkehrung der gewünschten Schleifbürstenkonfiguration darstellen. Somit muß die Formwerkzeugausführung für die geformte Bürste 10 der Schleifbürstenkonfiguration, einschließlich der Größe und Konfiguration der Basis 12, der Borsten 18 und des optionalen Befestigungsmittels 30, Rechnung tragen. Für die geformte Bürste oder das geformte Segment 10 nach der Darstellung in den 1 und 2 enthält das in 16 dargestellte Formwerkzeug 76a, 76b Höhlungen, die eine Umkehrung der gewünschten Bürstensegmentkonfiguration darstellen. Somit muß die Formwerkzeugausführung der Bürstensegmentkonfiguration, einschließlich der Größe und Konfiguration der Basis 12, der Borsten 18 und des optionalen Befestigungsmittels, wie zum Beispiel Löcher 19, Wurzel 30, Keilnut 36 oder Gewindezapfen 38, Rechnung tragen. Wie in 17 zu sehen, enthält der Formwerkzeugteil 76a Höhlungen 78 zur Bildung der Borsten 18. Die in 17 dargestellte Formwerkzeugausführungsform ist zum Formen der in 8c dargestellten Borstenausführungsform konfiguriert. Als Alternative dazu können die in 18 dargestellten Formwerkzeugteile 76c und 76d zur Bildung einer Doppelreihe von versetzten Borsten 18 verwendet werden. Solch eine Borstenanordnung wird in 19 dargestellt.
Die obenerwähnten Pellets können vorzugsweise wie folgt hergestellt werden, Das formbare Polymer 28 kann über seinen Schmelzpunkt erhitzt werden, und dann können die Schleifteilchen 26 beigemischt werden. Dann wird das entstehende Gemisch zu Endlossträngen geformt und diese werden abgekühlt, so daß das formbare Polymer zur Granulierung in geeigneten Einrichtungen erstarrt, wie im Stand der Technik bekannt. Ebenso können dem Polymermaterial 28 bei der Bildung von Pellets Gleitmittel und/oder andere Additive hinzugefügt werden. Dann werden die das formbare Polymer 28, die Schleifteilchen 26 und gegebenenfalls ein gewünschtes Gleitmittel oder anderes Additiv enthaltenden Pellets in den Trichter 62 gegeben, so daß sie, wie oben beschrieben, in den Schnecken-Extruder 64 eingeleitet werden können. Als Alternative dazu können die Schleifteilchen 26 mit der Pellet-Form des formbaren Polymers 28 vermischt und dieses Gemisch dann in den Trichter eingefüllt werden. Ebenso können dem Polymermaterial 28 vor dem Einfüllen in den Trichter Gleitmittel und/oder andere Additive hinzugefügt werden.
Die Bedingungen, unter denen die Herstellung der Schleifbürste durch Spritzgießen erfolgt, werden durch die eingesetzte Spritzgießmaschine, die Konfiguration der Bürste 10 und die Zusammensetzung des formbaren Polymers 28 und der Schleifteilchen 26 bestimmt. Bei einem bevorzugten Verfahren wird das formbare Polymer 28 zunächst auf zwischen 80 bis 120°C, vorzugsweise 90 bis 110°C, zum Trocknen erhitzt und in den Trichter 62 gegeben, von wo es durch Schwerkraftführung in die Schneckenzuführzone gelangt. Die Zylindertemperatur der Schneckenspritzgußmaschine beträgt vorzugsweise von ca. 200 bis 250°C, besonders bevorzugt von ca. 220 bis 245°C. Die Temperatur des Formwerkzeugs beträgt vorzugsweise von ca. 50 bis 150°C, besonders bevorzugt von ca. 100 bis 140°C. Die Zykluszeit (die Zeit vom Einführen des Gemisches in den Schneckenextruder bis zum Öffnen des Formwerkzeugs zur Entfernung der geformten Schleifbürste) liegt vorzugsweise zwischen 0,5 und 180 Sekunden, besonders bevorzugt zwischen 5 und 60 Sekunden. Der Einspritzdruck beträgt vorzugsweise von ca. 690 bis 6900 kPa (100 bis 1000 psi), besonders bevorzugt von ca. 2070 bis 4830 kPa (300 bis 700 psi).
Der Spritzgießzyklus hängt von der Materialzusammensetzung und der Schleifbürstenkonfiguration ab. Bei einer bevorzugten Ausführungsform sind das formbare Polymer und die Schleifteilchen in der ganzen Schleifbürste 10 allgemein homogen. Bei einer solchen Ausführungsform erfolgt eine einzige Einbringung oder ein einzelner Schuß des Gemisches aus Polymermaterial 28 und Schleifteilchen 26 zum Formen der Bürste 10, einschließlich der Basis 12, der Borsten 18 und gegebenenfalls des Befestigungsmittels 30. Als Alternative dazu können die Borsten 18, aber nicht die Basis 12, Schleifteilchen 26 enthalten. Bei einer solchen Ausführungsform erfolgen zwei Materialeinbringungen oder -schüsse. Die erste Einbringung enthält ein Gemisch aus formbarem Polymer 28 und Schleifteilchen 26, um in erster Linie den Borstenteil des Formwerkzeugs zu füllen. Die zweite Einbringung enthält formbares Polymer (das das gleiche sein kann wie das formbare Polymer der ersten Einbringung oder sich davon unterscheiden kann) ohne Schleifteilchen, um in erster Linie den Basis- und Befestigungsmittelteil des Formwerkzeugs zu füllen. Ebenso können die Basis 12 und die Borsten 18, aber nicht das Befestigungsmittel 30, Schleifteilchen enthalten. Bei dieser Ausführung erfolgen zwei Materialeinbringungen oder -schüsse. Die erste Einbringung enthält ein Gemisch aus formbarem Polymer 28 und Schleifteilchen 26 zum Füllen des Borsten- und Basisteils des Formwerkzeugs. Die zweite Einbringung enthält nur ein formbares Polymer (das das gleiche sein kann wie das formbare Polymer der ersten Einbringung oder sich davon unterscheiden kann), um in erster Linie den Befestigungsmittelteil des Formwerkzeugs zu füllen. Es ist auch möglich, mehr als einen Schuß zu verwenden, um nach Wunsch die Farbe verschiedener Teile der Bürste zu ändern. Des weiteren können auch drei oder mehr Schüsse vorgesehen werden, zum Beispiel jeweils einer für die Borsten, die Basis und das Befestigungsmittel. Nach dem Spritzgießen wird das Formwerkzeug zur Erstarrung des formbaren Polymers abgekühlt. Dann werden die Formwerkzeughälften getrennt, damit die geformte Schleifbürste 10 entnommen werden kann.
Verfahren zur Verfeinerung einer Oberfläche
Wie oben erörtert, wird die erfindungsgemäß geformte Schleifbürste 10 zur Verfeinerung einer Oberfläche verwendet, indem ein Teil einer Werkstückoberfläche entfernt wird, ein Werkstück einer Oberflächenbearbeitung unterzogen wird, eine Werkstückoberfläche gereinigt wird, einschließlich der Entfernung von Farbe oder anderen Beschichtungen, von Dichtungsmaterial, Korrosion oder anderen Fremdkörpern oder irgendeiner Kombination der vorhergehenden.
Wie oben erörtert, werden das geformte Bürstensegment 10 und die Bürstenanordnung 100, die in den 1 bis 13 gezeigt werden, zur Verfeinerung einer Oberfläche verwendet, indem ein Teil einer Werkstückoberfläche entfernt, ein Werkstück einer Oberflächenbearbeitung unterzogen, eine Werkstückoberfläche gereinigt wird, einschließlich der Entfernung von Farbe oder anderen Beschichtungen, von Dichtungsmaterial, Korrosion oder anderen Fremdkörpern oder irgendeiner Kombination der vorhergehenden. Bei einer in 4 dargestellten bevorzugten Ausführungsform umfaßt die Bürstenanordnung 100 mehrere Bürstensegmente 10, die durch das Befestigungsmittel an einer Welle 101 befestigt sind, und ein geeignetes Antriebsmittel. Als Alternative dazu kann das Bürstensegment nach 12 an einem geeigneten Drehantriebsmittel befestigt sein. Die Oberflächenverfeinerung kann trocken oder naß erfolgen, zum Beispiel mit Wasser, Gleitmittel, Rosthemmstoff oder anderen geeigneten Flüssigkeiten, wie im Stand der Technik wohlbekannt. Die Bürstenanordnung 100 oder das Segment 10 kann mit einer beliebigen geeigneten Geschwindigkeit, vorzugsweise von ca. 100 bis 15.000 U/min, gedreht werden, obwohl nach Wunsch auch höhere oder niedrigere Geschwindigkeiten verwendet werden können. Die Oberflächenverfeinerung kann mit einer beliebigen geeigneten Kraft an der Bürstenanordnung oder dem Bürstensegment, in der Regel von ca. 0,5 bis 100 kg, durchgeführt werden. Es sei darauf hingewiesen, daß die Borsten 18 flexibel und nachgiebig genug sind, damit bei vielen Verfeinerungsvorgängen der Kontakt der Borste am Werkstück über eine große Länge der Borstenseite erfolgt und nicht lediglich über einen kleinen Teil der Borste unmittelbar neben der Spitze 18. Durch Verwendung der hier beschriebenen organischen Schleifteilchen kann die Schleifbürste zur Entfernung von Fremdkörpern, zum Beispiel Farbe, Schmutz, Splittern, Öl, Oxidbeschichtung, Rost, Klebstoff, Dichtungsmaterial und dergleichen, von einer Werkstückoberfläche verwendet werden, ohne daß von dem Werkstück selbst eine große Materialmenge entfernt wird.

Claims

Integral geformte Schleifbürste (10) umfassend folgendes: eine Basis (12) mit einer ersten Seite, einer zweiten Seite und einem Außenrand (14), wobei die Basis allgemein planar ist; und mehrere sich von dem Außenrand der Basis erstreckende Borsten (18) mit einem Längenverhältnis von mindestens 2, wobei die Borsten mit der Basis integral geformt sind; wobei die geformte Schleifbürste ein thermoplastisches Elastomer (28) umfaßt und wobei die Borsten Schleifteilchen (26) enthalten, mit denen das thermoplastische Elastomer durchsetzt ist.
Geformte Schleifbürste (10) nach Anspruch 1, bei der die Basis (12) flexibel ist.
Geformte Schleifbürste (10) nach Anspruch 1 oder 2, bei der die Bürste Schleifteilchen umfaßt, die die ganze Schleifbürste durchsetzen.
Geformte Schleifbürste (10) nach einem der Ansprüche 1–3, bei der die Borsten (18) ein Längenverhältnis von mindestens 5 aufweisen.
Geformte Schleifbürste (10) nach einem der Ansprüche 1–3, bei der die Borsten (18) ein Längenverhältnis von mindestens 7 aufweisen.
Geformte Schleifbürste (10) nach einem der Ansprüche 1–3, bei der die Borsten (18) ein Längenverhältnis von mindestens 10 aufweisen.
Geformte Schleifbürste (10) nach einem der Ansprüche 1–3, bei der die Borsten (18) ein Längenverhältnis von mindestens 20 aufweisen.
Geformte Schleifbürste (10) nach einem der Ansprüche 1–7, bei der die Borsten (18) jeweils eine Wurzel (20) neben der Basis (12) und eine Spitze (22) gegenüber der Basis umfassen und bei der die Borsten konisch so zulaufen, daß sie an der Wurzel breiter sind als an der Spitze.
Geformte Schleifbürste (10) nach einem der Ansprüche 1–8, bei der die Borsten (18) mit der Basis (12) koplanar sind.
Geformte Schleifbürste (10) nach einem der Ansprüche 1–9, bei der die Borsten (18) sich radial vom Außenrand (14) der Basis (12) erstrecken.
Geformte Schleifbürste (10) nach einem der Ansprüche 1–10, bei der die Borsten (18) um den Außenrand (14) herum gleichmäßig winkelförmig verteilt sind.
Geformte Schleifbürste (10) nach einem der Ansprüche 1–11, weiterhin umfassend ein an der Basis (12) vorgesehenes Befestigungsmittel zur Befestigung der Bürste an einem Antriebsmittel.
Geformte Schleifbürste (10) nach einem der Ansprüche 1–12, bei der die Basis (12) weiterhin einen Innenrand (16) enthält und bei der der Innenrand (16) und der Außenrand (14) die Basis begrenzende konzentrische Kreise umfassen.
Geformte Schleifbürste (10) nach einem der Ansprüche 1–12, bei der der Außenrand (14) kreisförmig ist, und bei der das Befestigungsmittel einen integral mit der Basis geformten Gewindezapfen (38) umfaßt, der. sich im Zentrum der Basis befindet.
Geformte Schleifbürste (10) nach einem der Ansprüche 1–14, bei der das thermoplastische Elastomer (28) ein thermoplastisches Elastomer auf Polyesterbasis umfaßt.
Geformte Schleifbürste (10) nach einem der Ansprüche 1–15, bei der das thermoplastische Elastomer (28) weiterhin ein Gleitmittel umfaßt.
Geformte Schleifbürste (10) nach einem der Ansprüche 1–17, bei der die Schleifteilchen (26) anorganische Schleifteilchen umfassen.
Geformte Schleifbürste (10) nach einem der Ansprüche 1–16, bei der die Schleifteilchen (26) organische Schleifteilchen umfassen.
Geformte Schleifbürste (10) nach einem der Ansprüche 1–18, bei der die Basis (12) zu ihrer Verstärkung ein Verstärkungsmittel (40) enthält.