DE7606014U1 - Blatt- oder bandfoermiges schleifwerkzeug - Google Patents

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Dipl,-Ing, W, COHAUSZ · D|pl,-Ing, R, KNAUF · Dr.-Ing., Dipl.-Wirtsch.-Ing. A, GERBER · Dipl.-Ing, H, B, COHAUSZ

Carborundum-Werke GmbH
4ooo Düsseldorf-Reisholz

Blatte oder bandförmiges Schleifwerkzeug

Die Erfindung bezieht sich auf ein blatt- oder bandförmiges Schleifwerkzeug, bestehend aus einem mittels eines üblichen Bindemittels auf einer Trägerunterlage befestigten Schleifmittels in Form kugelförmiger Schleifkörper, Vielehe in einer organischen 3indemittelmatrix verankert, eine vielzahl von Schleifkörnern aufv;eisen sowie ein Verfahren zur Herstellung des Schleifwerkzeugs.

Ein Schleifvierkzeug der vorgenannten Art kann der DT-OS 1 752 612 als bekannt entnommen werden. In der Druckschrift ist hervorgehoben, daß die Schleifkörper aus hartgebundenen Konglomeraten bestehen, demgegenüber soll für das übliche Bindemittel ein. elastisches Material verwendet werden. Die hartgebundenen Schleifkörper sollen in dem elastischen üblichen Bindemittel schwimmen, um dadurch die Elastizität des Schleifwerkzeuges zu verbessern. Für das übliche Binde-

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mittel werden weich eingestellte Gummi Sorten, v/eichgemachte Epoxidharze u. dgl. empfohlen, während die Bindemittelraatrix des Schleifkörpers selbst härter sein soll. Als Beispiele sind genannt: keramische, hydratisierende Natur- und Kunstharzbinder. Bei derartigen Schleifwerkzeugen werden die weichen Einbettmassen kontinuierlich mit abgearbeitet.

Es gab schon Ansätze, durch eine Änderung der Schleifkornanordnung zu wirtschaftlicheren Lösungen bei der Oberflächenbearbeitung zu gelangen. So sind z.B. Schleifwerkzeuge auf Trägerunterlage bekannt, die so aufgebaut sind, daß auf die erste Bindemittelschicht zunächst eine Lage aus Kork oder expandierten Vermiculitpartikeln aufgestreut wird. Auf diese Lage wird dann eine erneute Bindemittelschicht aufgebracht, in die das Korn nach den üblichen Streuverfahren eingestreut wird oder in der das Korn bereits als Anschlämmung enthalten ist. Durch die unterlegten Trägerpartikel bekommt die Sohleifkernschicht die gewünschte dreidimensionale Anordnung. Schleifwerkzeugen mit einem derartigen Aufbau ifird jedoch ein erhöhter Reibungsviiderstand nachgesagt, was z.3. bei Pollerarbeiten sogar erwünscht ist. Ein derart aufgebautes Schleifmittel für Polierzwecke ist in der US-PS 2 542 o53 beschrieben.

Ferner wurde vor Jahrzehnten in der US-PS 2 194 472 der Vorschlag gemacht, weniger zähgebunden© Schleifkonglomerate für die Herstellung von blatt- oder bandförmigen Schleifwerkzeugen zu verwenden. Die Zähigkeitseigenschaft soll durch die Abstimmung von Art und Menge des Bindemittels bewirkt werden. Über die Bedeutung des Bindemittels selbst ist in dieser Druckschrift keine Aussage gemacht. So warden z.B. Kornaggregate durch keramische Binder - also einön relativ harten Binder - gebunden, während zum Befestigen der Agglomerate auf der Unterlage Leim - also sin relativ

weicher Binder - empfohlen wird. Diese Lehre hat keinen Eingang in die Praxis gefunden. Die DT-OS 2 4l4 o4? beschreibt ein kugelförmiges Kompositschleifkornmaterial, das feine Schleiftnittelkörner in keramischer Bindung enthält. Derartige Kompositmaterialien sind bevorzugt dann einzusetzen, wenn sehr harte Mikrokörnung, z.B. Diamant oder Borkarbid, benutzt werden soll. Die harte keramische Bindung wird bevorzugt, da organische Bindemittel nicht die gewünschte Festigkeit haben.

Nach einen in der DT-AS 2 3^8 338 beschriebenen Verfahren werden auf einer Tragerunterlage dünnwandige Hohlkugeln verankert, auf denen Schleifkörner mittels eines Bindemittels fixiert sind. Die so hergestellten Schleifwerkzeuge zeigen gegenüber den konventionellen Schleifwerkzeugen mit einschichtiger Schleifkornanordnung höhere Standzeiten, wobei der sich beim Schleifen durch Aufbrecnen der Hohlkugel bildende Hohlraum als vorteilhaft angesehen wird. Die Schleifkörner werden durch Kleben auf den hohlkugelförmigen Schleifkörper befestigt, wobei z.B. durch Zusammenballungen Materialverluste entstehen können. Ein besonders vorteilhaftes Verfahren zur Hersteilung von hohlkugelförmigen Schleifkörnern ist in der DT-OS 2 516 008 beschrieben. Danach werden schäumstoffartige Tragkörper mit Zellstruktur, z.B. aus Polystyrol, umgeben von einem Überschuß Schleifkb'rnern so hoch und solange erhitzt, bis der Tragkörper einen Volumen-: schwund von mehr als 5o % erfahren hat. Das Verfahren bewirkt eine sehr gute Verankerung der Schleifkörnung.

Ausgehend von der DT-OS 1 752 612 liegt der vorliegenden Erfindung die Aufgabe zugrunde, ein blatt- oder bandförmiges Schleifwerkzeug und ein Verfahren zur Herstellung des Schleifwerkzeuges zu entwickeln, das eine hohe gleichmäßige Abschliffleistung bei gleichbleibender Rauhtiefe ohne vorzeitiges Zusetzen erbringt. Es soll versucht werden, ohne nachteilige Nebenwirkungen eine höhere Kornmenge pro Flächeneinheit unterzubringen, um dadurch die Lebensdauer des SchleifWerkzeuges und damit die wirtschaftliche Nutzung zu verbessern.

Diese Aufgabe wird bei dem gattungsgemäßen Schleifwerkzeug dadurch gelöst, daß die Bindemittelmatrix maximal die Härte des üblichen Bindemittels und Poren aufweist. Die kugelförmigen Schleifkörper sind bei dieser Konstruktion über den ganzen Durchmesser mit organischer Bindemittelmatrix durchsetzt, so daß im kugelförmigen Schleifkörper eine Vielzahl von Schleifkörnern verankert ist. Die organische Bindemittelmatrix benetzt die einzelnen Schleifkörner und hält sie in Form von Bindemittelbrücken zum kugelförmigen Schleifkörper zusammen. Es wird als wesentlich angesehen, daß bei dieser Anordnung die organische Binderaitteimatrix maximal gleich hart, vorzugsweise weicher als das übliche Bindemittel, 1st, welches für die Befestigung dee Schleifmittels auf der Trägerunterlage herangezogen wird. Hierdurch ergibt sich der Vorteil, daß die kugelförmigen Schleifkörper kontinuierlich und gleichmäßig das Schleifkorn freigeben, ohne daß gleichzeitig die Gefahr entsteht, daß die Oberfläche der zu schleifenden Werkstücke zerkratzt wird, da die Schleifkörper selbst nicht wie ein großes Überkorn wirken können. Die Bindemittelmatrix enthält mehr oder weniger offene und/oder geschlossene Poren. Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform enthalten die kugelförmigen Schleifkörper bis zu 25 $ ihres Volumens, vorzugsweise 7 bis 15 $ Ihres Volumens, geschlossene Poren. Die Schüttgewichte der kugelförmigen Schleifkörper sollen je nach den Schüttgewichten der Bestandteile und der Verfahrensweise zwischen 0,65 und 1,35 g/ml, vorzugsweise 1,15 bis 1,25 g/ml, ausmachen.

Zur Änderung der Härte können bis zu 60 % der Bindemittelmatrix durch Füllstoffe ersetzt werden. Hierbei kommen dem Fachmann bekannte, inerte Füllstoffe, wie Calziumkarbonat oder Kaolin und/oder schleifaktive Füllstoffe, wie Kryolith oder Kallumborofluorat, infrage.

Die Härte der erfindungsgemäßen, kugelförmigen Schleifkörper ist nicht sehr groß. Sie kann innerhalb gewisser

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Grenzen durch die Wahl der Bindemittel für die Matrix und durch Änderung der Porosität beeinfluß werden. Die erfindungsgemäßen Schleifkörper lassen sich in der Regel noch gut zwischen den Fingerspitzen zerreiben. Die härtesten Spezies sind in der Härte mit Bruchpartikeln phenolharzgebundener Schleifscheiben zu vergleichen, während die weicheren Spezies in der Härte etwa den eingangs gewürdigten, hohlkugelförmigen Schleifkörpern aus Polystyrol entsprechen.

Für den Aufbau der kugelförmigen Schleifkörper empfehlen sich übliche Schleifkörnungen wie Aluminiumoxid, Siliziumcarbid, Flint oder Schmirgel. Als organische Bindemittelmatrix eignen sich Stoffe, die üblicherweise zur Schleifkornbindung verwendet werden. Diese Stoffe sollen eine starke Haftung zum Schleifkorn haben und sich der beim Schleifen auftretenden Reib-, Schlag- und Stoßbeanspruchung widersetzen. Als organische Bindemittel eignen sich insbesondere die'bekannten Phenolformaldehydharze, Harnstoffharze oder Melaminharze, aber auch andere Bindemittel wie z.B. Kunststoffdispersionen, insbesondere Polyacrylate. Für die Beurteilung der Härte wird man in der Regel davon ausgehen können, daß Phenolresoie als die härtesten Bindemittel anzusehen sind, und daß modifizierte phenolharze weicher als nicht modifizierte Phenolharze sind. Harnstoffharze dürfen als weicher als Phenolharze und Polyacrylate als weicher als Harnstoffharze gelten. Es ist wesentlich, daß die einzelnen Schleifkörper unter dem Einfluß des Anpreßdruckes während des Schleifvorganges möglichst gleichmäßig herunterbrechen. Dazu trägt neben der Wahl der geeigneten Bindemittelmatrix vor allem die Porosität der Matrix und die Anordnung des Schleifkörpers auf der Trägerunterlage bei.

Für den Aufbau der kugelförmigen Schleifkörper bleibt auszuführen, daß die mittlere Korngröße des Schleifkorns zwisehen j5 und 5oo Mikron, vorzugsweise zwischen 5o und ]3oo

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Mikron, liegen soll. Bei diesen Kornfraktionen können die kugelförmigen Schleifkörper einen Außendurchraesser bis zum 5oo-fachen des mittleren Durchmessers des Schleifkorns haben. Ein Außendurchmesser vom 5- his 3o~fachen, insbesondere 5- bis lo-fachen des mittleren Durchmessers des Schleifkorns, wird bevorzugt. In einer zweckmäßigen Ausführungsform bestehen die kugelförmigen Schleifkörper zu 8o bis 97 Gew.% aus Sc&leifkörnern und zu j5 bis 2o Gew.# aus der organischen Bindemittelmatrix. Die kugelförmigen Schleifkörper können Durchmesser von 2oo bis j3.öoo Mikron haben, es empfiehlt sieh aber vor dem Bestreuen der Unterlage Schleifkörper-Fraktionen innerhalb engerer Durchmessergrenzen abzusieben, um für den jeweiligen Anwendungsfall das optimale Ergebnis zu erzielen. Wie später bei der Erläuterung der Fig. 4 gezeigt wird, bewirkt z.B. eine größere Schleifkörper-Fraktion einen schnelleren Abschliff als eine kleinere Schleifkörper-Fraktion. Die kleinere Schleif-

körper-Fraktion kann aber die längere Lebensdauer haben. a
Al3 geeignet haben sich Schleifkörper-Fraktionen von ;5oo

bis 5oo Mikron, 5oo bis 7I0 Mikron, 7I0 bis looo Mikron oder looo bis 1500 Mifcron herausgestellt. Durch die Visual des geeigneten Durchmessers ist es möglich, bei gleichem Kornmengenangebot pro Fläche ein Aufbrechen der kugelförmigen Schleifkörper bei unterschiedlichen Anpreßdrücken au erzielen. Außerdem gewinnt das Schleifwerkzeug bei gleicher Kornmenge je nach gewählter Kornfraktion den Charakter eines mehr oder weniger offen gestreuten Schleifmittels.

Die kugelförmigen Schleifkörper werden in an sich bekannter Weise auf der Unterlage befestigt, indem man auf eine Trägerunterlage eine erste Bindemittelschicht aufträgt, diese mit kugelförmigen Schleifkörpern bestreut und nach Aufbringen einer zweiten Bindemittelschicht aushärtet. Ein besonders vorteilhaftes Verfahren zur Herstellung eines Schleifwerkzeugs ist dadurch gekennzeichnet, daß die Schleifkörner

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und ein flüssiges Matrix-Bindemittel in einer organischen Lösungsmit te !phase dispergiert und dort in Schwebe gehalten werden, bis sich kugelförmige Schleifkörper, die unter Aushärten des Matrix-Bindemittels ihre Kugelform stabilisieren, bilden, worauf die kugelförmigen Schleifkörper von der organischen Lösungsmittelphase abgetrennt, getrocknet und ggf. ausgehärtet werden. Unter Dispergieren versteht der.Fachmann, das zugegebenen Stoffe Schleifkörner und Matrix-Bindemittel in möglichst feiner Form in der flüssigen Lösungsmittelphase verteilt werden. Es hat sich als vorteilhaft erwiesen, wenn man zunächst in der organischen Lösungsmittelphase die Schleifkörnung, ggf. mit den Füllstoffen, eingibt und dispergiert und anschließend das die Matrix bildende organische Bindemittel, ggf. mit darin dispergieren Füllstoffen, zugibt,

Besonders zweckmäßig 1st ein Verfahren, bei dem in der organischen Lösungsmittelphase bezogen auf das Gewicht der Schleifkörner 5 bis 4o Gew.# Bindemittelmatrix, vorzugsweise Io bis 2o Gew.#, dispergiert werden. Die Mengenangaben beziehen sich auf die Nassgewichte der üblichen Bindemittel und legen Feststoffgehalte dieser Bindemittel zwischen 45 und 80 $> zugrunde. Ggf. sind noch Katalysatoren, wie Ammonchlorid, Oxalsäure, Salzsäure oder phosphorsäure, zuzusetzen, welche insbesondere zur katalytischen Beschleunigung der Aushärtung von Formaldehydkondensatlonsprodukten geeignet sind. Die Beachtung der vorgenannten Mengenverhältnisse von organischem Bindemittel zur Schleifkörnung sind eine wichtige Verfahrensvoraussetzung dafür, daß man zu kugelförmigen Schleifkörpern gelangt, die in zweckmäßiger AusfUhrungsform zu 3 bis 2o Gew.% aus organischer Bindemittelmatrix und zu 80 bis 97 Gew.# aus Sohleifkörnern bestehen.

Als organische Lösungsmittelphase ist jedes inerte, mit .Wasser nicht mischbare, organische Lösungsmittel geeignet. Die Lösungsmittel sollten jedoch einen nicht zu geringen

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Siedepunkt haben, damit die Kondensationsreaktion der Bindemittelmatrix ggf. durch eine Durchführung des Verfahrens bei erhöhter Temperatur unterstützt werden kann. Dadurch können die Reaktionszeiten nachhaltig verkürzt werden. Die Reaktion kann je nach Bedarf bei Temperaturen zwischen 20 und 100 C durchgeführt werden. Vorzugsweise werden als organische Lösungsmittelphase Kohlenwasserstoff oder Kohlenwasserstoffgemache verwendet. Bewährt haben sich als organische Lösungsmittel auch Halogenkohlenwasserstoff, insbesondere Ferchloräthylen. Perchloräthylen ist günstig, da 63 nicht feuergefährlich ist, einen relativ günstigen MAK-Viert von 670 mg/nr hat (MAK = max. Arbeitsplatz-Konzentration), über einen hinreichend hohen Siedepunkt bei einer relativ hohen Verdunstungazahl verfügt und somit die Gewähr für eine schnelle Trocknung der kugelförmigen Schleifkörper bietet. Andere Lösungsmittel, in denen sich die Bindemittelmatrix der kugelförmigen Schleifkörper nicht löst, sind z.B. hochsiedende Mineralöle oder aromatische Lösungsmittel, wie das unter dem Warenzeichen "Shellsol A" der Shell-Chemie vertriebene aromatische Lösungs-■ mittelgemisch ( 99* aromatischer Gehalt; Dichte 0,873; Siede- \ punkt 160 bis 178,7° C; Pestpunkt 48,5° C und Verdunstungszahl 63,5).

Als organische Matrix-Bindemittel werden wässrige Bindemittelgemische besonders bevorzugt, da sich gezeigt hat, daß sie in organischen Lösungsmittelphasen, wie sie z.B. vorstehend beschrieben wurden, eine ausgezeichnete Affinität zum Schleifkorn und den ggf. zugesetzten Füllstoffen entwickeln. Die Affinität begünstigt die Bildung der kugelförmigen Schleifkörper.

Die Schleifkörner und das Matrix-Bindemittel werden vorzugsweise durch Rühren in der organischen Lösungsmittelphase dispergiert und in Schwebe sehalten. Das Rühren wird dabei solange vorgenommen, bis 3ich formstabile Kugeln in der organischen Lösungsmittelphase gebildet haben. Zur Durchführung dieses Verfahrens eignet sich insbesondere ein

Rührgefäß mit einer Rührscheibe, deren Durchmesser l/h bis 1/2 des RUhrgefäßdurchmessers beträgt. Hierbei wird die gewünschte Bildung der kugelförmigen Schleifkörper im Schwebezustand in der organischen Lösungsmittelphase besonders gut erzielt. Durch die Wahl einer geeigneten Rührgeschwindigkeit in Verbindung mit der z.B. in Fig. J5 gezeigten Rührscheibenform erreicht man eine besonders günstige Dispergierung. Die wässrige Bindemittelphase wird in diesem Falle in mehr oder weniger große Tröpfchen zerschlagen, die bei richtiger Drehzahl solange in Schwebe gehalten werden, bis durch Aushärtung des Harzes eine stabilisierung der Form erfolgt ist. Es hat sich gezeigt, daß die Tröpfchen nahezu ideale Kugelform erhalten und in relativ engen Durchmessergrenzen entstehen. Die Kugelgröße >' kann durch die Veränderung der Rührgeschwindigkeit und

^yl durch die Bindemittelzugabe gesteuert werden. Die Kugel-

Ϊ . form bleibt auch nach der Abtrennung von der organischen \ Lösungsraittelphase erhalten. Es ist jedoch möglich, daß

bei noch nicht völlig ausgehärteter Bindemittelmatrix größere Kugelkornanschüttungen unter dem Einfluß des Eigengewichtes zu einer Deformation der Kugelform führen, wobei Abweichungen vom mittleren Außendurchmesser bis zu ca. Xo $ von der idealen Kugelform beobachtet wurden.

, Eine Erhöhung des Bindemittelzusatzes führt bei gleich-

j bleibender Rührgeschwindigkeit zu einer Vergrößerung des

, durchschnittlichen Kugeldurchmessers. Umgekehrt führt eine

Erhöhung der Rührgeschwindigkeit bei gleichbleibender Bin-

■j demittelBsenge zu einer Verkleinerung des durchschnittlichen

Kugeldurchmessers. Zu hohe Drehzahlen des Rührers können zur

Zerschlagung bereits gebildeter Kugeln führen. Es besteht auch die Möglichkeit, in Kombination mit geeigneten Drehzahlen und Rührerformen bestimmte Luftmengen in die Dispersion einzurühren (einzuleiten), welche als feine Bläsjf; chen in den kugelförmigen Schleif kör pern eingeschlossen

werden. Hierdurch läßt sieh ein begrenztes Maß an Porosität

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in den Kugeln in relativ engen Grenzen erzeugen. Ein höheres Maß an Porosität lägt sich durch den Zusatz von Treibmitteln, z.B. Ammoniumcarbonat, zur Dispersion erreichen. I

Wenn die kugelförmigen Schleifkörper soweit angehärtet sind, <, daß sie eine für die Handhabung hinreichende Festigkeit ί haben, wird das Rühren beendet und die Schleifkörper werden ,' durch übliche Verfahrenstechniken, wie Dekantieren, Abfil*. ^ trieren oder Zentrifugieren, von der organischen Lösungs- j mittelphase getrennt, welche dann erneut in den Prozess U zurückgeführt wird. Die kugelförmigen Schleifkörper werden f ggf. noch mit frischem Lösungsmittel gewaschen* Die Nach- ■ " Waschung ist insbesondere dann zu empfehlen, wenn als Dispergiermittel ein hochsiedendes Lösungsmittel mit relativ niedriger Verdunstungszahl verwendet wurde. In einem solchen Fall wählt man zum Nachwaschen ein Lösungsmittel mit relativ hoher Verdunstungszahl, um die Trocknung zu beschleunigen. Die Trocknung kann durch Hindurchsaugen oder Hindurchblasen von Luft durch eine Schüttschicht gefördert werden. Die Luft kann hierzu auch vorgewärmt werden. Es ist jedoch nicht ratsam, hierbei zu hohe Temperaturen zu wählen, da dann bei nicht genügend ausgehärteter Bindendttelmatrix ein Verklumpen der Schleifkörper eintreten kann. Als zweckmäßig haben sich bei Verwendung von Perchloräthylen als organische phase Lufttemperaturen von j35 - 5o° herausgestellt.

Beim Auftragen der kugelförmigen Schleifkörper auf der Unterlage bleibt noch folgendes zu beachten. Zunächst wird auf die in der Regel bandförmige Unterlage ein übliches Bindemittel, z.B. ein modifiziertes oder nichtmodiflzlertes Phonolharz, aufgebracht und anschließend die kugelförmigen Schleifkörper, z.B. mittels Schwerkraftstreuung oder elektrostatischer streuung, aufgebracht.

Diese erste Bindemittelschicht wird dann getrocknet. Anschließend wird vorzugsweise mit einer zweiten Bindemittelschicht überleimt und hierdurch die kugelförmigen Schleifkörper in dem anschließenden Troclmungsprozess auf der Unterlage befestigt. Die zweite Bindemitteischicht wird abvfeiohend von der sonst bei der Herstellung von blatt- oder bandförmigen Schleifwerkzeugen üblichen Arbeitsweise mit einer besonders niedrigen Viskosität aufgetragen. Hierdurch wird bewirkt, daß die Schleifkörper auf der Unterlage genügend freistehen und nicht zu sehr durch das Bindemittel zugedeckt werden. Die Schleifkörper sollen also nicht schwimmend in der zweiten Bindemittelschicht befestigt eein, sondern nur filmartig umhüllt und im we* sentlichen eu der Basis befestigt werden. Hierdurch verbleiben in der Ebene der zweiten Bindemittelschicht Freiräume, die sich vorteilhaft auf die Abführung von Spänen auswirken. Gleichzeitig wirkt sich diese Maßnahme vorteilhaft auf die Flexibilität des Schleifmittels auf Unterlage, aus.

Die Viskositäten bei Binderaitteimischungen werden üblicherweise in Centipoise gemessen, ,jedoch würde die bloße Angabe der Viskosität das Wesen der Arbeitsweise nicht deutlich machen, da auch bei konventionellen Schleifmitteln Je nach eingesetzter Harztype und Arbeitsweise unterschiedliche Viskositäten gemessen werden. Die Arbeitsweise läßt sich daher am besten an einem Beispiel erläutern: Kugelförmige Schleifkörper mit einem mittleren Durchmesser von 800 M^ entsprechen etwa der Korngröße 2o bei einem konventionellen Schleifmittel auf Unterlage, während kugelförmige Schleifkörper der Größe 600yi^ in etwa Korn ~*>o entsprechen. Wenn man nun bei übliohen Schleifmitteln auf Unterlage die erste Bindemittelschicht mit einer Viskosität von z.B. 800 op aufbringt, wird man gemäß der erfindungsgemäßen Lehre bei

sonst gleicher Arbeitsweise die Viskosität der ersten Bindemittelschicht für die kugelförmigen Schleifkörper ebenfalls auf 800 cP einstellen, während/für die zv/eite Bindemittelschicht jedoch mit v/esentlich niedrigerer Viskosität von 200 cW^fn^er praktischen Handhabung hat es sich bewährt, die Viskosität der zweiten Bindemittelschicht so zu wählen, daß sie weniger als die Hälfte der Viskosität der ersten Bindemittelschicht ausmacht.

Es ist wichtig, daß die kugelförmigen Schleifkörper in der richtigen Streudichte auf der Unterlage befestigt sind. Außerdem ist darauf zu achten, daü die das Einzelkorn im kugelförmigen Schleifkörper bindende Bindemittelmatrix auf den zu erwartenden Schleifdruck abgestimmt ist, so daß die Einzelkörner hinreichend fest miteinander verbunden sind und beim Schleifen ein guter Verbund erhalten bleibt. Aufgrund der kugelförmigen Gestalt der Schleifkörper ergibt sich nach dem Befestigen auf der Unterlage ein hohes Schleifkornangebot pro Fläche. Durch die Änderung der Durchmesser der kugelförmigen Schleifkörper kann ggf. die Dicke der schleifkornhaltxgen Schicht variiert werden, ohne die Schleifkornmenge pro Flächeneinheit zu ändern. In der Praxis kommt man zu guten Ergebnissen, wenn zwischen 40 und 80 % der Fläche der Unterlage durch kugelförmige Schleifkörper abgedeckt sind.

Die wichtigsten Vorteile des erfindungsgemässen Schleifmittels auf Unterlage:

Hohe, gleichbleibende Abschliffleietung über einen langen Zeitraum;

gleichbleibende Rauhtiefe;

hohe Kornmenge pro Flächeneinheit und damit hohe Wirtschaftlichkeit der eingesetzten Unterlage;

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trotz der hohen Kornmenge pro Flächeneinheit bleibt der flexible Charakter eines Schleifmittels auf Unterlage erhalten;

durch änderung des Durchmessers der kugelförmigen Scnleif- ■ körper können die aufgestreute Kornmenge pro Fläche und die in der Fläche zum Einsatz kommende Kommende ohne gegenseitige Beeinflussung variiert werden;

eine individuelle Anpassung an unterschiedliche Anpreasdrücke kann durch Variation von Bindemittel, Porenvolumen der Schleifkörper, Durchmesser der Schleifkörper und durch die Streudichte erfolgen; ^;

da die Streudichte der Schleifkörper ohne Veränderung der Kornmenge pro Fläche variiert werden kann, können ohne Minderung der anderen Vorteile Schleifmittel auf Unterlage hergestellt werden, die wenig empfindlich gegen Zusetzen sind;

einfaches, sehr kostengünstiges Herstellungsverfahren;

die bei der Herstellung der Schleifkörper abgesiebten Feinoder Grobanteile können wieder in den Herstellungsproze3s eingeschleust werden, so dass praktisch kein Verlust entsteht. Die Grobanteile v/erden vorher zerkleinert. -

Nachfolgend wird die Erfindung anhand von Ausführungsbeispielen näher erläutert.

Ea zeigen:

Fig. 1 ein Schleifmittel auf Unterlage in schematischer Darstellung;

Fig. 2 eine schematische Darstellung des kugelförmigen Schleifkörpers in vergrösserter Dai'stellung;

Fig.3a-3c eine Rühreinrichtung, die zur Herstellung der kugelförmigen Schleifkörper besonders geeignet

Pig. *\ in einem Diagramm den Einfluss unterschiedlicher Kuge!durchmesser auf die Schleifleistung sowie einen Vergleich mit einem konventionellen Band.

Fig. 1 zeigt die Unterlage 1, z.B. ein Gewebe, die erste übliche Bindemittelschicht 2, die zweite übliche Bindemittelschicht 3 ι und den kugelförmigen Schleifkörper ¹J. Die Figur zeigt, dass 'J die zweite Bindemittelschicht eine verhältnismässig offene Struktur aufweist, wobei sie im wesentlichen dazu dient, die Schleifkörper 4 auf der ersten Bindemittelschicht 2 zu befestigen.

Die offene Struktur geht deutlich aus der Fig. 1 hervor. Die Schleifkörper ragen aus der Ebene des üblichen Bindemittels 3 heraus, wobei von einer gewissen Benetzung über den Umfang der Schleifkörner abzusehen ist. Unabhängig von diesem speziellen Beispiel wird allgemein bevorzugt, wenn die Schleifkörner mit IM bis 3/k ihres Durchmessers aus der Ebene des üblichen Bindemittels 3 herausragen.

Dia vergrösserte Darstellung in Fig. 2 zeigt den kugelförmigen Schleifkörper ¹I, der über seinen gesaraten Querschnitt von der organischen Bindemittelmatrix 5 und den einzelnen Schleifkörnern 6 durchsetzt ist.· In geringem Umfange weist der Schleifkörper Poren 7 auf. ,

Fig. 3c zeigt die Rühreinrichtung mit Rührgefäss 9 und Rühr- ; welle 10 mit angeflanscheer Rührscheibe 13. Im Rührgefass J befinden sich die organische Lösungsmittelphase 8 und in der \ organischen Lösungsmittelphase 8 dispergierte, kugelförmige Schleifkörper H. Die Figuren 3a und 3b zeigen die Rührscheibe 13 in vergrös3erter Darstellung. Am Umfang weist die Rühr- ; scheibe 13 abgebogene Zacken I¹J auf.

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Pig. 4 zeigt ein Schleifdiagramm, wobei auf der Ordinate die Abschliffmenge in g und auf der Abszisse die Anzahl der Schleifperioden zu je 23 Kontakten aufgetragen ist. Während der ersten 6 Kontaktperioden wurde in folgender Reihenfolge mit steigender Belastung geschliffen (Periode 1 mit 2,4 kg; Periode 2 mit 3,0 kg; Periode 3 und 4 jeweils mit 3»^ kg; Periode 5 mit 3,8 kg und Periode 6 mit 4,5 kg). Ab der 6. Periode wurde mit einer gleichbleibenden Belastung von 4,5 kg geschliffen. In Fig. 4 stellt die Kurve 1 die Schleifleistung eines Schleifbandes dar, welches das Schleifmittel inform von kugelförmigen SchleifkrJrpern der Siebfraktion 750 bis 1000 Mikron aufgestreut enthielt. Die Schleifkörper enthielten Schleifkörner der Körnung P 120 entsprechend 125 .^mittlerer Durchmesser. Die Kurve 2 zeigt ein Schleifband, welches die Schleifkörnung P 120 inform kugelförmiger Schleifkörper der Siebfraktion 500 bis 750 Mikron enthielt. Die Schleifkörper mit krosserem Durchmesser erbringen den höheren Abschliff pro Zeiteinheit. Die Kurve 3 zeigt schliesslich die Schleiflei3tung eines konventinnellen Schleifbandes, welches in bekannter Weise mit der Körnung P 120 bestreut worden ist.

3eispiel 1

In einem Rührgefäss mit Schnellrührer wurden 550 ml Benzol vorgelegt und auf 60° C erwärmt. Es wurden 100 g Schleifkorn (Korund) mit einem inittleren Korndurchmesser von 90 Mikron eingetragen und anschliessend bei 900 U/min eine Mischung, bestehend aus 10 g eines Harnstoff-Formaldehydharzes vom Typ HW 503 (Farbwerke Hoechst AG), 1 g Ammoniumchlorid und 3-4 ml Wasser, zugegeben. Innerhalb von 3-5 Min. bilden sich kugel- und ellipsenförmige Schleifkörper au3 Einzelkörnern und Harnstoff-Formaldehydharz. Nach 35 Min. wurde das Benzol von den entstandenen Schleifkörpern abgetrennt und aie Schleifkörper bei 70-80° C getrocknet.

Die entstandenen Kugeln hatten, die aus Figur 2 ersichtliche, relativ offene Struktur, wobei die Einzelkörner ungeordnet vorlagen.

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17 -

Mit der Siebfraktion 500-710 Mikron wurde ein Schleifband in Vollkunstharzbildung hergestellt. Hierzu wurde ein ausgerüsteter Baumwollköper mit einem Phenolresol beschichtet, die Schleifkörper aufgestreut, anschlie3send nochmals mit einer Mischung aus Phenolresol und Füllstoff überschichtet und getrocknet. Anschlie3send wurde das Schleifband, Abmessung 50 x 213¹J mm, auf einer Kontaktbandmaschino mit automatischer Werkstückauführung prüfgeschliffen. Werkstück: 20 χ 3 mm Winkeleisen St. 37· Geschliffen wurde in insg. 12 Schleif-Perioden mit jeweils 23 Kontakten zu 10 Sekunden. In den ersten fünf Schleifperioden vmrde die Belastung von 2,27 bis auf 3,77 kg gesteigert, während in den letzten sieben Perioden gleichbleibend mit 3,77 kg Belastung geschliffen wurde.

Es ergab sich gegenüber einem herkömmlichen Schleifband eine mehr al3 doppelt so grosse Abschliffmenge_s wobei in den einzelnen Schleifperioden bei gleicher Belastung die Abschliffmenge praktisch gleich war. Das erfindungsßjemässe Schleifband -vrar nach diesem Versuch noch nicht abgenutzt.

Beispiel 2

Schleifkörper der Siebfraktion 840 - 1000 Mikron mit Einzelschleif körnsrn (Korund) mit einem mittleren Korndurchmesser von l80 Mikron wurden nach dem für Beispiel 1 geltenden Verfahren hergestellt. Die Prüfschleifbedingunp;en entsprachen Beispiel 1, wobei allerdings unter einer steißenden Belastung von 2,27 bis 4,54 kg in den ersten fünf SchleifPerioden und anschliessend für 16 weitere Schleifperioden mit der höchsten Belastung von 4,54 kg geschliffen vmrde. Auch hierbei ergab sich eine gleichmässig hohe Abschliffmenge über den langen Zeitraum. Demgegenüber war das sum Vergleich eingesetzte konventionelle Schleifband nach elf Perioden verbraucht.

Beispiel 3

In einem Kessel mit Schnellrührer wurden ΙβΟ kg Shellsol A mit 50 kg Korund (mittlerer Korndurchmesser 90 Mikron = Pepakorn

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P 150) vorgelegt. Bei 500 U/min wurde eine Mischung, bestehend au3 5 kg Harnstoff-Formaldehydharz vom Typ HV/ 503 (Farbwerke Hoechst AG) und 500 g Ammoniumchlorid, gelöst in 1,5 1 Wasser, zugegeben. Nach 10 Min. wurde die Rührgeschwindigkeit auf 3OO U/rain reduziert. Es wurde 90 Minuten bei Raumtemperatur gerührt und danach das Shellsol abfiltriert. Das entstandene, kugelförmige Schleifmaterial wurde mit Frißen 113 TR-T gewaschen und anschliessend getrocknet und gesiebt. Wie im Beispiel 1 angegeben, wurde mit Siebfraktion 500 - 710 Mikron ein Schleifband hergestellt und prüf geschliffen. Das Schleifband erzielte einen Gesamtabschliff von Hl¹J g, während das Standardband einen Gesamtabschliff von 31^ S brachte.

BeispBl 4

In einem Kessel mit Schnellrührer wurden 200 1 Perchloräthylen und 100 kg Korund (mittlerer Korndurchme3ser 90 Mikron) vorgelegt. Bei 550 U/min wurde eine Mischung, bestehend aus 10 kg Harnstoff-Formaldehydharz vom Typ KW 503 (Farbwerke Hoechst AG) und 1000 3 Ammonchlorid, gelöst in 3 1 Wasser, zugegeben. Nach 10 Min. wurde die Rührgeschwindigkeit auf 300 bis ¹JOO U/rain reduziert und so gehalten, dass da3 Korn sich nicht am Boden absetzte. Es wurde 90 Min. bei Raumtemperatur gerührt und danach das Perchloräthylen abgelassen. Die entstandenen kugelförmigen Schleifkörper wurden getrocknet und gesiebt. Mit der Siebfraktio von 500 - 710 Mikron wurden Schleifbänder mit einer Abmessung vo 100 χ 4000 mm hergestellt. Die Bänder wurden im spitzenlosen Rundschliff zur Bearbeitung von Rohren mit hohem Nickelgehalt eingesetzt. Abmessung der Rohre: 25 x 3 und 38 χ 3 mm, Länge zwischen 7 und 8 m. Mit herkömmlichen Schleifbändern in Vollkunstharzbildung wurden durchschnittlich 20 Rohre geschliffen, danach wurden die Bänder abgenommen, da der erforderliche Abtrag nicht mehr erreicht wurde. Mit den erfindungsgemässen Bändern wurden insges. 90 Rohre geschliffen.

Beispiel 5

Hierbei wurde wie im Beispiel 4 verfahren, nur die Anaatzmengen wurden erhöht.

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250 1 Perchloräthylen ISO kg Korund (90 Mikron) 15 kg Bindemittel

1,5 kg Aramonchloridj gelöst in 4,5 1 Wasser. Mit der Siebfraktion 500 - 710 Mikron vmrden Schleifbänder mit einer Abmessung von 100 χ 3000 mm hergestellt. Die Bänder wurdet im spitzenlosen Rundschliff sur Bearbeitung von Rohren mit hoher Chrom-Nickel-Gehalt eingesetzt. Abmessung der Rohre; 13 χ 0,6 mm, Länge 6,5 m. Mit herkömmlichen Schleifbändern in Vollkunstharzbildung vmrden durchschnittlich 500 m geschliffen; mit den erfindungsgemässen Bändern wurden I3IO m geschliffen.

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Claims (3)

COHAUSZ & FLÖRAGK1.."..' PATENTANWALT 8 BÜRO SCHUMANNSTR, 07 · D-4000 DÜSSELDORF Telefon! (02 11) 683346 Telex, 00586513 cop d PATENTANWÄLTE: Dlpl,-lng,W, COHAUSZ · Dipl.-Ing. R. KNAUF · Dr,-Ing„ Dlpl.-Wlrtsch.-lng, A, GERBER · Dlpl.-Ing, H, B. COHAUSZ Ansprüche.

1. Blatt- oder bandförmiges Schleifwerkzeug, bestehend aus einem mittels eines üblichen Bindemittels auf einer Trägerunterlage befestigten Schleifmittels in Form kugelförmiger Schleifkörper, welche in einer organischen Bindemittelmatrix wie phenolharz, Harnstoffharz oder Polyacrylat, verankert, eine Vielzahl von Schleifkörnern aufweisen, dadurch gekennzeichnet, daß die Bindemittelmatrix (5) maximal.die Härte des üblichen Bindemittels (5) und Poren (7) aufweist.

2. Schleifwerkzeug nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Porenanteil bis zu 35 Vol.# des kugelförmigen Schleif körpers (A) beträgt.

3. Schleifwerkzeug nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß zur Änderung der Härte bis zu 6o % der Bindeinittelrnatrlx durch Füllstoffe ersetzt sind.

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