EP0387246B1 - Schleiffolie und schleifverfahren - Google Patents

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EP0387246B1
EP0387246B1 EP87907926A EP87907926A EP0387246B1 EP 0387246 B1 EP0387246 B1 EP 0387246B1 EP 87907926 A EP87907926 A EP 87907926A EP 87907926 A EP87907926 A EP 87907926A EP 0387246 B1 EP0387246 B1 EP 0387246B1
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abrasive
foil
magnetic
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adhesive backing
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Heinrich Clasen
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CLASEN, HEINRICH
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Individual
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Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B24—GRINDING; POLISHING
    • B24D—TOOLS FOR GRINDING, BUFFING OR SHARPENING
    • B24D11/00—Constructional features of flexible abrasive materials; Special features in the manufacture of such materials

Definitions

  • Sanding film and grinding process Sanding film, an abrasive on flexible film as an abrasive base with special properties such as high thermal conductivity, heat resistance and tear resistance, instead of, or in combination with, other underlays for abrasives, such as paper or fabric, and a grinding process for the production of self-cooling grinding surfaces
  • Sanding film, an abrasive on flexible film as an abrasive base with special properties such as high thermal conductivity, heat resistance and tear resistance instead of, or in combination with, other underlays for abrasives, such as paper or fabric
  • a grinding process for the production of self-cooling grinding surfaces
  • thermoplastic film is known from the old German application of the Naxosunion, Frankfurt / Main, "grinding and polishing film and process for its production", from October 16, 1950 - August 30, 1951, PA 700102, page 495-504, and is said to be in contrast to Do not break paper or tissue underlays, since the binding agent cannot penetrate into the non-porous film.
  • These thermoplastic films have far too little heat resistance for the intended purpose.
  • the usual abrasive layers also have poor thermal conductivity. The mechanical strength is reduced the poor heat dissipation greatly affects and therefore often leads to the premature destruction of the abrasive pad before the abrasive coating could be used sufficiently.
  • the gripping ends of sanding sheets on orbital sanders that require tight clamping are particularly torn.
  • Two complex clamping devices are arranged for clamping and the clamping ends of the sanding sheet are lost for grinding. Grinding disks pose a constant risk of accidents due to the possible bursting, especially when the often annoying protective hood is removed. Cool grinding is often only possible by adding cooling emulsion.
  • abrasive film was made known by United States patent 2,292,991 "FLEXIBLE ABRASIVE PRODUCT".
  • soft metal foils are proposed as abrasive pads in the thickness ranges from 0.0005 to 0.015 inch. This thickness is 0.0125 to 0.375 mm.
  • mild steel is mentioned as the material for the abrasive pad.
  • the metal foils consist of soft metals and a coating of a soft metal, which serves as a binder, has a lower melting point and is melted by the action of heat and sprinkled with the abrasive material, with part of the abrasive grain in the metal foil and part in the melt by rolling is embedded.
  • this patent specification there is no place in this patent specification that describes anything about the attachment of the abrasive film on a receiving surface.
  • the Velcro fastener which was already described in 1959 in the monthly publication Popular Mechanics, March edition, volume 8, issue 3, page 28, as an attachment means for clothing and upholstery, enables an exchange of sanding sheets on rotating sanding pads: "Attachment with nylon strips ".
  • the attachment of sanding sheets was shown for the first time at the Hanover Industrial Fair in 1987.
  • One side of the closure is glued to the sandpaper, the other to the holder. After the abrasive has been used up, it is thrown away with the closure part, which makes the sanding paper quite expensive.
  • Precise joining is difficult, static electricity can hardly be dissipated and the many small gaps in the Velcro fastener make cleaning very difficult.
  • Another disadvantage is the pressure to be used when joining. Sterilization requires easy cleaning, so that applications in the food sector are hardly considered.
  • Abrasive body with an abrasive film consisting of an abrasive on a flexible abrasive pad, and with a receptacle, which is provided on its working surface with an adhesive pad for firmly holding the abrasive film, characterized in that the abrasive pad made of steel strip foil with a thickness of 0, 05 to 0.025 mm exists that the adhesive pad is permanently magnetic, that the steel strip foil has holding parts directed at right angles to the receiving surface in the form of inner flanges of this foil, that the receiving surface for receiving the annular, tubular inner flanging collar has congruent blind and / or through holes, these also as suction holes , has, the inner flanges on the one hand act as cooling elements, and on the other hand serve as a cover between the sanding film and the adhesive pad and certainly prevent the penetration of chips and abrasive wear, and the frictional magnetic adhesion of the adhesive pad due to its r Magnetic force acting at right angles to the receiving surface holds the
  • a process for producing an abrasive body by attaching a quick-dissolving abrasive film to a holder with an adhesive pad for firmly holding the abrasive film characterized in that a steel strip film has a thickness from 0.05 to 0.25 mm is coated with an abrasive, that the band steel foil is provided with holding parts in the form of inner flanges, in each case by widening a hole in the foil in such a way that an annular, tubular part is obtained so that the receiving surface is provided with a permanent magnetic adhesive pad and with congruent recesses to the inner flanges of the strip steel foil, the grinding foil being connected to the receptacle in such a way that the inner flanges are cooling elements on the one hand and on the other hand serve as a cover between the grinding foil and the adhesive pad and certainly the penetration of chips and abrasive wear
  • strip steels are also produced in very small thicknesses and it is customary to refer to thicknesses between 0.025 and 0.25 mm as strip steel foils.
  • the steel strip according to DIN 1624/1544 was found to be inexpensive and well usable steel strip and steel foil foils made of this material can be used as abrasive pads from 0.05 mm. (This is half the thickness of a thin typewriter paper)
  • a practical, safe and inexpensive adhesive pad on the receiving surface is a permanent magnetic magnetic film.
  • anisotropic magnetization it has the greatest adhesive force and, with a thickness of 1.5 mm, is up to all requirements that can arise during grinding.
  • a special embodiment of the invention leads to the reduction of the magnetic foil thickness to 1 mm with simultaneous strengthening of the shear strength and cooling, moreover a precise joining is used to switch off one Unbalance reached.
  • the sanding film is provided with holding parts which are directed at right angles.
  • the receptacles for the grinding films have congruent recesses.
  • the preferred holding parts are in the form of inner flanges which are obtained in a material-saving manner by deforming the steel strip foil by widening a hole so that an annular, tubular part is obtained. This is the inner flange.
  • the corresponding recess in the receptacle is a blind or through hole.
  • Two spaced inner flanges ensure that the abrasive film lies precisely on when joining. Depending on the material thickness and number of inner flanges, shear forces occurring during grinding can be absorbed accordingly. The calculation can be carried out in the same way as for hollow rivets, whereby the shear strength can assume high values even with thin strip steel foils.
  • the requirement is that they be underlaid with a steel sheet underlay of approximately 0.2 mm thick on an insulating plate of approximately 4 mm thick in order to obtain a sufficiently high adhesive force.
  • suction holes are provided in the receptacle for extracting the grinding dust. Then the inner flanging and hole arrangements in the magnetic foil, the sheet steel underlay and the insulating plate are arranged congruently with the suction holes. This has the advantage that penetration of grinding dust between magnetic film and grinding film is prevented with certainty by the inner flare.
  • the grinding foil-band steel underlays are expediently used in accordance with their tensile strengths that increase with thickness, namely for 0.05 to 0.25 mm for very fine, fine, medium and coarse grains.
  • the through holes act as cooling aids due to the air swirling, even without extraction in the holders for grinding foils.
  • the good heat resistance of the steel strip film naturally offers, in addition to the usual binders, such as phenol and alkyd resins, also binders of higher heat resistance, such as the powder coatings made of epoxy and polyurethane resins and also the organic-inorganic Ormosile, but also a ceramic bond, such as glaze and enamel melts, as used for example in the enamel industry for the continuous coating of steel strips, whereby, as is customary in the abrasive industry, coating is also carried out in an electrostatic field , so that the melt is granulated instead of the sticky resin.
  • binders such as phenol and alkyd resins
  • binders of higher heat resistance such as the powder coatings made of epoxy and polyurethane resins and also the organic-inorganic Ormosile
  • a ceramic bond such as glaze and enamel melts

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Polishing Bodies And Polishing Tools (AREA)
  • Finish Polishing, Edge Sharpening, And Grinding By Specific Grinding Devices (AREA)

Description

    I. Technisches Gebiet:
  • Schleiffolie und Schleifverfahren:Schleiffolie,ein Schleifmittel auf flexibler Folie als Schleifmittelunterlage mit besonderen Eigenschaften,wie großer Wärmeleitfähigkeit,Wärmefestigkeit und Zerreißfestigkeit,anstelle von,oder auch inKombination mit,anderen Unterlagen für Schleifmittel,wie Papier oder Gewebe und ein Schleifverfahren zur Herstellung von selbstkühlenden Schleifflächen zum löslichen Auswechseln auf ruhenden,rotierenden,oszillierenden Aufnahmen mit entsprechend ausgebildeten Oberflächen zum festen und sicheren Halten während des Schleifens,zur Verminderung der Unfallgefahr,für viele Anwendungen anstelle von keramisch- oder kunststoffgebundenen Schleifscheiben,besonders auch zum kühlen Trockenschliff durch die gute Wärmeleitung der Folienunterlage,ohne Kühlemulsion zur Vermeidung von Hautschäden, Allergien,Kauf,Lagerung,Zuführung und Entsorgung.
    • II. Stand der Technik:
  • Eine Thermoplastfolie ist durch die deutsche Altanmeldung der Naxosunion,Frankfurt/Main,"Schleif- und Polierfolie und Verfahren zu deren Herstellung",vom 16.10.1950 - 30.8.1951,PA 700102, Seite 495-504,bekannt geworden und soll im Gegensatz zu Papier- oder Gewebeunterlagen nicht brechen, da hier das Eindringen des Bindemittels in die porenfreie Folie nicht erfolgen kann.Diese Thermoplastfolien haben für den vorgesehenen Zweck eine viel zu geringe Wärmebeständigkeit.Auch die gebräuchlichen Schleifmittelunterlagen weisen außerdem eine schlechte Wärmeleitfähigkeit auf.Die mechanische Festigkeit wird durch die mangelhafte Wärmeableitung stark beeinträchtigt und führt daher oft zur vorzeitigen Zerstörung der Schleifmittelunterlage, noch bevor der Schleifbelag ausreichend genutzt werden konnte. So zerreißen die Einspannenden von Schleifblättern bei Schwingschleifern, (Vibrationsschleifern) die ein strammes Einspannen erfordern, besonders häufig. Zum Einspannen sind zwei aufwendige Klemmvorrichtungen angeordnet und die Einspannenden des Schleifblattes gehen für das Schleifen verloren.
    Eine stetige Unfallgefahr bilden Schleifscheiben durch das mögliche Zerspringen, besonders wenn die oft störende Schutzhaube entfernt wird. Kühles Schleifen ist häufig nur durch die Zufuhr von Kühlemulsion möglich.
  • Eine weitere Schleiffolie wurde durch das USA-Patent 2 292 991 "FLEXIBLE ABRASIVE PRODUKT" bekannt. Hier werden weiche Metallfolien als Schleifmittelunterlagen vorgeschlagen in den Dickenbereichen von 0,0005 bis 0,015 inch. Diese Dicke beträgt 0,0125 bis 0,375 mm. Auf Seite 1, Zeile 33 wird als Material für die Schleifmittelunterlage Weichstahl genannt. Die Metallfolien bestehen aus Weichmetallen und einer Beschichtung aus einem Weichmetall, welches als Bindemittel dient, einen niedrigeren Schmelzpunkt aufweist und durch Wärmeeinwirkung zum Schmelzen gebracht und mit dem Schleifmaterial bestreut wird, wobei durch Walzen ein Teil des Schleifkorns in der Metallfolie und ein Teil in die Schmelze eingebettet wird. Es findet sich aber keine Stelle in dieser Patentschrift, die etwas über das Befestigen der Schleiffolie auf einer Aufnahme-Fläche beschreibt.
  • Ein Auswechseln von Schleifblättern auf rotierenden Schleiftellern durch schnellösliches Befestigen ermöglicht der Klettverschluß, der bereits im Jahre 1959 in der Monatsschrift Populäre Mechanik, Ausgabe März, Band 8, Heft 3, Seite 28, als Befestigungsmittel für Kleidung und Polster beschrieben wird: "Befestigen mit Nylonstreifen". Erstmalig wurde das Befestigen von Schleifblättern auf der Industriemesse Hannover 1987 gezeigt . Die eine Seite des Verschlusses wird mit dem Schleifpapier, die andere mit der Aufnahme verklebt. Nach Verbrauch des Schleifmittels wird dieses mit dem Verschlußteil fortgeworfen, wodurch das Schleifpapier recht teuer wird. Ein punktgenaues Fügen ist schwierig, statische Elektrizität kaum abzuleiten und die vielen kleinen Zwischenräume des Klettverschlusses erschweren das Reinigen sehr. Nachteilig ist auch der beim Fügen aufzuwendende Druck. Sterilisieren setzt das leichte Reinigen voraus, so daß Anwendungen im Lebensmittelbereich kaum in Betracht kommen.
  • Schleifbeläge zum Abschleifen der Schalen werden bei Gemüse- und Getreide-Schälmaschinen verwendet. Hierbei wird in Handarbeit im Schleifmittelwerk ein Schleifbelag aus einer Masse aus Schleifmittelkörnern und Bindemittel in einer Dicke von ca.5-25 mm auf die verschiedenen Schälteile, wie Schälteller, Schältrommel und Schälsegmente aufgebracht und im Ofen gehärtet. Dafür müssen die abgenutzten Schälteile also immer zum Schleifmittelwerk transportiert werden,wodurch ein erheblicher Kostenaufwand entsteht. Nachteilig ist die Anschaffung von zwei Schälmaschinen,eine für Kartoffeln und eine für Karotten, obwohl die Bauart die gleiche ist. Kartoffeln benötigen aber einen gröberen Schleifbelag. Ein ständiges Umbauen der Maschine ist zu aufwendig.
    • III. Darstellung der Erfindung:
  • Schleifkörper,mit einer Schleiffolie,die aus einem Schleifmittel auf einer flexiblen Schleifmittelunterlage besteht, und mit einer Aufnahme, die auf ihrer Arbeitsfläche mit einer Haftauflage zum festen Halten der Schleiffolie versehen ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Schleifmittelunterlage aus Bandstahlfolie in der Dicke von 0,05 bis 0,025 mm besteht, daß die Haftauflage permanentmagnetisch ist, daß die Bandstahlfolie rechtwinklig zur Aufnahmefläche gerichtete Halteteile in Form von Innenbördeln dieser Folie aufweist, daß die Aufnahmefläche zum Aufnehmen der ringförmigen, rohrartigen Innnenbördelkragen deckungsgleiche Sack- und/oder Durchgangslöcher, diese auch als Absaugelöcher, besitzt, wobei die Innenbördel einerseits als Kühlelemente wirken, und andererseits als Abdeckung zwischen Schleiffolie und Haftauflage dienen und mit Sicherheit das Eindringen von Spänen und Schleifabrieb verhindern, und wobei die kraftschlüssige Magnethaftung der Haftauflage durch ihre rechtwinklig zur Aufnahmefläche wirkende Magnetkraft die Schleiffolie am Ort festhält, so daß diese magnetische Haftkraft zusammen mit den in den Löchern eingerasteten Halteteilen einen kraft- und formschlüssigen Verbund von Schleiffolie und Aufnahme ergibt. Verfahren zur Herstellung eines Schleifkörpers durch Anbringen einer schnellöslichen Schleiffolie auf einer Aufnahme mit einer Haftauflage zum festen Halten der Schleiffolie,dadurch gekennzeichnet, daß eine Bandstahlfolie in der Dicke von 0,05 bis 0,25 mm mit einem Schleifmittel beschichtet wird, daß die Bandstahlfolie mit Halteteilen in Form von Innenbördeln versehen wird, indem jeweils ein Loch in der Folie so aufgeweitet wird, daß ein ringförmiges, rohrartiges Teil erhalten wird, daß die Aufnahmefläche mit einer permanentmagnetischen Haftauflage und mit zu den Innenbördeln der Bandstahlfolie deckungsgleichen Ausnehmungen versehen wird, wobei die Schleiffolie mit der Aufnahme so verbunden wird, daß die Innenbördel einerseits Kühlelemente sind und andererseits als Abdeckung zwischen Schleiffolie und Haftauflage dienen und mit Sicherheit das Eindringen von Spänen und Schleifabrieb verhindern, daß die kraftschlüssige Magnethaftung der Haftauflage durch ihre rechtwinklig zur Aufnahmefläche wirkende Magnetkraft die Schleiffolie am Ort festhält, so daß diese magnetische Haftkraft zusammen mit den in den Löchern eingerasteten Halteteilen einen kraft- und formschlüssigen Verbund von Schleiffolie und Aufnahme ergibt.
  • Bekanntlich werden Bandstähle auch in sehr geringen Dicken hergestellt und es ist üblich, Dicken zwischen 0,025 und 0,25 mm als Bandstahlfolien zu bezeichnen. Als preiswerter und gut brauchbarer Bandstahl wurde der Bandstahl nach DIN 1624/1544 gefunden und Bandstahlfolien aus diesem Material sind ab 0,05 mm als Schleifmittelunterlagen brauchbar. (Das ist die Hälfte der Dicke eines dünnen Schreibmaschinenpapiers) Als brauchbares rostbeständiges Material, das ab 0,07 mm hergestellt wird, wurde der Bandstahl der Werkstoffnummer 1.4016 befunden, der aufgrund seines hohen Preises für Sonderzwecke in Betracht kommt, wie z.B. als Unterlage für Diamantkörnung.
  • Eine praktische, sichere und dabei preiswerte Haftauflage auf der Aufnahme-Fläche ist eine permanentmagnetische Magnetfolie. Sie weist bei anisotroper Magnetisierung die größte Haftkraft auf und ist in einer Dicke von 1,5 mm allen Anforderungen, die beim Schleifen auftreten können, gewachsen. Eine besondere Ausgestaltung der Erfindung führt zur Reduzierung der Magnetfoliendicke auf 1 mm bei gleichzeitiger Verstärkung der Scherfestigkeit und Kühlung, außerdem wird dabei ein punktgenaues Fügen zur Ausschaltung einer Unwucht erreicht. Hierzu wird die Schleiffolie mit Halteteilen versehen, die rechtwinklig gerichtet sind. Die Aufnahmen für die Schleiffolien weisen hierfür deckungsgleiche Ausnehmungen auf. Die bevorzugten Halteteile haben die Form von Innenbördeln, die materialsparend durch Verformung der Bandstahlfolie erhalten werden, indem ein Loch so aufgeweitet wird, daß ein ringförmiges, rohrartiges Teil erhalten wird. Das ist der Innenbördel. Die entsprechende Ausnehmung in der Aufnahme ist ein Sack- oder Durchgangsloch. Zwei im Abstand angeordnete Innenbördel bewirken beim Fügen ein punktgenaues Aufliegen der Schleiffolie. Je nach Materialdicke und Anzahl der Innenbördel können entsprechend beim Schleifen auftretende Scherkräfte aufgenommen werden. Die Berechnung kann wie bei Hohlnieten erfolgen, wobei die Scherfestigkeit auch bei dünnen Bandstahlfolien große Werte annehmen kann. Bei den genannten Magnetfoliendicken ist die Voraussetzung das Unterlegen mit einer Stahlblechunterlage von ca. 0,2 mm Dicke auf einer Isolierplatte von ca. 4 mm Dicke, um eine genügend hohe Haftkraft zu erhalten. Bei manchen Schleifmaschinen sind in der Aufnahme Absaugelöcher zum Absaugen des Schleifstaubes vorgesehen. Dann werden die Innenbördel- und Lochanordnungen in der Magnetfolie, der Stahlblechunterlage und der Isolierplatte deckungsgleich zu den Absaugelöchern angeordnet. Hierbei ergibt sich der Vorteil, daß durch die Innenbördel ein Eindringen von Schleifstaub zwischen Magnetfolie und Schleiffolie mit Sicherheit verhindert wird.
  • Da die Scherkräfte beim Schleifen mit ansteigender Körnungsgröße anwachsen, werden die Schleiffolien-Bandstahl-Unterlagen zweckmäßig entsprechend ihren mit der Dicke anwachsenden Zugfestigkeiten verwendet und zwar für 0,05 bis 0,25 mm für sehr feine, feine, mittlere und grobe Körnungen.
  • Auch ohne Absaugung bei den Aufnahmen für Schleiffolien wirken die Durchgangslöcher, besonders bei rotierenden Schleiftellern, als Kühlhilfen durch die Luftverwirbelung.
  • Durch die gute Wärmefestigkeit der Bandstahlfolie bieten sich naturgemäß neben den gebräuchlichen Bindemitteln, wie Phenol- und Alkyd-Harze, auch Bindemittel höherer Wärmefestigkeit an, wie die Pulverlacke aus Epoxyd- und Polyurethan-Harzen und auch die organisch-anorganischen Ormosile, aber auch eine keramische Bindung, wie Glasur- und Emailleschmelzen, wie sie beispielsweise in der Emailleindustrie zum kontinuierlichen Beschichten von Bandstahl verwendet werden, wobei gleichfalls, wie in der Schleifmittelindustrie üblich, das Beschichten im elektrostatischem Feld vorgenommen wird, so daß anstelle des klebrigen Harzes die Schmelze bekörnt wird.

Claims (2)

  1. Schleifkörper,
    mit einer Schleiffolie, die aus einem Schleifmittel auf einer flexiblen Schleifmittelunterlage besteht, und mit einer Aufnahme, die auf ihrer Arbeitsfläche mit einer Haftauflage zum festen Halten der Schleiffolie versehen ist,
    dadurch gekennzeichnet,
    daß die Schleifmittelunterlage aus Bandstahlfolie in der Dicke von 0,05 bis 0,25 mm besteht,
    daß die Haftauflage permanentmagnetisch ist,
    daß die Bandstahlfolie rechtwinklig zur Aufnahmefläche gerichtete Halteteile in Form von Innenbördeln dieser Folie aufweist,
    daß die Aufnahmefläche zum Aufnehmen der ringförmigen, rohrartigen Innenbördelkragen deckungsgleiche Sack- und/oder Durchgangslöcher, diese auch als Absaugelöcher, besitzt,
    wobei die Innenbördel einerseits als Kühlelemente wirken, und andererseits als Abdeckung zwischen Schleiffolie und Haftauflage dienen und mit Sicherheit das Eindringen von Spänen und Schleifabrieb verhindern,
    und wobei die kraftschlüssige Magnethaftung der Haftauflage durch ihre rechtwinklig zur Aufnahmefläche wirkende Magnetkraft die Schleiffolie am Ort festhält,
    so daß diese magnetische Haftkraft zusammen mit den in den Löchern eingerasteten Halteteilen einen kraft- und formschlüssigen Verbund von Schleiffolie und Aufnahme ergibt.
  2. Verfahren zur Herstellung eines Schleifkörpers nach Anspruch 1, durch Anbringen einer schnellöslichen Schleiffolie auf einer Aufnahme mit einer Haftauflage zum festen Halten der Schleiffolie,
    dadurch gekennzeichnet,
    daß eine Bandstahlfolie in der Dicke von 0,05 bis 0,25 mm mit einem Schleifmittel beschichtet wird,
    daß die Bandstahlfolie mit Halteteilen in Form von Innenbördeln versehen wird, indem jeweils ein Loch in der Folie so aufgeweitet wird,
    daß ein ringförmiges, rohrartiges Teil erhalten wird,
    daß die Aufnahme mit einer permanentmagnetischen Haftauflage und mit zu den Innenbördeln der Bandstahlfolie deckungsgleichen Ausnehmungen versehen wird,
    wobei die Schleiffolie mit der Aufnahme so verbunden wird, daß die Innenbördel einerseits Kühlelemente sind und andererseits als Abdeckung zwischen Schleiffolie und Haftauflage dienen und mit Sicherheit das Eindringen von Spänen und Schleifabrieb verhindern,
    daß die kraftschlüssige Magnethaftung der Haftauflage durch ihre rechtwinklig zur Aufnahmefläche wirkende Magnetkraft die Schleiffolie am Ort festhält,
    so daß diese magnetische Haftkraft zusammen mit den in den Löchern eingerasteten Halteteilen einen kraft- und formschlüssigen Verbund von Schleiffolie und Aufnahme ergibt.
EP87907926A 1987-11-27 1987-11-27 Schleiffolie und schleifverfahren Expired - Lifetime EP0387246B1 (de)

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EP0387246A1 EP0387246A1 (de) 1990-09-19
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US5081798A (en) 1992-01-21
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