EP1187701A1 - Schleifscheibe, schleifsystem und verfahren zum schleifen eines messers - Google Patents

Schleifscheibe, schleifsystem und verfahren zum schleifen eines messers

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EP1187701A1
EP1187701A1 EP00929535A EP00929535A EP1187701A1 EP 1187701 A1 EP1187701 A1 EP 1187701A1 EP 00929535 A EP00929535 A EP 00929535A EP 00929535 A EP00929535 A EP 00929535A EP 1187701 A1 EP1187701 A1 EP 1187701A1
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grinding
grinding wheel
mesh
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abrasive
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    • B24D3/00—Physical features of abrasive bodies, or sheets, e.g. abrasive surfaces of special nature; Abrasive bodies or sheets characterised by their constituents
    • B24D3/02—Physical features of abrasive bodies, or sheets, e.g. abrasive surfaces of special nature; Abrasive bodies or sheets characterised by their constituents the constituent being used as bonding agent
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B24—GRINDING; POLISHING
    • B24B—MACHINES, DEVICES, OR PROCESSES FOR GRINDING OR POLISHING; DRESSING OR CONDITIONING OF ABRADING SURFACES; FEEDING OF GRINDING, POLISHING, OR LAPPING AGENTS
    • B24B3/00—Sharpening cutting edges, e.g. of tools; Accessories therefor, e.g. for holding the tools
    • B24B3/36—Sharpening cutting edges, e.g. of tools; Accessories therefor, e.g. for holding the tools of cutting blades
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
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    • B24D—TOOLS FOR GRINDING, BUFFING OR SHARPENING
    • B24D7/00—Bonded abrasive wheels, or wheels with inserted abrasive blocks, designed for acting otherwise than only by their periphery, e.g. by the front face; Bushings or mountings therefor
    • B24D7/18—Wheels of special form

Definitions

  • the invention relates to a grinding wheel and a grinding system with grinding wheels for grinding a knife, in the surface of which foreign ions are embedded by means of a plasma-assisted method, and to a method for grinding such a knife using grinding wheels.
  • Knives made of steel are known to be used in slitting and cross cutting machines for cutting paper or cardboard webs, plastic or metal foils, the surface of which is refined to increase the service life. Longitudinal cutting devices for webs are known to contain pairs
  • Cross-cutting machines for producing individual sheets from a material web contain a cross-cutting device with two knife drums, each of which is equipped on its outer surface with one or more transverse knives extending over the drum length.
  • German patent application 198 40 950 describes a particularly advantageous knife for cutting running material webs which has a knife body with a cutting edge made of steel, with foreign ions having a penetration depth of between 50 ⁇ m and 500 ⁇ m at least in the surface of the cutting edge by means of a plasma-assisted method. preferably 100 ⁇ m to 200 ⁇ m are embedded.
  • the doping with foreign ions in the metal grid brings about an improvement in hardness that is optimal for cutting, without the steel becoming too brittle or influencing the ductility.
  • the invention is therefore based on the objects of providing a grinding wheel, a grinding system and a grinding method with which the knives described in German patent application 198 40 950 can be ground with high quality.
  • the first task is solved with a grinding wheel that contains silicon carbide with a grain size between 100 mesh as the abrasive, and that in a binder
  • Ceramic base with aluminum silicate is embedded, the abrasive particles in the porous aluminum silicate bond being thermally cured and the concentration of the abrasive in the grinding wheel is more than one percent by volume.
  • the concentration of the abrasive in the grinding wheel is preferably 30 to 55 percent by volume and the pore volume of the binder is 45 to 70 percent by volume.
  • the grinding system for solving the second task contains a first grinding wheel for pre-grinding with the features described above and a second grinding wheel for polishing the cutting edge of the knife, which are used as abrasive fine corundum in a grain size between 400 mesh and 800 mesh, preferably with an average grain size between 500 Mesh and 700 mesh, in particular about 600 mesh.
  • the second grinding wheel for polishing preferably contains an abrasive which is incorporated in a binder made of a multi-component synthetic resin, preferably based on phenolic resin, with a concentration of more than one volume percent, preferably 30 to 50 volume percent, and polishing-active fillers with a volume fraction between 3% and 10%.
  • the method for grinding a knife to solve the third object is carried out in such a way that the knife is ground with a grinding wheel according to one of claims 1 or 2 at a grinding speed of 5 m / s to 15 m / s, preferably 10 m / s becomes.
  • the knife is first pre-ground with a grinding wheel according to one of claims 1 or 2 with a grinding speed of 5 m / s to 15 m / s, preferably approximately 10 m / s.
  • the second grinding wheel is then polished with a grinding speed of 20 m / s to 30 m / s, preferably approximately 25 m / s, according to one of claims 3 or 4.
  • the grinding system according to the invention contains two different grinding wheels in different compositions.
  • the first grinding wheel is used for pre-grinding the knives, the second grinding wheel for polishing the cutting edges.
  • Both grinding wheels have an outer diameter between 100 mm and 500 mm and contain an adapted mounting hole with a diameter between 20 mm and 150 mm, so that they can be used in the known grinding machines.
  • the thickness of the grinding wheels is between 8 mm and 40 mm.
  • the first grinding wheel for pre-grinding contains silicon carbide with a grain size of between 100 mesh and 500 mesh as the abrasive; the average grain size is preferably approximately 220 mesh.
  • the abrasive is embedded in a ceramic-based binder with aluminum silicate.
  • the abrasive beads are thermally cured in this porous aluminum silicate bond.
  • the curing temperature is 800 ° C - 1500 ° C.
  • the pore volume is preferably 45-70%.
  • the concentration of the abrasive in the grinding wheel is more than 1% by volume, preferably 30-55% by volume.
  • the second grinding wheel for polishing the cutting edges contains high-grade corundum in a grain size between 400 mesh and 800 mesh, preferably is the average grain size between 500 mesh and 700 mesh, in particular about 600 mesh.
  • the abrasive is embedded in a binder made of a multi-component synthetic resin, preferably based on phenolic resin.
  • the concentration of the abrasive in the synthetic resin is more than 1 percent by volume, preferably 30-50%.
  • the abrasive contains polishing fillers with a volume fraction between 3% and 10%.
  • the ion-implanted knives are ground with the grinding wheels at unusually low grinding speeds.
  • the first grinding wheel is pre-ground at a grinding speed of 5 m / s to 15 m / s, preferably approximately 10 m / s.
  • the cutting edge is then polished with the second grinding wheel, the grinding speed being 20 m / s to 30 m / s, preferably approximately 25 m / s. In this way, ion-implanted knives can be ground with high quality.

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Description

B E S C H R E I B U N G
Schleifscheibe, Schleifsystem und Verfahren zum Schleifen eines Messers
Technisches Gebiet
Die Erfindung betrifft eine Schleifscheibe und ein Schleifsystem mit Schleifscheiben zum Schleifen eines Messers, in dessen Oberfläche mittels eines plasmagestützten Verfahrens Fremdionen eingelagert sind, sowie ein Verfahren zum Schleifen eines derartigen Messers unter Verwendung von Schleifscheiben.
Stand der Technik
In Längsschneide- und Querschneidemaschinen zum Schneiden von Papier- oder Kartonbahnen, Kunststoff- oder Metallfolien werden bekannterweise Messer aus Stahl eingesetzt, deren Oberfläche zur Erhöhung der Standzeiten veredelt ist. Längsschnei- devorrichtungen für Bahnen enthalten bekannterweise paarweise angeordnete
Kreismesser, wobei jeweils ein Kreismesserpaar die Bahn in Längsrichtung durchtrennt. Querschneidemaschinen zur Herstellung von einzelnen Bögen aus einer Materialbahn enthalten eine Querschneidevorrichtung mit zwei Messertrommeln, die auf ihrer Mantelfläche jeweils mit einem oder mehreren über die Trommellänge erstreckenden Quermessern bestückt sind.
In der deutschen Patentanmeldung 198 40 950 ist ein besonders vorteilhaftes Messer zum Schneiden laufender Materialbahnen beschrieben, das einen Messerkörper mit einer Schneidkante aus Stahl aufweist, wobei zumindest in die Oberfläche der Schneidkante mittels eines plasmagestützten Verfahrens Fremdionen mit einer Eindringtiefe zwischen 50 μm und 500 μm, vorzugsweise 100 μm bis 200 μm, eingelagert sind. Die Dotierung mit Fremdionen im Metallgitter bewirkt eine für das Schneiden optimale Verbesserung der Härte, ohne dass der Stahl zu spröde wird oder die Duktilität beeinflußt wird. Darstellung der Erfindung
In der Praxis hat es sich gezeigt, dass derartige Messer mit den bekannten Schleifscheiben und Schleifverfahren nur unbefriedigend geschliffen werden können, insbesondere brechen die Schneidkanten beim Schleifen aus.
Der Erfindung liegen daher die Aufgaben zugrunde, eine Schleifscheibe, ein Schleifsystem und ein Schleifverfahren bereitzustellen, mit dem sich die in der deutschen Patentanmeldung 198 40 950 beschriebenen Messer mit hoher Qualität schleifen lassen.
Die erste Aufgabe wird mit einer Schleifscheibe gelöst, die als Schleifmittel Siliziumkar- bid in einer Korngröße zwischen 100 Mesh enthält, das in einem Bindemittel auf
Keramikbasis mit Aluminiumsilikat eingelagert ist, wobei die Schleifmittelkomer in der porigen Aluminiumsilikatbindung thermisch ausgehärtet gebunden sind und die Konzentration des Schleifmittels in der Schleifscheibe mehr als ein Volumenprozent beträgt.
Bevorzugt beträgt die Konzentration des Schleifmittels in der Schleifscheibe 30 bis 55 Volumenprozent und das Porenvolumen des Bindemittels 45 bis 70 Volumenprozent.
Das Schleifsystem zur Lösung der zweiten Aufgabe enthält eine erste Schleifscheibe zum Vorschleifen mit dem vorstehend beschriebenen Merkmalen und eine zweite Schleifscheibe zum Polieren der Schneidkante des Messers, die als Schleifmittel Edelkorund in einer Korngröße zwischen 400 Mesh und 800 Mesh, bevorzugt mit einer mittlerer Korngröße zwischen 500 Mesh und 700 Mesh, insbesondere ca. 600 Mesh, enthält.
Bevorzugt enthält die zweite Schleifscheibe zum Polieren ein Schleifmittel, das in einem Bindemittel aus einem Mehrkomponenten-Kunstharz, bevorzugt auf Phenolharzbasis, mit einer Konzentration von mehr als einem Volumenprozent, bevorzugt 30 bis 50 Volumenprozent, eingelagert ist, und polieraktive Füllstoffe mit einem Volumen- anteil zwischen 3 % und 10 %. Das Verfahren zum Schleifen eines Messers, zur Lösung der dritten Aufgabe wird so durchgeführt, daß das Messer mit einer Schleifscheibe gemäß einem der Patentansprüche 1 oder 2 mit einer Schleifgeschwindigkeit von 5 m/s bis 15 m/s, vorzugsweise 10 m/s, geschliffen wird.
Bevorzugt wird das Messer zunächst mit einer Schleifscheibe gemäß einem der Patentansprüche 1 oder 2 mit einer Schleifgeschwindigkeit von 5 m/s bis 15 m/s, vorzugsweise ca. 10 m/s, vorgeschliffen. Anschließend wird mit der zweiten Schleif- scheibe gemäß einem der Patentansprüche 3 oder 4 mit einer Schleifgeschwindigkeit von 20 m/s bis 30 m/s, vorzugsweise ca. 25 m/s, poliert.
Wege zur Ausführung der Erfindung
Das Schleifsystem nach der Erfindung enthält zwei verschiedene Schleifscheiben in verschiedenen Zusammensetzungen. Die erste Schleifscheibe dient zum Vorschleifen der Messer, die zweite Schleifscheibe zum Polieren der Schneidkanten.
Beide Schleifscheiben weisen einen Außendurchmesser zwischen 100 mm und 500 mm auf und enthalten eine angepaßte Aufnahmebohrung mit einem Durchmesser zwischen 20 mm und 150 mm, so dass sie in den bekannten Schleifmaschinen eingesetzt werden können. Die Dicke der Schleifscheiben beträgt zwischen 8 mm und 40 mm.
Die erste Schleifscheibe für den Vorschliff enthält als Schleifmittel Siliziumkarbid in einer Korngröße zwischen 100 Mesh und 500 Mesh, bevorzugt beträgt die mittlere Korngröße ca. 220 Mesh. Das Schleifmittel ist in ein Bindemittel auf Keramikbasis mit Aluminiumsilikat eingelagert. Die Schleifmittelkomer sind in diese porige Aluminiumsilikatbindung thermisch ausgehärtet gebunden .Die Aushärtungstemperatur beträgt 800 °C - 1500 °C. Das Porenvolumen beträgt bevorzugt 45 - 70 %. Die Konzentration des Schleifmittels in der Schleifscheibe beträgt mehr als 1 Volumenprozent, bevorzugt 30 - 55 Vol.-%.
Die zweite Schleifscheibe zum Polieren der Schneidkanten enthält als Schleifmittel Edelkorund in einer Korngröße zwischen 400 Mesh und 800 Mesh, bevorzugt beträgt die mittlere Korngröße zwischen 500 Mesch und 700 Mesh, insbesondere ca. 600 Mesh. Das Schleifmittel ist in einem Bindemittel aus einem Mehrkomponenten- Kunstharz, bevorzugt auf Phenolharzbasis, eingelagert. Die Konzentration des Schleifmittels in dem Kunstharz beträgt mehr als 1 Volumenprozent, bevorzugt 30 - 50 %. Das Schleifmittel enthält polieraktive Füllstoffe mit einem Volumenanteil zwischen 3 % und 10 %.
Das Schleifen der ionenimplantierten Messer mit den Schleifscheiben wird mit unüblich niedrigen Schleifgeschwindigkeiten durchgeführt. Zunächst wird mit der ersten Schleifscheibe mit einer Schleifgeschwindigkeit von 5 m/s bis 15 m/s, vorzugsweise ca. 10 m/s, vorgeschliffen. Anschließend wird mit der zweiten Schleifscheibe die Schneidkante poliert, wobei die Schleifgeschwindigkeit 20 m/s bis 30 m/s, vorzugsweise ca. 25 m/s, beträgt. Auf diese Weise lassen sich ionenimplantierte Messer mit hoher Qualität schleifen.

Claims

P A T E N T A N S P R U C H E
1.
Schleifscheibe zum Schleifen eines Messers, in dessen Oberfläche mittels eines plasmagestützten Verfahrens Ionen eingelagert sind, mit Siliziumkarbid in einer Korngröße zwischen 100 Mesh und 500 Mesh als Schleifmittel, das in einem Bindemittel auf Keramikbasis mit Aluminiumsilikat eingelagert ist, wobei die Schleifmittelkomer in der porigen Aluminiumsilikatbindung thermisch ausgehärtet gebunden sind und die Konzentration des Schleifmittels in der Schleifscheibe mehr als ein Volumenprozent beträgt.
2.
Schleifscheibe nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, daß die Konzentration des Schleifmittels in der Schleifscheibe 30 bis 55 Volumenprozent und das Porenvolumen des Bindemittels 45 bis 70 Volumenprozent beträgt.
3.
Schleifsystem mit Schleifscheiben zum Schleifen eines Messers, in dessen Oberfläche mittels eines plasmagestützten Verfahrens Ionen eingelagert sind, mit einer ersten Schleifscheibe zum Vorschleifen gemäß einem der Ansprüche 1 oder 2 und - einer zweiten Schleifscheibe zum Polieren der Schneidkante des Messers, die als Schleifmittel Edelkorund in einer Korngröße zwischen 400 Mesh und 800 Mesh, bevorzugt mit einer mittlerer Korngröße zwischen 500 Mesh und 700 Mesh, insbesondere ca. 600 Mesh, enthält.
4.
Schleifsystem nach Patentanspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die zweite
Schleifscheibe zum Polieren ein Schleifmittel enthält, das in einem Bindemittel aus einem Mehrkomponenten-Kunstharz, bevorzugt auf Phenolharzbasis, mit einer Konzentration von mehr als einem Volumenprozent, bevorzugt 30 bis 50 Volumenprozent, eingelagert ist, und polieraktive Füllstoffe mit einem Volumenanteil zwischen 3 % und 10 % enthält.
5. Verfahren zum Schleifen eines Messers, in dessen Oberfläche mittels eines plasmagestützten Verfahrens Fremdionen eingelagert sind, dadurch gekennzeichnet, daß das Messer mit einer Schleifscheibe gemäß einem der Patentansprüche 1 oder 2 mit einer Schleifgeschwindigkeit von 5 m/s bis 15 m/s, vorzugsweise 10 m/s, geschliffen wird.
6.
Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß das Messer zunächst mit einer Schleifscheibe gemäß einem der Patentansprüche 1 oder 2 mit einer Schleifgeschwindigkeit von 5 m/s bis 15 m/s, vorzugsweise ca. 10 m/s, vorgeschliffen wird und anschließend mit der zweiten Schleifscheibe gemäß einem der Patentansprüche 3 oder 4 mit einer Schleifgeschwindigkeit von 20 m/s bis 30 m/s, vorzugsweise ca. 25 m/s, poliert wird.
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