EP0447608B1 - Schleifwerkzeug, Verfahren zu seiner Herstellung, und Verwendung eines besonderen Materials dafür - Google Patents

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EP0447608B1 EP90116769A EP90116769A EP0447608B1 EP 0447608 B1 EP0447608 B1 EP 0447608B1 EP 90116769 A EP90116769 A EP 90116769A EP 90116769 A EP90116769 A EP 90116769A EP 0447608 B1 EP0447608 B1 EP 0447608B1
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carrier
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grinding
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Hans Gert Fischer
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RUETGERS PAGID AKTIENGESELLSCHAFT
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Lukas-Erzett Vereinigte Schleif - und Fraswerkzeug-Fabriken & Co KG GmbH
Ruetgers Pagid AG
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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B24—GRINDING; POLISHING
    • B24D—TOOLS FOR GRINDING, BUFFING OR SHARPENING
    • B24D13/00—Wheels having flexibly-acting working parts, e.g. buffing wheels; Mountings therefor
    • B24D13/14—Wheels having flexibly-acting working parts, e.g. buffing wheels; Mountings therefor acting by the front face
    • B24D13/16—Wheels having flexibly-acting working parts, e.g. buffing wheels; Mountings therefor acting by the front face comprising pleated flaps or strips

Definitions

  • the invention relates to a grinding tool, its manufacture and the use of a special material therefor.
  • the invention relates in particular to so-called abrasive flap disks which are used in large quantities and wear relatively quickly.
  • abrasive flap disks which consist of a disc-shaped carrier, which is flat or slightly conical and has a central perforated depression through which it can be coupled to a drive spindle, and of fan-shaped grinding lamellas applied to the non-recessed edge of the carrier.
  • carrier steel sheet aluminum sheet and phenolic or polyester resin-bonded glass fiber mats are known. All three known carrier materials have disadvantages: Sheet steel damages the surface to be machined if the tool is handled carelessly; Aluminum sheet is expensive and has relatively low tensile strength, and the glass fiber-based material poses hardly solvable disposal problems.
  • the object of the invention is to provide a grinding tool of the type mentioned, the carrier is free from the disadvantages of the carrier according to the prior art.
  • the inventive solution to this problem is defined in claim 1. It has been found that this material, which is known per se, is excellently suitable as a material for grinding disk carriers. It comprises layers of wood, paper (especially recycled paper), cotton and other vegetable fibers in the form of fabrics or pile, layered in the direction of the disc thickness and impregnated with a synthetic resin binder, in particular phenolic resin prepolymer. This material is hot pressed into the desired carrier shape under high pressure in an appropriate tool. On the one hand, the layers are crosslinked or felted, and on the other hand, the synthetic resin is polymerized, with web material being drawn in from the outside because of the depression during the pressing. For this reason, the central hole of the plate is also inserted later.
  • This material which is sometimes referred to as "molded wood" (when using veneers), has numerous advantages for the intended use here: it is light, so that the drive spindle and its bearings are relieved; it can be easily disposed of by incineration, with no harmful emissions; it dampens vibrations and thus relieves the user. Surprisingly, tests have shown that it has sufficient strength even at high flow forces. Of course, the metal surfaces to be machined are not damaged when they come into contact with the carrier.
  • the material in question is impregnated with the prepolymer, the end product preferably containing less than 10% by weight and particularly preferably about 5% by weight of phenolic resin.
  • This is a fundamental difference from ordinary plywood, which has been known for decades as a carrier for abrasive grain, cf. DE-A 10 34 350 as well as US 2,707,856 and US 2,288,625; in the case of plywood, alternating layers of veneer and glue, and there is no cross-linking of the wood layers during pressing, apart from the fact that deformation from the plane is hardly possible.
  • Phenolic resin is preferred as the synthetic resin binder because it is a relatively inexpensive thermoset. But that does not rule out the use of other synthetic resins. Lamellar supports made of phenolic resin alone, on the other hand, are unusable because their strength is not sufficient, apart from the fact that wood or, in particular, recycled paper are much cheaper. Plastics that are predominantly made of phenolic resin with small amounts of reinforcing material made of e.g. Cotton fabrics exist, are used as insulation material in electrical engineering, but would not be useful for the application in question here.

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  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Polishing Bodies And Polishing Tools (AREA)
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Description

  • Die Erfindung betrifft ein Schleifwerkzeug, seine Herstellung und die Verwendung eines besonderen Materials dafür.
  • Die Erfindung bezieht sich insbesondere auf in großen Stückzahlen verwendete, relativ schnell verschleißende sogenannte Schleiflamellenteller. Diese bestehen aus einem scheibenförmigen Träger, der eben oder leicht konisch ist und eine zentrale gelochte Einsenkung aufweist, über die er mit einer Antriebsspindel kuppelbar ist, sowie aus auf den nichteingesenkten Rand des Trägers aufgebrachten fächerartig angeordneten Schleiflamellen.
  • Als Material für den Träger sind bisher Stahlblech, Aluminiumblech und phenolharz- oder polyesterharzgebundene Glasfasermatten bekannt. Alle drei bekannten Trägermaterialien haben Nachteile:
    Stahlblech beschädigt bei unachtsamer Handhabung des Werkzeugs die zu bearbeitende Oberfläche;
    Aluminiumblech ist teuer und weist relativ geringe Zugfestigkeit auf, und das Material auf Glasfaserbasis wirft kaum lösbare Entsorgungsprobleme auf.
  • Versuche, den Träger aus Thermoplasten zu fertigen, wurden aufgegeben, da sie im Betrieb stark erwärmt werden und dann zerstört werden.
  • Aufgabe der Erfindung ist es, ein Schleifwerkzeug der eingangs genannten Gattung zu schaffen, dessen Träger frei ist von den Nachteilen der Träger nach dem Stand der Technik. Die erfindungsgemäße Lösung dieser Aufgabe ist im Patentanspruch 1 definiert. Es wurde nämlich gefunden, daß dieses an sich bekannte Material ausgezeichnet als Werkstoff für Schleiflamellenträger geeignet ist. Es umfaßt Schichten aus Holz, Papier (insbesondere Recycling-Papier), Baumwolle und anderen pflanzlichen Fasern in Form von Geweben oder Floren, geschichtet in Richtung der Scheibendicke und imprägniert mit einem Kunstharzbindemittel, insbesondere Phenolharz-Pre-Polymer. Dieses Material wird in einem entsprechenden Werkzeug in die gewünschte Trägerform unter hohem Druck warmverpreßt. Dabei erfolgt einerseits eine Vernetzung oder Verfilzung der Schichten und andererseits eine Polymerisation des Kunstharzes, wobei wegen der Einsenkung beim Verpressen Bahnmaterial von außen nachgezogen wird. Aus diesem Grund wird auch das zentrale Loch des Tellers erst nachträglich eingebracht.
  • Weiter bevorzugte Ausführungsformen des Schleifwerkzeugs nach Anspruch 1 sind in den abhängigen Ansprüchen 2 bis 5 enthalten.
  • Der Verfahrensablauf ist im Patentanspruch 6 zusammengefaßt, wobei die Ansprüche 7 bis 13 besondere Ausgestaltungen dieses Verfahrens angeben.
  • Dieses Material, das manchmal als "Formholz" (bei Verwendung von Furnieren) bezeichnet wird, hat für die hier vorgesehene Verwendung zahlreiche Vorteile: Es ist leicht, so daß die Antriebsspindel und deren Lager entlastet werden; es läßt sich problemlos durch Verbrennung entsorgen, wobei keine schädlichen Emissionen entstehen; es wirkt schwingungsdämpfend und entlastet dadurch den Benutzer. Überraschenderweise haben Versuche ergeben, daß es auch bei hohen Fliekraftbelastungen ausreichende Festigkeit aufweist. Natürlich werden die zu bearbeitenden Metallflächen bei Kontakt mit dem Träger auch nicht beschädigt.
  • Bisher wurden aus solchem "Formholz" kleinere Haushaltsgegenstände, wie Tabletts, und Möbelteile, insbesondere Stuhlsitze, gefertigt, wobei es auf genaue Maßhaltigkeit nicht ankommt. Bei mit hohen Drehzahlen umlaufenden Werkzeugen, wie Schleiflamellenteller, ist jedoch die Formgenauigkeit sehr wichtig; aus diesem Grunde ist Papier oder dünnes Furnier in der Größenordnung von etwa 0,4 mm Dicke bevorzugt gegenüber dickeren Furnieren, bei denen die Formgebung durch Verpressen ungleichförmigere Ergebnisse erbringt.
  • Das hier in Rede stehende Material ist mit dem Pre-Polymer durchtränkt, wobei das Endprodukt vorzugsweise weniger als 10 Gew.-% und besonders bevorzugt etwa 5 Gew.-% Phenolharz enthält. Dies ist ein grundsätzlicher Unterschied zu gewöhnlichem Sperrholz, das seit Jahrzehnten als Träger für Schleifkorn bekannt ist, vgl. DE-A 10 34 350 sowie US 2,707,856 und US 2,288,625; bei Sperrholz wechselnden Furnier- und Leimschichten einander ab, und es erfolgt beim Verpressen keine Vernetzung der Holzlagen, abgesehen davon, daß eine Verformung aus der Ebene heraus kaum möglich ist.
  • Als Kunstharzbindemittel ist Phenolzharz bevorzugt, weil es ein relativ preisgünstiger Duroplast ist. Das schließt aber die Verwendung anderer Kunstharze nicht aus. Lamellenträger allein aus Phenolharz dagegen sind unbrauchbar, weil ihre Festigkeit nicht hinreicht, abgesehen davon, daß Holz oder insbesondere Recycling-Papier wesentlich preisgünstiger sind. Kunststoffe, die überwiegend aus Phenolharz mit geringen Anteilen an Verstärkungsmaterial aus z.B. Baumwollgewebe bestehen, werden als Isoliermaterial in der Elektrotechnik eingesetzt, wären aber für den hier in Rede stehenden Anwendungsfall nicht brauchbar.

Claims (14)

  1. Schleifwerkzeug, bestehend aus einem mit einer Antriebsspindel kuppelbaren, scheibenförmigen Träger und auf dessen Rand aufgebrachten, fächerartig angeordneten Schleiflamellen, wobei der Träger eine zentrale gelochte Einsenkung aufweist, dadurch gekennzeichnet, daß der Träger aus in Richtung der Scheibendicke geschichtetem Material auf pflanzlicher Basis besteht, das mit Kunstharz gebunden ist, und bei dem die Schichten miteinander vernetzt oder verfilzt sind.
  2. Schleifwerkzeug nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das geschichtete Material einen oder mehrere der folgenden Stoffe umfaßt: Holz, Papier, Zellstoff, Fasern aus Baumwolle, Hanf, Flachs, Ramie, Jute in Form von Gewebe oder Flor.
  3. Schleifwerkzeug nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das bindende Kunstharz ein Harnstoffharz, Epoxidharz, Phenolharz, Melaminharz, Polyesterharz oder ein Gemisch eines oder mehrerer der vorgenannten Harze ist.
  4. Schleifwerkzeug nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Kunstharzanteil des Trägermaterials unter 10 Gew.-% liegt.
  5. Schleifwerkzeug nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Kunstharzanteil des Trägermaterials bei etwa 5 Gew.-% liegt.
  6. Verfahren zum Herstellen eines Schleifwerkzeugs nach einem der Ansprüche 1 bis 5, bestehend aus einem mit einer Antriebsspindel kuppelbaren, scheibenförmigen Träger und auf dessen Rand aufgebrachten, fächerförmig angeordneten Schleiflamellen, wobei der Träger eine zentrale gelochte Einsenkung aufweist, gekennzeichnet durch folgende Schritte:
    - Imprägnieren von Holzfurnieren oder Papierbahnen mit einem Pre-Polymer,
    - Zuschneiden von Stücken aus diesem Material mit Mindestabmessunge, die den gewünschten Scheibendurchmesser übersteigen,
    - Einschichten der Stücke in eine Preßform,
    - Warmverpressen der Stücke unter Ausformen der zentralen Einsenkung, Vernetzung des Holz- oder Papiermaterials und Polymerisation des Pre-Polymers zum Binden der Holz- oder Papierschichten, wobei vom Rand der Stücke Material nach innen gezogen wird,
    - Ausstanzen des Trägers in dem verpreßten Bereich mit Zentrierung bezüglich der Einsenkung und
    - Einbringen eines zentralen Lochs in den Träger, zentriert bezüglich der Einsenkung, wonach der Träger auf der der Einsenkung abgekehrten Seite mit Schleiflamellen beklebt wird.
  7. Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß zum Imprägnieren ein Phenolharz-Pre-Polymer eingesetzt wird.
  8. Verfahren nach Anspruch 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, daß als Papierbahn Recycling-Papier verwendet wird.
  9. Verfahren nach Anspruch 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Holzfurniere eine Dicke von 0,3 bis 0,8 mm haben.
  10. Verfahren nach einem der Ansprüche 6 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Bahnen mit dem Pre-Polymer getränkt werden.
  11. Verfahren nach einem der Ansprüche 6 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß aus dem Material quadratische Stücke geschnitten werden.
  12. Verfahren nach einem der Ansprüche 6 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß das Warmverpressen und das Ausstanzen in einem gemeinsamen Werkzeug vorgenommen werden.
  13. Verfahren nach einem der Ansprüche 6 bis 12, dadurch gekennezeichnet, daß das zentrale Loch in den Träger gestanzt wird.
  14. Verwendung von Preßstoff aus einem geschichteten Material auf pflanzlicher Basis mit einem Kunstharz-Bindemittel, hergestellt nach einem der Ansprüche 6 bis 13, als Träger für mit Schleiflamellen bestückte Schleifwerkzeuge nach einem der Ansprüche 1 bis 5.
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