Die Erfindung betrifft einen Schleifartikel mit den Merkmalen
des Oberbegriffs der unabhängigen Patentansprüche.
Schleifartikel in der Form von Schleifbändern sind bekannt. Dabei
wird das Schleifmittel auf einem flexiblen Träger aufgetragen.
Bei flächigen Schleifartikeln, z.B. Schleifscheiben, ist es
ausserdem bekannt, als Trägermaterial Vulkanfiber zu verwenden.
Der Einsatz von geschlossenen Endlosbändern für Schleifzwecke,
stellt besondere Bedingungen an die Festigkeit des Trägermaterials.
Dieses Trägermaterial dient als Basis für das Schleifmittel,
das mittels eines Binders auf dem Trägermaterial fixiert
wird. Endlosbänder werden meist auf Umlenkrollen geführt. Dort
tritt eine Biege-Wechsel-Belastung des Endlosbandes auf. Da der
Radius der Umlenkrollen, um welche diese Endlosbänder an diesen
Endlospunkt geführt werden, gering sein kann und da das Band im
Betrieb einer ständigen Walkarbeit ausgesetzt ist, sind hier sowohl
hohe Anforderungen an die Flexibilität des Trägermaterials
wie auch an dessen Stabilität gestellt.
Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, die Nachteile des
Bekannten zu vermeiden, insbesondere einen Schleifartikel in
Form eines Schleifbandes zu schaffen, der hohe Standzeiten hat
und eine grosse Schleifleistung aufweist.
Die Erfindung löst diese Aufgabe entsprechend den Merkmalen des
kennzeichnenden Teils der unabhängigen Ansprüchen.
Der Schleifartikel weist ein Trägermaterial und ein Schleifmittel
auf, das mittels einem Binder auf dem Trägermaterial aufgebracht
ist. Der Schleifartikel ist weiterhin in Form eines in
sich geschlossenen Endlosbandes ausgebildet. Erfindungsgemäss
besteht das Trägermaterial aus Vulkanfiber. Es hat sich herausgestellt,
dass das Schleifmittel und der Binder im Vergleich zu
bekannten Endlosbändern eine hervorragende Haftung auf Vulkanfiber
aufweist.
Als Vulkanfiber wird ein Schichtpressstoff bezeichnet, der durch
Pergamentieren ungeleimter Papiere hergestellt wird (Römpp Chemielexikon,
9. Auflage, 1992, Seite 4964). Der Herstellungsprozess
der Vulkanfiber erlaubt eine Optimierung der physikalischen
Eigenschaften der Vulkanfiber hinsichtlich der jeweiligen Verwendung.
Die Widerstandsfähigkeit der Vulkanfiber gegenüber mechanischen
Belastungen ermöglicht hohe Standzeiten. Gleichzeitig
bietet die Vulkanfiber einen guten Haftgrund für den Binder.
Bei einem Gewebematerial (Baumwolle, Polyester) als Trägermaterial
kommt es aufgrund der unebenen Oberfläche zu einer Blasenbildung,
die durch eine Abscheidung von Wassertröpfchen im
Schleifmittelkorn-Binder-Gemisch während des Trocknungsprozesses
hervorgerufen wird. Hierdurch wird die Haftung des eingebetteten
Schleifmittelkorns auf dem Trägermaterial verringert. Zudem zeigen
sowohl Baumwoll- als auch Polyestergewebe eine grössere Längendehnung
als die Vulkanfiber. Polyesterfilm als Trägermaterial
hingegen weist nur eine eingeschränkte Temperaturbeständigkeit
und weiterhin eine eingeschränkte Haftung des Schleifmittels auf
dem Trägermaterial auf. Papier als Trägermaterial hat den Nachteil
einer geringen Festigkeit sowie einer geringeren Einreissund
Weiterreissfestigkeit. Gegenüber diesen Trägermaterialien
hat die Vulkanfiber bessere Materialeigenschaften bei der Verwendung
als flächiges Schleifmittel für planare Oberflächen.
Gemäss einem bevorzugten Ausführungsbeispiel beträgt die Materialstärke
der Vulkanfiber als Trägermaterial weniger als 0,6 mm.
Bevorzugt wird Vulkanfiber mit einer Materialstärke zwischen
0,25 und 0,5 mm und besonders bevorzugt wird Vulkanfiber mit
0,38 und 0,44 mm Materialstärke. Diese ausgewählte Materialstärke
der Vulkanfiber, die bislang bei Schleifmitteln noch nie eingesetzt
wurde, führt zu einer ausreichenden Flexibilität des
Trägermaterials und erlaubt daher den Einsatz auch bei Umlenkungspunkten
mit besonders geringen Radien. Gleichzeitig gewährleistet
diese Materialstärke eine ausreichende Stabilität.
Eine weitere bevorzugte Ausführung des Schleifartikels weist ein
Flächengewicht des eingesetzten Vulkanfiber-Materials zwischen
350 und 750 g/m2 auf. Bevorzugt beträgt das Flächengewicht des
Trägermaterials aus Vulkanfiber zwischen 400 und 600 g/m2 und
idealerweise hat das Trägermaterial ein Flächengewicht von 450
bis 540 g/m2. Das Flächengewicht stellt ein Indikator für die
Dichte des Trägermaterials dar und ist im Hinblick auf die Flexibilität
und Stabilität des Materials relevant.
Gemäss einem weiteren bevorzugten Ausführungsbeispiel wird ein
Vulkanfiber-Material eingesetzt, dessen Lagenzusammenhalt in der
Längs- und/oder Querrichtung über 800 cN/cm beträgt. In der Regel
ist das Vulkanfiber-Material mehrschichtig aus einzelnen Lagen
zusammengesetzt. Für die Ermittlung des Lagenzusammenhaltes
wird ein Schichtpaket mittig zur Stapelung aufgeweitet und mittels
entsprechender Vorrichtungen kontinuierlich bis zum Verlust
des Lagenzusammenhaltes auseinandergezogen.
Vulkanfiber wird auf Rollen gewickelt, gelagert und geliefert.
Dabei ist eine Orientierung des Materials in der Krümmung der
Rolle zu beobachten. Es hat sich herausgestellt, dass durch gezielte
Auswahl der Ausrichtung des Vulkanfiber-Trägermaterials
in Längsrichtung bei der Herstellung von Endlosbändern bzw. beim
Beschichten mit Schleifmittel, (bezogen auf die Wickelrichtung
auf der Transportrolle) besonders gute Resultate erzielt werden
können.
Eine besondere Ausführung des Schleifartikels zeichnet sich
durch die Anordnung der Vulkanfiber in der Weise aus, dass die
Bewegungsrichtung des Endlosbandes mit der Wickelrichtung der
gerollten Vulkanfiber und damit der Krümmungsrichtung der auf
Rollen gelagerten Vulkanfiber übereinstimmt. Als Bewegungsrichtung
ist dabei diejenige definiert, die dem Band durch das verwendete
Bandschleifgerät vorgegeben wird. Diese Ausrichtung der
Vulkanfiber erhöht die Flexibilität des Trägermaterials und gewährleistet
die erfindungsgemässe Verwendung.
Die Herstellung von Schleifbändern, die eine grössere Breite als
die Breite des unbeschichteten Vulkanfiber-Materials besitzen,
kann unter Erhalt der Flexibilität auch durch ein Aneinandersetzen
von Segmenten des Vulkanfiber-Materials erfolgen.
Eine besonders bevorzugte Ausführung des Schleifartikels besteht
darin, dass die Vulkanfiber auf ihrer im aufgewickelten Zustand
aussen liegenden Oberseite beschichtet ist.
Einzig Papier und Vulkanfiber erlauben eine Universalverbindung
zweier Enden ohne jegliche Überdicke. Als Überdicke wird diejenige
Materialstärke bezeichnet, die bei einer überlappenden Verbindung
zweier Enden der Schleifmittelbahn die Differenz zur
einfachen Lage der Schleifmittelbahn des Trägermaterials bildet.
Eine überlappende Verbindung ohne eine gleichzeitige, erhebliche
Reduktion der Materialstärke führt, wenn beispielsweise ein Polyestergewebe
oder Baumwollgewebe zu einem Endlosband verbunden
wird, zu einer Überdicke.
Bei einer solchen Überdicke erhebt sich der Schleifmittelbelag
an der Verbindungsstelle über die Höhe des übrigen Bandes. Hierdurch
kommt es zu Beeinträchtigungen beim Schleifprozess.
Eine Ausführung des Schleifartikels weist wenigstens eine Verbindungsstelle
des Endlosbandes auf, die durch zwei oder mehr
angeschrägte oder angeschliffene Stirnflächen gebildet wird (Typ
1-Verbindung). Die angeschrägten oder angeschliffenen Stirnflächen
können verklebt werden.
Eine weitere Ausführung des Schleifartikels weist wenigstens eine
Verbindungsstelle des Endlosbandes auf, die durch zwei oder
mehr Stirnflächen des bandförmigen Trägermaterials gebildet
wird. Die Stirnflächen bezeichnen Flächen, die senkrecht zur
Oberfläche geschnitten sind und stumpf aufeinanderstossen und
mit einer Folie verklebt sind (Typ 3-Verbindung). Damit kann das
Trägermaterial mittels einer einfachen Bearbeitung beispielsweise
eines Schneideprozesses auf die jeweils erforderliche Länge
gebracht werden. Die Stirnflächen verlaufen bevorzugt schräg zur
Längsrichtung des Endlosbandes.
Diese Anordnung der Verbindungsstelle hat den Vorteil, dass beim
Einsatz dieses Schleifartikels die Verbindungsstelle jeweils nur
partiell belastet wird und damit das Endlosband einer geringeren
Belastung ausgesetzt wird.
In einer alternativen Ausführungsform enthält der Schleifartikel
ein Trägermaterial und ein Schleifmittel, welches mittels eines
Binders auf dem Trägermaterial fixiert ist. Dieser Schleifartikel
hat die Form eines in sich geschlossenen Endlosbandes. Das
Trägermaterial ist derart ausgewählt, dass das Trägermaterial
eine minimale Zugfestigkeit in der Querrichtung von mehr als
47,5 N/mm2 aufweist. Zugleich weist dieses Trägermaterial in der
Längsrichtung eine Zugfestigkeit von mindestens 84 N/mm2 auf.
Die Erfindung wird im Folgenden in einem Ausführungsbeispiel und
anhand der Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen:
- Figur 1
- eine perspektivische Darstellung des Schleifartikels in
Form eines Endlosbandes mit einer Verbindungsstelle,
- Figur 2a
- einen Ausschnitt des Schleifartikels im Bereich der
Verbindungsstelle vom Typ 3,
- Figur 2b
- einen Ausschnitt des Schleifartikels im Bereich einer
Verbindungsstelle vom Typ 1,
- Figur 3
- die Querbeziehung zwischen der Bewegungsrichtung des
Endlosbandes und der Wickel- zur Krümmungsrichtung des
Vulkanfiber-Trägermaterials, und
- Figur 4
- die schematische Vorgehensweise beider Herstellung von
Segmentschleifbändern.
Figur 1 zeigt ein erfindungsgemässes Schleifband 1. Das Schleifband
1 besteht aus einem Träger 2, der mit einer Mischung 3 von
Korund und Zirkonkorund als Schleifmittelkorn (Grösse 36) in einem
Phenol-Formaldehyd-Bindersystem beschichtet wurde. Der Träger
2 ist eine Vulkanfiber der Firma Sachsenröder mit einer
Nenndicke von 0,38 (entspricht einer Dicke von 0,41 mm +/- 5%)
in einer Länge von 2,5 m und einer Breite von 5 cm. Zur Herstellung
eines Endlosbandes wurde aus einer Bahn des beschichteten
Schleifartikels ein entsprechend langes Stück herausgeschnitten.
Die Enden mit den Querseiten 7 des Bandstückes wurden zu einer
Verbindungsstelle 4 zusammengefügt.
Jeweils unterschiedliche Ausführungsformen der Verbindungsstelle
4 zeigen die Figuren 2a und 2b. Bei einer Verbindungsstelle 4
vom Typ 3 (siehe Fig. 2a) stossen die beiden Stirnseiten 7
stumpf aufeinander und werden durch eine auf ;der Rückseite 6 des
Trägermaterials 2 angebrachte Klebefolie 8 miteinander verklebt.
Weiterhin verläuft die Verbindungsstelle 4 schräg zur Bewegungsrichtung
9 des Schleifbandes.
Die Stirnseiten 7 sind bei einer Verbindungsstelle 4 vom Typ 1
(siehe Fig. 2b) angeschrägt bzw. angeschliffen und die jeweils
entgegengesetzten Stirnseiten 7 werden direkt miteinander ohne
eine Überdicke verklebt.
Zur Ermittlung der Standzeit wurde ein Stahlrohr (St35) mit den
Dimensionen (Ø 90 mm, Wandstärke 1,5 mm, Länge 1000 mm) mit einem
Anstellwinkel von 15° auf eine Kontaktrolle aufgedrückt. Die
Kontaktrolle wies eine Verzahnung mit einem Winkel von 45°, eine
Nutenbreite von 7 mm, eine Nutentiefe von 10 mm, eine Stegbreite
von 11 mm und eine Härte von 65 Shore A auf.
Tabelle 1 gibt die Messdaten des Vulkanfiberbandes sowie zweier
Vergleichsbänder wieder.
Bestimmung der Standzeiten |
| t1 | Δm* |
Vulkanfiber | 600 | 2,6% |
Polyester | 420 | 17,8% |
Baumwollgewebe | 300 | 11,3% |
t1: Messzeit in Sekunden; sofern Schleifmittel bis auf Trägermaterial abgetragen worden ist, wurde die Messung vorzeitig beendet. |
Δm*: prozentualer Gewichtsverlust an Schleifmittel aufgrund von Abrieb (bezogen auf ursprüngliches Gewicht) |
Die Vulkanfiber als Trägermaterial 2 zeigt eine erheblich bessere
Standfestigkeit als die beiden Vergleichs-Trägermaterialien.
Dies zeigt sich einerseits in der deutlich längeren Anwendungsdauer
des Vulkanfiberbandes, das eine um 45% bzw. 100% längere
Messzeit gegenüber Polyester- bzw. Baumwollgewebe aufweist.
Massgebend für die Bestimmung der Messzeit ist der Zeitpunkt, an
dem das Schleifmittelkorn-Binder-System 3 bis auf das Trägermaterial
2 abgetragen ist. Im Falle des Vulkanfiberbandes wurde
die Messzeit bereits vor Erreichen des vollständigen Abriebes
beendet. Eine ähnliche Situation vermittelt auch der jeweils gemessene
Gewichtsverlust an Schleifmittel, der durch Messen des
Bandes vor und nach der Versuchsmessung ermittelt wurde. Auch
hier weist die Vulkanfiber gegenüber Polyester- bzw. Baumwollgebe
ausserordentlich gute Werte für den Schleifmittelverlust auf.
Den Zusammenhang zwischen der Abwickelrichtung 10 des ursprünglichen
Vulkanfiberbandes und der Arbeitsrichtung bzw. der Krümmung
des Schleifbandes 1 stellt die Figur 3 anschaulich dar. Bei
der Produktion des Schleifbandes wird beim Abwickeln der Vulkanfiber
die Krümmung bzw. Bewegungsrichtung 10 in identischer Weise
auf das Schleifband bzw. dessen Bewegungsrichtung 9 übertragen.
Dies bedeutet, dass die auf der unbehandelten Vulkanfiberrolle
innenliegende Seite auch beim fertiggestellten Schleifband
auf der Innenseite des Bandes zu liegen kommt. Aufgrund dieser
Vorgehensweise wird das Vulkanfiberband während des Produktionsprozesses
nicht über die Massen beansprucht und weist eine verbesserte
Standzeit auf.
Für die Herstellung von Schleifbändern, die eine grössere Breite
als die des ursprünglichen Vulkanfiberbandes 2 aufweisen sollen,
wird - wie in Figur 4 gezeigt - jeweils ein Segment aus der mit
Schleifkorn beschichteten Vulkanfiberbahn herausgeschnitten und
mehrere dieser Segmente an den Verbindungsstellen 4 aneinandergesetzt.
Die Segmente können mit einer Klebefolie 8 auf der
Rückseite ähnlich wie in Figur 2b gezeigt verklebt werden. Die
Segmente können aber auch ähnlich Figur 2b in einer Anschrägung
überdickenfrei miteinander verklebt werden. Nach Erreichen der
gewünschten Länge werden die so verbundenen Segmente zu einem in
sich geschlossenen Endlosband 1 an einer weiteren Verbindungsstelle
4 zusammengefügt.