EP4048476A1 - Verfahren zur herstellung einer trägerplatte für lamellenschleifscheiben, trägerplatte sowie lamellenschleifscheibe umfassend diese trägerplatte - Google Patents

Verfahren zur herstellung einer trägerplatte für lamellenschleifscheiben, trägerplatte sowie lamellenschleifscheibe umfassend diese trägerplatte

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Publication number
EP4048476A1
EP4048476A1 EP20800047.1A EP20800047A EP4048476A1 EP 4048476 A1 EP4048476 A1 EP 4048476A1 EP 20800047 A EP20800047 A EP 20800047A EP 4048476 A1 EP4048476 A1 EP 4048476A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
fibers
woven
layers
layer
stack
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
EP20800047.1A
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Marius CLAASSEN
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Individual
Original Assignee
Individual
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Individual filed Critical Individual
Publication of EP4048476A1 publication Critical patent/EP4048476A1/de
Pending legal-status Critical Current

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Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B24—GRINDING; POLISHING
    • B24D—TOOLS FOR GRINDING, BUFFING OR SHARPENING
    • B24D9/00—Wheels or drums supporting in exchangeable arrangement a layer of flexible abrasive material, e.g. sandpaper
    • B24D9/08—Circular back-plates for carrying flexible material
    • 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 present invention relates to a method for producing a carrier plate for flap grinding wheels, a carrier plate for flap grinding wheels, and a flap grinding wheel comprising a carrier plate according to the invention.
  • the invention also relates to the use of the carrier plate according to the invention as a basis for a flap grinding wheel or for the production of a flap grinding wheel and the use of the flap grinding wheel for processing, in particular grinding, workpieces.
  • Carrier plates for lamellar grinding wheels and methods for producing such carrier plates are sufficiently known from the prior art.
  • the task of the carrier plate as the basis of a lamellar grinding wheel is to set the attached grinding lamellae in high rotation so that when machining workpieces made of wood or plastic, for example Metal, ceramic, glass or stone, less pressure is required from the user of the grinding tool.
  • the carrier plates are usually made of a fiber-reinforced resin composite.
  • EP 1 23 1 024 Bi shows a support plate for flap discs consisting of a three-layer glass fiber reinforced phenolic resin body.
  • the upper cover layer has to consist of a textile fabric, the middle layer of a fiber fleece and the lower cover layer of a textile glass fabric.
  • the middle layer made of an inexpensive fiber fleece material serves as a filler material in order to bring sufficient distance between the outer layers.
  • the layers are impregnated with phenolic resin, then punched and pressed as a package. The pressed layer stack is finally cured under the influence of pressure and temperature.
  • EP 1390177 Bi discloses an abrasive article comprising a backing plate with a first main surface and a second opposite main surface, the main surfaces having a fibrous reinforcing material, which in one portion from 1 to 45% can be present and is preferably evenly incorporated into the entire carrier plate, as well as a thermoplastic connecting material, in particular polyamide.
  • the carrier plates shown are preferably produced using a molding process such as injection molding
  • EP 2433748 Bi shows a grinding wheel containing a reinforcement plate made of a reinforcing material and a resin-abrasive mixture, the reinforcing material preferably being a woven or non-woven fiberglass.
  • the abrasive mixture of the grinding wheel shown contains abrasive particles such as aluminum oxide or zirconium oxide, the binder is generally made of phenolic resins or epoxides are selected.
  • the backing disk either alternating layers of glass fiber and abrasive mixture are applied or the glass fiber is coated with the abrasive mixture. The pane is then pressed at high pressure and cured in a heat process.
  • EP 3 173 190 Bi discloses a flap disc comprising a carrier disc in the form of a round wheel, this wheel made of polymer composite material with a layer structure and structural reinforcement consisting of at least two glass mesh fabrics.
  • a thermosetting synthetic resin with fine-grained material is used as the binding agent. All components of the composite material with a layered structure are connected to one another using the thermal pressure process.
  • WO 2018/093629 Ai shows a grinding flap disk comprising a carrier plate, this having a first portable polymer layer which is arranged between two reinforcement layers, as well as possible further polymer layers which are also embedded between two reinforcement layers.
  • the polymer layers include polymer resins and abrasive particles, non-abrasive particles and fillers, while the reinforcement layers are made up of a fabric, in particular glass fibers, metal fibers or ceramic fibers.
  • a reinforcing layer and a binding composition are alternately layered in a mold, this mass is then compressed under pressure and finally cured
  • Some of the carrier plates for flap discs known from the prior art have a single layer or consist of several layers, which in the manufacturing process are either combined or pressed into a common stack of layers at the end, after treatment of the individual layers, or else be compressed using high pressures prior to curing. Also, many of these have multilayer systems an abrasive in the complete stack of layers, which leads to a certain brittleness of the system. Carrier plates for flap discs, however, require a certain flexural strength. When using flap discs, there is a high rotation of the carrier plate. Due to the weight of the grinding lamellae on only one side of the carrier plate, it will bend to a certain extent during use. Sufficient flexibility and flexural strength of such a carrier plate as the basis of a flap grinding wheel are therefore essential.
  • the present invention was based on the object of overcoming the disadvantages of the prior art relating to carrier plates for flap discs and, in particular, to provide a multi-layer carrier plate with sufficient flexibility and flexural strength as well as high strength and hardness and a clean peripheral edge. Furthermore, the object is to be achieved by a manufacturing method for such a carrier plate, which makes it possible to equip a carrier plate for flap grinding wheels with the mentioned advantageous properties in a time-saving and cost-saving manner.
  • a method for producing a carrier plate, in particular a flap wheel comprising the following steps, in particular in this order: a) Providing at least two woven and / or non-woven layers, each with a front - and an opposite back, which comprise or consist of synthetic and / or natural fibers, bi) providing at least one layer comprising a woven and / or non-woven layer made of synthetic and / or natural fibers with a front and an opposite back as well as, in particular shredded, glass fibers, the, in particular shredded, glass fibers on the front side of the woven and / or non-woven layer, laid out and set up to form a layer of glass fibers, b2) sewing together the at least one woven and / or non-woven layer and the layer formed of glass fibers according to step bi) using at least of a yarn, so that a layer is created with a back side made of woven and / or non-woven material and an opposite front side made of, in particular shredded, glass fibers,
  • step b2 The sewing together of the at least one woven and / or non-woven layer and the formed layer of glass fibers in step b2) ensures that a wide layer is created that functions as one layer, for example with regard to slipping in the stack of layers, but the space of several Occupies layers
  • Sewing the layers of the layered stack together to form a combined stack of layers in step d) of the method according to the invention also means that the individual layers of the layered stack cannot slip against one another during treatment in step e).
  • the combination of sewing the individual layers together in step d) and treating the layers together as a layered stack in step e) to form “a” wide layer without the use of pressure ensures that during curing in step f) and subsequent heating in Step h) a clean circumferential edge of the carrier plate is created
  • the woven or non-woven layers for producing the carrying plate in step a) can contain synthetic or natural fibers, the use of metal fibers or ceramic fibers being also possible. Alternatively, a combination of synthetic and natural fibers can also be used become.
  • synthetic fibers glass fibers have proven to be particularly suitable. Hemp fibers, cellulose fibers, flax fibers, jute fibers, kenaf fibers, ramie fibers, rattan fibers, banana fibers, bamboo fibers, coconut fibers or wine fibers can be used as natural fibers.
  • the yarn for sewing together the at least one layer and the, in particular chopped up, glass fibers in step b2) and / or the layers of the layered stack in step d) for producing the carrier plate according to the invention comprises synthetic material fibers, in particular polymer fibers and / or glass fibers.
  • the yarn in steps b2) and / or d) can also comprise or consist of natural material fibers. These natural material fibers are selected from the group consisting of hemp fibers, cellulose fibers, flax fibers, jute fibers, kenaf fibers, ramie fibers, rattan fibers, banana fibers, bamboo fibers, coconut fibers or wine fibers.
  • polymer fibers and / or glass fibers in particular polyester fibers, polyethylene terephthalate fibers and / or polyamide fibers, have proven to be particularly suitable due to their high tensile strength, good heat resistance and low moisture absorption. It is also advantageous if these polymer fibers are stretched in such a way that they can still shrink when heated. That way is minimizes the risk of internal stresses and / or cracks occurring when treating the combined stack of layers in step e) and / or when heating the compressed disk in step h) The strength and hardness of the carrier plate after curing in step f) can also be increased.
  • the yarn for sewing together the at least one layer and the, in particular comminuted, glass fibers in step b2) and / or the layers of the layered stack in step d) for producing the carrier plate according to the invention comprises mixtures of at least two different synthetic ones Material fibers, mixtures of at least two different natural material fibers or mixtures of at least one synthetic and at least one natural material fiber, also known as “hybrid fibers”.
  • Hybrid fibers made from synthetic fibers have proven to be particularly suitable, in particular those which comprise at least one polyester fiber.
  • the yarn for sewing together the at least one layer and the, in particular chopped up, glass fibers in step b2) and / or the layers of the layered stack in step d) of the method according to the invention has a diameter of 5 ⁇ m to 20 ⁇ m, in particular of 8 pm to 17 pm and preferably 11 pm to 13 pm.
  • the, in particular comminuted, glass fibers in step b) represent or comprise a glass fiber mat.
  • the glass fibers can be arranged randomly, which is often also referred to as a “chopped strand mat” (CSM), or else be present as bundles, strands or multifilament yarn made of filaments, in particular arranged in parallel.
  • CSM hopped strand mat
  • the fibers arranged in this way are also referred to as “rovings”; in the case of such a fiberglass mat, the term “continuous strand mat” is often used.
  • the materials used in the carrier plate should generally have a low level of moisture absorption or even be water-repellent.
  • coolants in particular water
  • Swelling of the carrier plate would lead to a distorted structure, which in turn can lead to an imbalance in the carrier plate. Grinding with such a carrier plate is unclean, whereby not only is the object to be processed uncleanly sanded, but also the grinding lamellae arranged on the carrier plate wear out irregularly, which ultimately makes the lamellar grinding wheel unusable.
  • step e) In order to protect the carrier plate against the absorption of moisture, it is treated in step e) with a polymer resin binder, in particular impregnated.
  • impregnation is preferably understood to mean the impregnation of the layered stack of layers.
  • the stack of layers can also be sprayed with a polymer resin binder.
  • the polymer resin binder which is used for the treatment of the combined layered stack is preferably selected from the group consisting of phenolic resins, epoxy resins, phenolic-epoxy resins and mixtures thereof.
  • Phenolic resin has proven to be particularly suitable due to its high heat resistance, low thermal linear expansion, low flammability, low thermal conductivity and a slight increase in deformation due to time and temperature-dependent plastic deformation under constant load.
  • urethane resins, Acrylate resins, polyester resins, aminoplast resins, resorcinol resins, melamine resins or combinations thereof can be used in step e) of the process according to the invention.
  • a mixture has proven to be particularly suitable for treating, in particular impregnating, preferably soaking, the layered stack which, in addition to the polymer resin binder in step e), also contains inorganic fillers, elastomers, in particular powdered elastomers, hardeners, interfacial binders , Antistatic agents, heat stabilizers and / or flakes, these preferably being present in dispersed form in the resin.
  • the, in particular dispersed, auxiliary substances preferably settle in the cavities of the fiber material used.
  • the particle size of the further substances added to the polymer resin binder is limited to the size of the cavities in the fiber material.
  • the added substances in the mixture for treatment in step e) of the method according to the invention can be polycarbonate. nates, polyetherimides, polysulfones, polystyrenes, acrylonitrile-butadiene-styrene block copolymers, acetal polymers, polyamides, carbon black, vanadium oxide, talc, graphite, sand, gypsum, silanes, tltanates, aluminates, wood wool, vegetable fibers and combinations thereof.
  • the polymer resin binder that is contained in the combined stack of layers can only be partially or completely cured in step f) of the method according to the invention.
  • the curing of the polymer resin binder takes place either over a longer period of time at room temperature by chemical means, for example through cationic or anionic polymerization reactions, can also be accelerated by heating.
  • chemical means for example through cationic or anionic polymerization reactions
  • accelerated partial or complete curing is also possible through the use of radiation light sources of specific wavelengths.
  • the combined stack of layers in step f) is not compressed during the curing process.
  • no pressure is used during the curing process, only chemical and thermal methods. Only after complete or partial curing is the resulting pane compressed, in particular pressed, in a subsequent step g).
  • the compressed pane is heated at an applied temperature in the range from 120 to 200.degree. C., in particular in the range from 150 to 170.degree.
  • the heating time is preferably in the range from 6 to 12 hours, preferably in the range from 8 to 10 hours.
  • the compressed pane can optionally additionally be treated with methanol in a further step i) of the method according to the invention.
  • this can additionally include a further step, with at least one paper or cardboard layer on the front side of the stack and / or on the rear side of the stack, in particular after step e), f), g) and / or h) and / or optionally i) is applied to the combined stack of layers.
  • a paper or cardboard layer is attached to the back of the stack in order to be able to attach the individual lamellae to the front side of the compressed disk afterwards when producing a flap grinding wheel.
  • the method according to the invention further comprises cutting and / or punching the combined stack of layers according to step e) or f) or the compressed disk according to step g) or h), optionally forming a reduced circumference.
  • Special Carrier plates or flap discs with a round circular shape can also be used in a variety of ways, but other circumferential shapes, such as squares or triangles, in particular for angle or corner grinding, are also possible depending on the area of application.
  • a carrier plate in particular a flap wheel, comprising i) at least two woven and / or non-woven layers, each with a front and an opposite rear, the synthetic and / or natural fibers comprise or consist thereof, ii) at least one layer comprising a woven and / or non-woven layer made of synthetic and / or natural fibers with a front and an opposite back as well as, in particular comminuted, glass fibers, the, in particular Shredded, glass fibers rest on the front side of the woven and / or non-woven layer, designed and set up to form a layer of glass fibers, the layer formed of glass fibers being sewn to the at least one woven and / or non-woven layer with at least one thread , so that a layer with a back side made of woven and / or non-woven material and a opposite front side is made of, in particular comminuted, glass fibers, the at least two woven and / or non-woven layers, each with a front and an opposite rear, the
  • the woven or non-woven layers of the carrier plate according to the invention in i) and / or ii) can comprise or consist of synthetic fibers. Glass fibers have proven to be particularly suitable because of their strength and rigidity while maintaining a certain flexibility.
  • the woven or non-woven layers of the carrier plate according to the invention in i) and / or ii) can also comprise or consist of natural fibers, in particular selected from the group consisting of hemp fibers, cellulose fibers, flax fibers, jute fibers, kenaf fibers, ramie fibers, rattan fibers, banana fibers, bamboo fibers, coconut fibers or wine fibers.
  • the thread for sewing together, both the woven and / or non-woven layer with the, in particular comminuted, glass fibers in ii), and the thread for sewing the stack of layers of the carrier plate according to the invention are synthetic Material fibers, in particular polymer fibers and / or glass fibers.
  • the yarn for sewing can also comprise or consist of natural material fibers. These natural material fibers are selected from the group consisting of hemp fibers, cellulose fibers, flax fibers, jute fibers, kenaf fibers, ramie fibers, rattan fibers, banana fibers, bamboo fibers, coconut fibers or wine fibers.
  • polymer fibers and / or glass fibers in particular polyester fibers, polyethylene terephthalate fibers and / or polyamide fibers, have proven to be particularly suitable due to their high tensile strength, good heat resistance and low moisture absorption, in particular when using the carrier plate according to the invention, in particular as a flap disc, in use with a coolant such as water.
  • the yarn for sewing together the at least one layer and the, in particular comminuted, glass fibers in ii) and / or the layers of the layered stack of the carrier plate according to the invention comprises or consists of hybrid fibers of at least two different synthetic material fibers, hybrid fibers of at least two different natural material fibers or hybrid fibers at least one synthetic and at least one natural material fiber.
  • Hybrid fibers made of synthetic fibers have proven to be particularly suitable, in particular those which comprise at least one polyester fiber.
  • the yarn for sewing together the at least one layer and the, in particular comminuted, glass fibers in ii) and / or the layers of the layered stack has a diameter of 5 ⁇ m to 20 ⁇ m, in particular 8 ⁇ m to 17 ⁇ m and preferably 11 ⁇ m pm to 13 pm.
  • the, in particular comminuted, glass fibers in ii) represent or comprise a glass fiber mat.
  • the glass fibers can be arranged randomly, which is often also referred to as a “chopped strand mat” (CSM), or else be present as bundles, strands or multifilament yarn made of filaments, especially those arranged in parallel.
  • CSM hopped strand mat
  • the fibers arranged in this way are also called “rovings" designated; in the case of such a fiberglass mat, the term “continuous strand mat” is sometimes used.
  • the carrier plate can additionally have a paper or cardboard layer on the front side of the stack and / or on the rear side of the stack.
  • a paper or cardboard layer is attached to the rear of the stack in order to be able to attach the individual lamellae to the front side of the compressed disk afterwards when producing a lamellar grinding wheel.
  • a high strength of the carrier plate is of elementary importance for a safe and clean use of the final grinding tool.
  • the strength increases with the number of woven and / or non-woven layers.
  • Systems in which the carrier plate has between 6 and 14 layers, in particular an odd number of layers, have proven to be well suited.
  • the odd number results preferably from the alternating arrangement of the woven and / or non-woven layers according to i) and the at least one layer according to ii), the two outer layers preferably representing or including layers according to i).
  • the number of layers for the carrier plate is based on the later use or area of application of the flap disc. For grinding applications that require higher speeds, laughed, thinner carrier plates have proven to be advantageous, which consequently have fewer layers.
  • the individual layers of the multi-layer system for producing the carrier plate preferably comprise or contain the same type of fibers.
  • the individual layers it is also possible for the individual layers to be built up from different fibers, for example the outer layers that are most stressed can consist of or contain particularly reinforced, robust fibers, in particular glass fibers .
  • Flap discs with a round circular shape are particularly suitable, but other circumferential shapes, such as squares or triangles, in particular for angle or corner grinding, are also conceivable, depending on the area of application. Accordingly, carrier plates that have a circular base area have also proven to be particularly suitable. Carrier plates with a diameter in the range from 5 cm to 20 cm are particularly versatile; carrier plates with a diameter in the range from 10 cm to 18 cm are particularly suitable.
  • carrier plates which essentially are free from formaldehyde and / or resin monomers, in particular essentially free from formaldehyde and acid monomers, such as urea-formaldehyde resins or melamine-formaldehyde resins.
  • the object on which the invention is based is further achieved by a carrier plate produced by the method according to the invention for producing a carrier plate.
  • the object on which the invention is based is also achieved by a flap wheel comprising a carrier plate according to the invention, in particular produced by the method according to the invention.
  • the carrier plate according to the invention serves as the basis of the flap grinding wheel or for the production of the flap grinding wheel, with at least one, in particular a plurality of, grinding flaps being arranged on the front and / or back of the carrier plate.
  • the object on which the invention is based is also achieved by using the flap wheel according to the invention, individually or installed in grinding tools, for processing workpieces, in particular for grinding wood, plastic, metal, ceramic, glass or stone.
  • the method according to the invention for producing such a support plate, the flap wheel according to the invention and the use of the support plate according to the invention and the flap grinding wheel according to the invention of the present invention is associated with the surprising finding that a multi-layer system of a support plate for use in flap grinding wheels can be provided with high strength, which is immune to centrifugal fracture, but still has sufficient flexural strength and flexibility, so that no cracks occur due to mechanical stresses in the carrier plate and the flap disc wears unevenly.
  • the sewing together of the individual layers in the method according to the invention for the production of such a carrier plate ensures that “a” wide layer is created and finally before the layer stack is treated with a polymer resin binder and the combined layer stack is only subsequently heated a carrier plate with a clean circulation finder.
  • This enables clean and safe work with the carrier plate or flap wheel according to the invention and can be used longer than other systems on the market due to the lack of imbalance in the carrier plate, which is more environmentally friendly, more sustainable and more cost-effective.
  • the features of the invention disclosed in the above description and in the claims can be essential both individually and in any combination for realizing the invention in its various embodiments.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Laminated Bodies (AREA)

Abstract

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung einer Trägerplatte, insbesondere für eine Lamellenschleifscheibe, umfassend die Schritte a) Bereitstellen von mindestens zwei gewebten oder nicht gewebten Lagen, bi) Bereitstellen von mindestens einer Lage umfassend eine gewebte oder nicht gewebte Lage aus synthetischen oder Natur-Fasern sowie Glasfasern, wobei die Glasfasern auf der Vorderseite der gewebten oder nicht gewebten Lage aufliegen, b2)Zusammennähen der Lage und der aus Glasfasern gebildeten Schicht gemäß b1) mit einem Garn, c) abwechselndes Anordnen einer Lage gemäß a) und einer Lage gemäß ba2) unter Bildung eines Stapels von Lagen, wobei die Lagen gemäß a) die äußeren Lagen des Stapels bilden, d) Zusammennähen der Lagen des geschichteten Stapels gemäß c), e) Behandeln des kombinierten Stapels von Lagen mit einem Polymerharz-Bindemittel, f) Aushärten des Polymerharz-Bindemittels, g) Komprimieren der gemäß f) erhaltenen Scheibe und h) Erhitzen der komprimierten Scheibe. Ferner betrifft die Erfindung eine Trägerplatte, insbesondere erhalten nach dem erfindungsgemäßen Verfahren sowie eine Lamellenschleifscheibe, enthaltend die Trägerplatte. Schließlich betrifft die Erfindung die Verwendung der Trägerplatte für die Herstellung einer Lamellenschleifscheibe sowie die Verwendung der Lamellenschleifscheibe zum Bearbeiten von Werkstücken.

Description

Beschreihnng
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung einer Trägerplatte für La- mellenschleifscheiben, eine Trägerplatte für Lamellenschleifscheiben, sowie eine Lamellen- schleifscheibe umfassend eine erfindungsgemäße Trägerplatte. Ferner betrifft die Erfin- dung die Verwendung der erfindungsgemäßen Trägerplatte als Basis für eine Lamellen- schleifscheibe oder für die Herstellung einer Lamellenschleifscheibe sowie die Verwendung der Lamellenschleifscheibe zum Bearbeiten, insbesondere Schleifen, von Werkstücken.
Trägerplatten für Lamellenschleifscheiben und Verfahren zur Herstellung solcher Trägerplatten sind aus dem Stand der Technik hinreichend bekannt Aufgabe der Trägerplatte als Basis einer Lamellenschleifischeiben ist es, die angebrachten Schleif lamellen in hohe Rota- tion zu versetzen, sodass beim Bearbeiten von Werkstücken, aus beispielsweise Holz, Kunststoff, Metall, Keramik, Glas oder Stein, weniger Druck seitens des Nutzers des Schleifwerkzeugs erforderlich ist. Dabei sind die Trägerplatten üblicherweise aus einem faserverstärkten Harzverbundstoff aufgebaut.
Die EP 1 231024 Bi zeigt einen Tragteller für Fächerschleifscheiben bestehend aus einern dreilagigen glasfaserverstärkten Phenolharzkörper. Die obere Decklage hat dabei aus einem Textilgewebe, die mittlere Lage aus einern Faservlies und die untere Decklage aus einern Textilglasgewebe zu bestehen. Die mittlere Lage aus einem kostengünstigen Faservlies- Material dient dabei als Füllmaterial, um genügend Abstand zwischen die äußeren Lagen zu bringen. Die Lagen werden mit Phenolharz imprägniert, anschließend gestanzt und als Pa- ket verpresst Unter Druck und Temperatureinwirkung wird final der verpresste Lagensta- pel ausgehärtet.
Die EP l 390 177 Bi offenbart einen Schleifgegenstand umfassend eine Trägerplatte mit einer ersten Hauptfläche und einer zweiten gegenüberliegenden Hauptfläche, wobei die Hauptflächen einen faserigen Verstärkungswerkstoff aufweisen, welcher in einem Anteü von 1 bis 45 % vorliegen kann und bevorzugt gleichmäßig in die gesamte Trägerplatte ein- gearbeitet ist, sowie einen thermoplastischen Verbindungswerkstoff, insbesondere Poly- amid. Die gezeigten Trägerplatten werden dabei vorzugsweise über ein Formgebungsver- fahren, wie Spritzgießen, hergestellt
Die EP 2433748 Bi zeigt eine Schleifscheibe enthaltend eine Verstärkungsplatte aus einem Verstärkungsmaterial und einer Harz-Schleifmittelmischung, wobei das Verstärkungsmate- rial vorzugsweise ein gewebtes oder nichtgewebtes Faserglas ist Die Schleifmittelmischung der gezeigten Schleifscheibe enthält Schleifkömer wie Aluminiumoxid oder Zirkoniumoxid, das Bindemittel ist im Allgemeinen aus Phenolharzen oder Epoxiden ausgewählt Für die Herstellung der Trägerscheibe werden entweder abwechselnd Schichten von Glasfaser und Schleifmittelmischung aufgetragen oder die Glasfaser mit der Schleifmittelmischung be- schichtet. Anschließend wird die Scheibe bei hohem Druck gepresst und in einem Wärme- verfahren ausgehärtet.
Die EP 3 173 190 Bi offenbart eine Fächerschleifscheibe umfassend eine Trägerscheibe in Form eines runden Rads, wobei dieses Rad aus Polymer-Verbundstoff mit Schichtstruktur und struktureller Verstärkung aus mindestens zwei Glasgittergeweben besteht. Als Binde- mittel wird ein wärmehärtendes synthetisches Harz mit feinkörnigem Material verwendet Alle Komponenten des Verbundstoffs mit Schichtenstruktur werden dabei im Wärme- druckverfahren miteinander verbunden.
Die WO 2018/093629 Ai zeigt eine Schleifklappenscheibe umfassend eine Trägerplatte, wobei diese eine erste tragbare Polymerschicht aufweist, die zwischen zwei Verstärkungs- schichten angeordnet ist, sowie mögliche weitere Polymerschichten, die ebenfalls zwischen zwei Verstärkungsschichten eingebettet sind. Die Polymerschichten umfassen dabei Poly- merharze und Schleifpartikel, nicht abrasive Partikel und Füllstoffe, während die Verstär- kungsschichten aus einem Gewebe, insbesondere Glasfasern, Metallfasem oder Keramikfa- sem aufgebaut sind. Zur Herstellung der offenbarten Trägerplatte werden abwechselnd eine Verstärkungsschicht und eine Bindungszusammensetzung in einer Form geschichtet, diese Masse wird anschließend unter Druck komprimiert und final ausgehärtet
Einige aus dem Stand der Technik bekannte Trägerplatten für Lamellenschleifscheiben sind einlagig auf gebaut oder bestehen aus mehreren Lagen, die jedoch im Herstellungsver- fahren entweder erst am Ende, nach Behandlung der einzelnen Lagen, zu einem gemein- samen Lagenstapel kombiniert bzw. gepresst werden oder aber vor dem Aushärten unter Einsatz hoher Drücke komprimiert werden. Auch weisen viele dieser mehrlagigen Systeme ein Schleifmittel in dem kompletten Lagenstapel auf, was zu einer gewissen Sprödigkeit des Systems führt. Trägerplatten für Lamellenschleifscheiben benötigen jedoch eine gewisse Biegefestigkeit. Beim Einsatz von Lamellenschleifscheiben kommt es zu einer hohen Rota- tion der Trägerplatte. Aufgrund des lastenden Gewichts der Schleif lamellen auf nur einer Seite der Trägerplatte biegt sich diese beim Einsatz zwangsweise zu einem gewissen Teil durch. Eine hinreichende Flexibilität und Biegefestigkeit solch einer Trägerplatte als Basis einer Lamellenschleifischeibe sind also unabdingbar.
Auf der anderen Seite treten während der Rotation der Trägerplatte erhebliche mechani- sche Spannungen auf, wobei es zu Fliehkraftbruch kommen kann. Die Trägerplatte muss folglich also auch über eine hohe Festigkeit und eine ausreichende Härte verfügen. Gerade mehrlagige Systeme haben sich in der Praxis gegen Fliehkraftbruch bewährt Dennoch soll- ten diese mehrlagigen Systeme als „eine Lage“ fungieren. Im Herstellungsverfahren mehr- lagiger Systeme kommt es in der Praxis häufig zum Verrutschen einzelner Lagen beim fina- len Zusammenführen, sodass an der Umlaufkante kein sauberer Abschluss vorliegt. Dies kann beim Einsatz als Lamellenschleifscheibe in einem Schleifwerkzeug zum einen zu einer Unwucht in der Scheibe führen, was kein sauberes Arbeiten, insbesondere Schleifen, er- möglicht, zum anderen zeigt sich ein hohes Abnutzen der Schleiflamellen, das sich auch auf die Trägerplatte ausbreiten kann. Dies birgt neben einem Sicherheitsrisiko beim Arbeiten auch die Gefahr der Einbringung von Fremdteilchen aus den Schleiflamellen oder der Trä- gerplatte in das Werkstück.
Der vorliegenden Erfindung lag die Aufgabe zugrunde, die Nachteile des Stands der Tech- nik betreffend Tragerplatten für Lamellenschleifscheiben zu überwinden und insbesondere eine mehrlagige Trägerplatte mit ausreichender Flexibilität und Biegefestigkeit sowie hoher Festigkeit und Härte und sauberem Umlaufrand bereitzustellen. Ferner soll die Aufgabe durch ein Herstellungsverfahren für solch eine Trägerplatte gelöst werden, welches es er- möglicht, eine Trägerplatte für Lamellenschleifscheiben mit den genannten vorteilhaften Eigenschaften zeit- und kostensparend auszustatten.
Gelöst wird die Aufgabe durch ein Verfahren zur Herstellung einer Trägerplatte, insbeson- dere einer Lamellenschleifscheibe, umfassend die folgenden Schritte, insbesondere in die- ser Reihenfolge: a) Bereitstellen von mindestens zwei gewebten und/oder nicht gewebten La- gen, jeweils mit einer Vorder- und einer gegenüberliegenden Rückseite, die synthetische und/oder Natur-Fasern umfassen oder hieraus bestehen, bi) Bereitstellen von mindestens einer Lage umfassend eine gewebte und/oder nicht gewebte Lage aus synthetischen und/oder Natur-Fasern mit einer Vor- der- und einer gegenüberliegenden Rückseite sowie, insbesondere zerklei- nerte, Glasfasern, wobei die, insbesondere zerkleinerten, Glasfasern auf der Vorderseite der gewebten und/oder nicht gewebten Lage aufliegen, ausgelegt und eingerich- tet eine Schicht aus Glasfasern auszubilden, b2) Zusammennähen der mindestens einen gewebten und/oder nicht gewebten Lage und der ausgebildeten Schicht an Glasfasern nach Schritt bi) unter Verwendung mindestens eines Garns, so dass eine Lage entsteht mit einer Rückseite aus gewebtem und/oder nicht gewebtem Material und eine gegen- überliegende Vorderseite aus, insbesondere zerkleinerten, Glasfasern, c) abwechselndes Anordnen einer gewebten und/oder nicht gewebten Lagen nach Schritt a) und einer Lage nach Schritt b2), so dass ihre jeweiligen Vor- der- oder Rückseiten einander zugewandt sind, um einen Stapel von Lagen zu bilden, wobei die gewebten und/oder nicht gewebten Lagen nach Schritt a) die äußeren Lagen bilden, d) Zusammennahen der Lagen des geschichteten Stapels, insbesondere unter Verwendung mindestens eines Garns, um einen kombinierten Stapel von La- gen mit einer Stapelvorderseite und einer gegenüberliegenden Stapelrücksei- te zu bilden, e) Behandeln, insbesondere Imprägnieren, des kombinierten Stapels von Lagen mit einem Polymerharz-Bindemittel, f) Ausharten oder teilweises Ausharten des Polymerharz-Bindemittels, das in dem kombinierten Stapel von Lagen enthalten ist, um eine Scheibe auszubil- den und g) Komprimieren der Scheibe, h) Erhitzen der komprimierten Scheibe sowie i) gegebenenfalls Behandlung der komprimierten Scheibe mit Methanol. Das Zusammennähen der mindestens einen gewebten und/oder nicht gewebten Lage und der ausgebildeten Schicht an Glasfasern in Schritt b2) sorgt dafür, dass eine breite Lage entsteht, die als eine Lage fungiert, beispielsweise hinsichtlich des Verrutschens im Lagen- stapel, jedoch den Raum mehrerer Lagen einnimmt
Auch das Zusammennähen der Lagen des geschichteten Stapels, um einen kombinierten Stapel von Lagen zu bilden in Schritt d) des erfindungsgemäßen Verfahrens führt dazu, dass die einzelnen Lagen des geschichteten Stapels beim Behandeln in Schritt e) nicht ge- geneinander verrutschen können. Die Kombination des Zusammennähens der einzelnen Lagen in Schritt d) und das gemeinsame Behandeln der Lagen als geschichteter Stapel in Schritt e) zur Ausbildung „einer“ breiten Lage ohne Verwendung von Druck sorgt dafür, dass beim Aushärten in Schritt f) und dem nachträglichen Erhitzen in Schritt h) eine saube- re Umlaufkante der Trägerplatte entsteht
Die gewebten oder nicht gewebten Lagen zur Herstellung der Trageiplatte in Schritt a) können in dem gezeigten Verfahren synthetische oder Natur-Fasern enthalten, wobei auch der Einsatz von Metallfasem oder Keramikfasem möglich ist Alternativ kann auch die Verwendung einer Kombination aus synthetischen und Natur-Fasern eingesetzt werden. Im Falle von synthetischen Fasern haben sich Glasfasern als besonders gut geeignet erwie- sen. Als Natur-Fasern sind Hanffasem, Cellulosefasern, Flachsfasem, Jutefasem, Kenafa- sem, Ramiefasem, Rattanfasem, Bananenfasem, Bambusfasem, Kokosnussfasem oder Weinfasem einsetzbar.
In einer geeigneten Ausführungsform umfasst oder besteht das Garn zum Zusammennähen der mindestens einen Lage und den, insbesondere zerkleinerten, Glasfasern in Schritt b2) und/oder den Lagen des geschichteten Stapels in Schritt d) zur Herstellung der erfindungs- gemäßen Trägerplatte synthetische Materialfasem, insbesondere Polymerfasem und/oder Glasfasern. In einer alternativen Ausgestaltungsform kann das Garn in den Schritten b2) und/oder d) auch natürliche Materialfasem umfassen oder daraus bestehen. Diese natürli- che Materialfasem sind dabei ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus Hanffasem, Cellu- losefasern, Flachsfasem, Jutefasem, Kenafasem, Ramiefasem, Rattanfasem, Bananenfa- sem, Bambusfasem, Kokosnussfasem oder Weinfasem. Bei der Verwendung von syntheti- schen Materialfasem haben sich Polymerfasem und/oder Glasfasern, insbesondere Polyes- terfasern, Polyethylenterephthalatfasem und/oder Polyamidfasern aufgrund einer hohen Zugfestigkeit, einer guten Wärmebeständigkeit und einer geringen Feuchtigkeitsaufnahme als besonders gut geeignet erwiesen. Es ist weiterhin vorteilhaft, wenn diese Polymerfasem derart gestreckt sind, dass sie beim Erwärmen noch schrumpf bar sind. Auf diese Weise ist die Gefahr minimiert, dass es beim Behandeln des kombinierten Stapels von Lagen in Schritt e) und/oder beim Erhitzen der komprimierten Scheibe in Schritt h) zu internen Spannungen und/oder Rissen kommt Durch die Möglichkeit des weiteren Zusammen- schrumpfens der Faser kann weiterhin die Festigkeit und Harte der Trägerplatte nach dem Aushärten in Schritt f) noch zusätzlich erhöht werden.
Besonders bevorzugt umfasst oder besteht das Garn zum Zusammennähen der mindestens einen Lage und den, insbesondere zerkleinerten, Glasfasern in Schritt b2) und/oder den Lagen des geschichteten Stapels in Schritt d) zur Herstellung der erfindungsgemäßen Trä- gerplatte aus Mischungen aus mindestens zwei unterschiedlichen synthetischen Materialfa- sem, Mischungen aus mindestens zwei unterschiedlichen natürlichen Materialfasem oder Mischungen aus mindestens einer synthetischen und mindestens einer natürlichen Materi- alfaser, auch „Hybridfasem“ genannt. Als besonders gut geeignet haben sich dabei Hybrid- fasern aus synthetischen Fasern erwiesen, insbesondere jene, die mindestens eine Polyes- terfaser, umfassen. Das Garn zum Zusammennähen der mindestens einen Lage und den, insbesondere zerkleinerten, Glasfasern in Schritt b2) und/oder den Lagen des geschichte- ten Stapels in Schritt d) des erfindungsgemäßen Verfahrens weist dabei einen Durchmesser von 5 pm bis 20 pm auf, insbesondere von 8 pm bis 17 pm und bevorzugt 11 pm bis 13 pm.
In einer bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens stellen die, ins- besondere zerkleinerten, Glasfasern in Schritt b) eine Glasfasermatte dar oder umfassen diese. Dabei können die Glasfasern zufällig angeordnet sein, was häufig auch als „chopped Strand mat“ (CSM) bezeichnet wird, oder aber als Bündel, Stränge oder Multifilamentgam aus, insbesondere parallel angeordneten, Filamenten vorliegen. Die derart angeordneten Fasern werden auch als „Rovings“ bezeichnet; im Fall einer solchen Glasfasermatte wird nicht selten auch die Bezeichnung „continuous Strand mat“ verwendet.
Die in der Trägerplatte eingesetzten Materialien sollten generell eine geringe Feuchtigkeits- aufnahme besitzen oder gar wasserabweisend sein. Bei der Verwendung von Schleifwerk- zeugen zur Bearbeitung von Werkstücken werden häufig Kühlmittel, insbesondere Wasser, eingesetzt, sodass es von Vorteil ist, wenn diese nicht in die Trägerplatte eindringen bzw. von dieser aufgenommen werden. Ein Aufquellen der Trägerplatte würde zu einer verzerr- ten Struktur führen, was wiederum zu einer Unwucht der Trägerplatte fuhren kann. Das Schleifen mit solch einer Trägerplatte verläuft unsauber, wobei nicht nur der zu bearbei- tende Gegenstand unsauber geschliffen, sondern sich auch die auf der Trägerplatte ange- ordneten Schleiflamellen unregelmäßig abnutzen, was die Lamellenschleifscheibe letztlich unbrauchbar macht. Um die Trägerplatte gegen die Aufnahme von Feuchtigkeit zu schützen, wird diese in Schritt e) mit einem Polymerharz-Bindemittel behandelt, insbesondere imprägniert Unter Imprägnieren wird im Falle der vorliegenden Erfindung vorzugsweise das Tränken des ge- schichteten Lagenstapels verstanden. Alternativ oder zusätzlich kann der Lagenstapel auch mit einem Polymerharz-Bindemittel besprüht werden. Dabei ist jedoch darauf zu achten, dass die Hohlräume des verwendeten gewebten oder nicht gewebten Fasermaterials der einzelnen Lagen vollständig mit dem Bindemittel ausgekleidet werden und keine Hohlräu- meentstehen.
Das Polymerharz-Bindemittel, welches für die Behandlung des kombinierten geschichteten Stapels verwendet wird, ist dabei bevorzugt ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus Phe- nolharzen, Epoxidharzen, Phenol-Epoxidharzen und Mischungen davon. Als besonders gut geeignet hat sich dabei Phenolharz erwiesen aufgrund einer hohen Wärmeformbeständig- keit, einer niedrigen thermischen Längenausdehnung, einer schweren Entflammbarkeit, einer geringen Wärmeleitfähigkeit und einer geringen Verformungszunahme infolge zeit- und temperaturabhängiger, plastischer Verformung unter konstanter Last Alternativ oder zusätzlich können auch Urethanharze, Acrylatharze, Polyesterharze, Aminoplastharze, Re- sorcinharze, Melaminharze oder Kombinationen daraus in Schritt e) des erfindungsgemä- ßen Verfahrens eingesetzt werden.
Als besonders geeignet hat sich eine Mischung zum Behandeln, insbesondere Imprägnie- ren, vorzugsweise Tränken, des geschichteten Stapels erwiesen, die neben dem Polymer- harz-Bindemittel in Schritt e) noch anorganische Füllstoffe, Elastomere, insbesondere pul- verförmige Elastomere, Härtungsmittel, Grenzflächenbindemittel, Antistatikmittel, Hitze- stabilisatoren und/oder Flakes aufweist, wobei diese vorzugsweise in dem Harz dispergiert vorliegen. In einer zweckmäßigen Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens setzen sich die, insbesondere dispergierten, Hilfsstoffe vorzugsweise in den Hohlräumen des ver- wendeten Fasermaterials ab. In einer besonders geeigneten Ausführungsform ist die Parti- kelgröße der weiteren, dem Polymerharz-Bindemittel zugesetzten, Stoffe dabei auf die Grö- ße der Hohlräume des Fasermaterials beschränkt Die zugesetzten Stoffe in der Mischung zum Behandeln in Schritt e) des erfindungsgemäßen Verfahrens können dabei Polycarbo- nate, Polyetherimide, Polysulfone, Polystyrene, Acrylnitril-Butadien-Styrol- Blockcopolymere, Acetalpolymere, Polyamide, Ruß, Vanadiumoxid, Talk, Graphit, Sand, Gips, Silane, Tltanate, Aluminate, Holzwolle, Pflanzenfasern und Kombinationen daraus umfassen. Das Polymerharz-Bindemittel, das in dem kombinierten Stapel von Lagen enthalten ist, kann in Schritt f) des erfindungsgemäßen Verfahrens nur teilweise oder vollständig ausge- härtet werden. Das Aushärten des Polymerharz-Bindemittels geschieht entweder über ei- nen längeren Zeitraum bei Raumtemperatur auf chemischem Wege, beispielsweise durch kationische oder anionische Polymerisationsreaktionen, kann ab« auch durch Erhitzen beschleunigt werden. Bei Verwendung von UV-aktiven Bindemitteln ist auch eine be- schleunigte teilweise oder vollständige Aushärtung über den Einsatz von Strahlungslicht- quellen bestimmter Wellenlängen möglich. Im Gegensatz zu anderen Verfahren zur Her- stellung von Trägerplatten wird der kombinierte Stapel von Lagen in Schritt f) jedoch nicht während des Vorgangs des Aushärtens komprimiert. Während des Aushärtens wird vor- zugsweise also kein Druck verwendet, sondern lediglich chemische und thermische Metho- den. Erst nach der vollständigen oder teilweisen Aushärtung wird die entstandene Scheibe in einem nachfolgenden Schritt g) komprimiert, insbesondere gepresst.
In einem finalen Schritt h) des erfindungsgemäßen Verfahrens zur Herstellung einer Trä- gerplatte wird die komprimierte Scheibe bei einer angewandten Temperatur im Bereich von 120 bis 200 °C, insbesondere im Bereich von 150 bis 170 °C erhitzt. Die Heizdauer liegt dabei bevorzugt im Bereich von 6 bis 12 h, vorzugsweise im Bereich von 8 bis 10 h. Dies dient neben dem gegebenenfalls vollständigen Aushärten des Polymerharz-Bindemittels, insbesondere des Phenolharz-Bindemittels, dem Verdampfen von überschüssigem Phenol und/oder weiteren flüchtigen organischen Verbindungen. Die komprimierte Scheibe kann hierfür gegebenenfalls zusätzlich in einem weiteren Schritt i) des erfindungsgemäßen Ver- fahrens mit Methanol behandelt werden.
In einer zweckmäßigen Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens zur Herstellung einer Trägerplatte kann dieses zusätzlich einen weiteren Schritt umfassen, wobei mindes- tens eine Papier- oder Papplage auf der Stapelvorderseite und/oder auf der Stapelrückseite, insbesondere nach Schritt e), f), g) und/oder h) und/oder gegebenenfalls i) auf den kombi- nierten Lagenstapel aufgebracht wird. In einer bevorzugten Ausgestaltung wird eine Pa- pier- oder Papplage auf der Stapelrückseite angebracht, um im Nachhinein bei der Herstel- lung einer Lamellenschleifscheibe die einzelnen Lamellen auf der Vorderseite der kompri- mierten Scheibe anbringen zu können.
Für den Einsatz der komprimierten Scheibe als Trägerplatte bzw. als Lamellenschleifschei- be umfasst das erfindungsgemäße Verfahren ferner das Schneiden und/oder Stanzen des kombinierten Lagenstapels nach Schritt e) oder f) oder der komprimierten Scheibe nach Schritt g) oder h) gegebenenfalls unter Ausbildung einer reduzierten Umfangsform. Beson- ders vielfältig einsetzbar sind Trägerplatten bzw. Lamellenschleifscheiben mit runder Kreisform, je nach Einsatzgebiet sind aber auch andere Umfangsformen, wie Quadrate oder Dreiecke, insbesondere für das Winkel- oder Eckschleifen, möglich.
Die der Erfindung zugrunde liegende Aufgabe wird weiterhin gelöst durch eine Trägerplat- te, insbesondere einer Lamellenschleifscheibe, umfassend i) mindestens zwei gewebte und/oder nicht gewebte Lagen, jeweils mit einer Vorder- und einer gegenüberliegenden Rückseite, die synthetische und/oder Natur-Fasern umfassen oder hieraus bestehen, ii) mindestens eine Lage umfassend eine gewebte und/oder nicht gewebte Lage aus synthetischen und/oder Natur-Fasern mit einer Vorder- und einer gegenüberlie- genden Rückseite sowie, insbesondere zerkleinerte, Glasfasern, wobei die, insbe- sondere zerkleinerten, Glasfasern auf der Vorderseite der gewebten und/oder nicht gewebten Lage aufliegen, ausgelegt und eingerichtet eine Schicht aus Glasfasern auszubilden, wobei die ausgebildete Schicht an Glasfasern mit der mindestens einen gewebten und/oder nicht gewebten Lage mit mindestens einem Garn vernäht vor- liegt, so dass eine Lage mit einer Rückseite aus gewebtem und/oder nicht gewebtem Material und eine gegenüberliegende Vorderseite aus, insbesondere zerkleinerten, Glasfasern vorliegt, wobei die mindestens zwei gewebten und/oder nicht gewebten Lagen nach i) und die min- destens eine Lage nach ü) abwechselnd mit ihrer jeweiligen Vorder- oder Rückseiten ei- nander zugewandt angeordnet sind, um einen Stapel von Lagen zu bilden, wobei die geweb- ten und/oder nicht gewebten Lagen nach i) oder nach ü), insbesondere nach i), die äußeren Lagen des Stapels bilden und wobei der Stapel von Lagen mit mindestens einem Garn vernäht und mit einem Polymer- harz-Bindemittel behandelt vorliegt
Die gewebten oder nicht gewebten Lagen der erfindungsgemäßen Trägerplatte in i) und/oder ii) können dabei synthetische Fasern umfassen oder daraus bestehen. Als beson- ders gut geeignet haben sich dabei Glasfasern aufgrund ihrer Festigkeit und Steifigkeit bei gleichzeitiger Erhaltung einer gewissen Flexibilität erwiesen. Alternativ können die geweb- ten oder nicht gewebten Lagen der erfindungsgemäßen Trägerplatte in i) und/oder ii) auch Natur-Fasern umfassen oder hieraus bestehen, insbesondere ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus Hanffasem, Cellulosefasern, Flachsfasem, Jutefasem, Kenafasem, Ramiefa- sem, Rattanfasem, Bananenfasem, Bambusfasem, Kokosnussfasem oder Weinfasem.
In einer geeigneten Ausführungsform umfasst oder besteht das Garn zum Zusammennä- hen, sowohl der gewebten und/oder nicht gewebten Lage mit den, insbesondere zerkleiner- ten, Glasfasern in ii), als auch das Garn zum Vernähen des Lagenstapels der erfindungsge- mäßen Trägerplatte synthetische Materialfasem, insbesondere Polymerfasem und/oder Glasfasern. In einer alternativen Ausgestaltungsform kann das Gam zum Vernähen auch natürliche Materialfasem umfassen oder daraus bestehen. Diese natürliche Materialfasem sind dabei ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus Hanffasem, Cellulosefasern, Flachsfa- sem, Jutefasem, Kenafasem, Ramiefasem, Rattanfasem, Bananenfasem, Bambusfasem, Kokosnussfasem oder Weinfasem. Bei der Verwendung von synthetischen Materialfasem haben sich Polymerfasem und/oder Glasfasern, insbesondere Polyesterfasern, Polyethylen- terephthalatfasem und/oder Polyamidfasern aufgrund einer hohen Zugfestigkeit, einer guten Wärmebeständigkeit und einer geringen Feuchtigkeitsaufnahme als besonders gut geeignet erwiesen, insbesondere bei einem Einsatz der erfindungsgemäßen Trägerplatte, insbesondere als Lamellenschleifscheibe, in Verwendung mit einem Kühlmittel, wie bei- spielsweise Wasser.
Besonders bevorzugt umfasst oder besteht das Garn zum Zusammennähen der mindestens einen Lage und den, insbesondere zerkleinerten, Glasfasern in ii) und/oder den Lagen des geschichteten Stapels der erfindungsgemäßen Trägerplatte aus Hybridfasem mindestens zweier unterschiedlicher synthetischer Materialfasem, Hybridfasem mindestens zweier unterschiedlicher natürlicher Materialfasem oder Hybridfasem mindestens einer syntheti- schen und mindestens einer natürlichen Materialfaser. Als besonders gut geeignet haben sich dabei Hybridfasem aus synthetischen Fasern erwiesen, insbesondere jene, die mindes- tens eine Polyesterfaser, umfassen. Das Garn zum Zusammennähen der mindestens einen Lage und den, insbesondere zerkleinerten, Glasfasern in ii) und/oder den Lagen des ge- schichteten Stapels weist dabei einen Durchmesser von 5 pm bis 20 pm auf, insbesondere von 8 pm bis 17 pm und bevorzugt 11 pm bis 13 pm.
In einer bevorzugten Ausführungsfonn stellen die, insbesondere zerkleinerten, Glasfasern in ii) eine Glasfasermatte dar oder umfassen diese. Dabei können die Glasfasern zufällig angeordnet sein, was des öfteren auch als „chopped Strand mat“ (CSM) bezeichnet wird, oder aber als Bündel, Stränge oder Multifilamentgam aus, insbesondere parallel angeord- neten, Filamenten vorliegen. Die derart angeordneten Fasern werden auch als „Rovings“ bezeichnet; im Fall einer solchen Glasfasermatte wird zuweilen auch die Bezeichnung „con- tinuous Strand mat“ verwendet.
In einer möglichen Ausgestaltungsfrom der erfindungsgemäßen Trägerplatte kann diese zusätzlich auf der Stapelvorderseite und/oder auf der Stapelrückseite eine Papier- oder Papplage aufweisen. In einer bevorzugten Ausgestaltung wird eine Papier- oder Papplage auf der Stapelrückseite angebracht, um im Nachhinein bei der Herstellung einer Lamellen- schleifscheibe die einzelnen Lamellen auf der Vorderseite der komprimierten Scheibe an- bringen zu können.
Eine hohe Festigkeit der Trägerplatte ist von elementarer Bedeutung für eine sichere und saubere Anwendung des finalen Schleifwerkzeugs. Die Festigkeit steigt dabei mit der An- zahl der gewebten und/oder nicht gewebten Lagen. Als gut geeignet haben sich Systeme erwiesen, bei denen die Trägerplatte zwischen 6 und 14 Lagen auf weist, insbesondere eine ungerade Anzahl an Lagen. Die ungerade Anzahl ergibt sich bevorzugt durch das abwech- selnde Anordnen der gewebten und/oder nicht gewebten Lagen nach i) und der mindestens einen Lage nach ii), wobei die beiden äußeren Lagen vorzugsweise Lagen nach i) darstellen oder diese umfassen. Dabei orientiert sich die Anzahl an Lagen für die Trägerplatte an der späteren Verwendung bzw. dem Einsatzbereich der Lamellenschleifscheibe. Bei Schleifan- wendungen, die höhere Drehzahlen erfordern, haben sich lachte, dünnere Trägerplatten als vorteilhaft erwiesen, welche folglich weniger Lagen auf weisen. Die einzelnen Lagen des mehrlagigen Systems zur Herstellung der Trägerplatte umfassen oder enthalten vorzugs- weise dieselbe Art von Fasern. In einer alternativen Ausgestaltungsform ist es aber auch möglich, dass die einzelnen Lagen aus unterschiedlichen Fasern auf gebaut sind, beispiels- weise können die äußeren Lagen, die am meisten beansprucht werden, aus besonders ver- stärkten robusten Fasern bestehen bzw. diese enthalten, insbesondere Glasfasern.
Besonders geeignet sind Lamellenschleifscheiben mit runder Kreisform, je nach Einsatzge- biet sind aber auch andere Umfangsformen, wie Quadrate oder Dreiecke, insbesondere für das Winkel- oder Eckschleifen, denkbar. Demnach haben sich auch Trägerplatten als be- sonders gut geeignet erwiesen, die eine kreisförmige Grundfläche aufweisen. Besonders vielseitig einsetzbar sind dabei Trägerplatten, die einen Durchmesser im Bereich von 5 cm bis 20 cm aufweisen, besonders gut geeignet sind Trägerplatten mit einem Durchmesser im Bereich von 10 cm bis 18 cm.
Aus umwelttechnischer Sicht und im Hinblick auf die Arbeitssicherheit beim Bearbeiten von Werkstücken haben sich solche Trägerplatten als vorteilhaft erwiesen, die im Wesentli- eben frei von Formaldehyd- und/oder Harzmonomeren sind, insbesondere im Wesentli- chen frei von Formaldehyd- und Hatzmonomeren, wie beispielsweise Hamstoff- Formaldehydharze oder Melamin-Formaldehydharze.
Die der Erfindung zugrunde liegende Aufgabe wird weiterhin gelöst durch eine Trägerplatte hergestellt nach dem erfindungsgemäßen Verfahren zur Herstellung einer Trägerplatte.
Die der Erfindung zugrunde liegende Aufgabe wird ferner gelöst durch eine Lamellen- schleifscheibe umfassend eine erfindungsgemäße Trägerplatte, insbesondere hergestellt nach dem erfindungsgemäßen Verfahren. Die erfindungsgemäße Trägerplatte dient dabei als Basis der Lamellenschleifscheibe bzw. für die Herstellung der Lamellenschleifscheibe, wobei mindestens eine, insbesondere eine Vielzahl von, Schleiflamellen auf der Vorder- und/oder Rückseite der Trägerplatte angeordnet and. Schließlich wird die der Erfindung zugrunde liegende Aufgabe auch gelöst durch die Verwendung der erfindungsgemäßen La- mellenschleifscheibe, einzeln oder eingebaut in Schleifwerkzeugen, zur Bearbeitung von Werkstücken, insbesondere zum Schleifen von Holz, Kunststoff, Metall, Keramik, Glas oder Stein.
Mit der erfindungsgemäßen Trägerplatte, dem erfindungsgemäßen Verfahren zur Herstel- lung einer solchen Trägerplatte, der erfindungsgemäßen Lamellenschleifscheibe sowie der Verwendung der erfindungsgemäßen Trägerplatte und der erfindungsgemäßen Lamellen- schleifscheibe der vorliegenden Erfindung geht die überraschende Erkenntnis einher, dass ein mehrlagiges System einer Trägerplatte zur Verwendung in Lamellenschleifscheiben mit hoher Festigkeit bereitgestellt werden kann, das immun gegen Fliehkraftbruch ist, aber den- noch eine ausreichende Biegefestigkeit und Flexibilität auf weist, sodass beim Arbeiten keine Risse aufgrund mechanischer Spannungen in der Trägerplatte entstehen und sich die La- mellenschleifscheibe ungleichmäßig abnutzt. Weiterhin sorgt das Zusammennähen der ein- zelnen Lagen in dem erfindungsgemäßen Verfahren zur Herstellung einer solchen Träger- platte schon vor der Behandlung des Lagenstapels mit einem Polymerharz-Bindemittel und dem erst nachträglichen Erhitzen des kombinierten Lagenstapels dafür, dass „eine“ breite Lage entsteht und schlussendlich eine Trägerplatte mit einem sauberen Umlauffand. Diese ermöglicht ein sauberes und sicheres Arbeiten mit der erfindungsgemäßen Trägerplatte bzw. Lamellenschleifscheibe und ist durch die nicht vorhandene Unwucht in der Trägerplatte länger einsetzbar als andere Systeme auf dem Markt, was umweltfreundlicher, nachhaltiger und kostensparender ist. Die in der vorstehenden Beschreibung und in den Ansprüchen offenbarten Merkmale der Erfindung können sowohl einzeln aus auch in jeder beliebigen Kombination für die Ver¬ wirklichung der Erfindung in ihren verschiedenen Ausführungsformen wesentlich sein.

Claims

Ansprüche
1. Verfahren zur Herstellung einer Trägerplatte, insbesondere für eine Lamellen- schleifscheibe, umfassend die folgenden Schritte, insbesondere in dieser Reihenfol- ge: a) Bereitstellen von mindestens zwei gewebten und/oder nicht gewebten La- gen, jeweils mit einer Vorder- und einer gegenüberliegenden Rückseite, die synthetische und/oder Natur-Fasern umfassen oder hieraus bestehen, b1) Bereitstellen von mindestens einer Lage mit einer Vorder- und einer gegen- überliegenden Rückseite, umfassend eine gewebte und/oder nicht gewebte Lage aus synthetischen und/oder Natur-Fasern sowie, insbesondere zerklei- nerte, Glasfasern, wobei die, insbesondere zerkleinerten, Glasfasern auf der Vorderseite der gewebten und/oder nicht gewebten Lage auf liegen, ausgelegt und eingerichtet eine Schicht aus Glasfasern auszubilden, b2) Zusammennähen der mindestens einen gewebten und/oder nicht gewebten Lage und der aus Glasfasern gebildeten Schicht gemäß bi) unter Verwen- dung mindestens eines Gams, so dass eine Lage entsteht mit einer Rückseite aus gewebtem und/oder nicht gewebtem Material und eine gegenüberlie- gende Vorderseite aus, insbesondere zerkleinerten, Glasfasern, c) abwechselndes Anordnen einer gewebten und/oder nicht gewebten Lage gemäß a) und einer Lage gemäß b2), so dass ihre jeweiligen Vorder- oder Rückseiten einander zugewandt sind, um einen Stapel von Lagen zu bilden, wobei die gewebten und/oder nicht gewebten Lagen gemäß a) die äußeren Lagen des Stapels bilden, d) Zusammennähen der Lagen des geschichteten Stapels gemäß c), insbesonde- re unter Verwendung mindestens eines Gams, um einen kombinierten Sta- pel von Lagen mit einer Stapelvorderseite und einer gegenüberliegenden Stapelrückseite zu bilden, e) Behandeln, insbesondere Imprägnieren, des kombinierten Stapels von Lagen mit einem Polymerharz-Bindemittel, f) Aushärten oder teilweises Aushärten des Polymerharz-Bindemittels, das in dem kombinierten Stapel von Lagen enthalten ist, um eine Scheibe auszubil- den und g) Komprimieren der Scheibe gemäß f), h) Erhitzen der komprimierten Scheibe sowie i) gegebenenfalls Behandlung der komprimierten Scheibe mit Methanol.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die gewebten oder nicht gewebten Lagen in Schritt a) und/oder Schritt bi) syntheti- sche Fasern, insbesondere Glasfasern, umfassen oder daraus bestehen.
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Natur-Fasern der gewebten oder nicht gewebten Lagen in Schritt a) und/oder Schritt bl) ausgewählt sind aus der Gruppe bestehend aus Hanffasem, Cellulosefa- sern, Flachsfasem, Jutefasern, Kenafasern, Ramiefasem, Rattanfasern, Bananenfa- sem, Bambusfasem, Kokosnussfasem, Weinfasem und deren beliebigen Mischun- gen.
4. Verfahren nach einem der vorangehendem Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Garn zum Zusammennahen der mindestens einen Lage und den, insbesondere zerkleinerten, Glasfasern in Schritt b2) und/oder der Lagern des geschichteten Sta- pels in Schritt d) synthetische Materialfasern, insbesondere Polymerfasem und/oder Glasfasern, insbesondere Polyesterfasern, Polyethylenterephthalatfasern und/oder Polyamidfasern, umfasst oder hieraus besteht.
5. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet,
Hass das Garn zum Zusammennahen der mindestens einen Lage und den, insbesondere zerkleinerten, Glasfasern in Schritt ba) und/oder der Lagen des geschichteten Sta- pels in Schritt d) natürliche Materialfasem, ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus Hanffasem, Cellulosefasern, Flachsfasem, Jutefasem, Kenafasem, Ramiefasem, Rattanfasero, Bananenfasern, Bambusfasem, Kokosnussfasem, Weinfasem und de- ren beliebigen Mischungen, umfasst oder hieraus besteht.
6. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Garn zum Zusammennahen der mindestens einen Lage und den, insbesondere zerkleinerten, Glasfasern in Schritt ba) und/oder der Lagen des geschichteten Sta- pels in Schritt d) Mischungen aus mindestens zwei unterschiedlichen synthetischen Materialfasern, Mischungen aus mindestens zwei unterschiedlichen natürlichen Materialfasem oder Mischungen aus mindestens einer synthetischen und einer na- türlichen Materialfaser umfasst oder hieraus besteht, insbesondere mindestens zwei synthetische Materialfasem.
7. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Garn zum Zusammennähen der mindestens einen Lage und den, insbesondere zerkleinerten, Glasfasern in Schritt b2) und/oder der Lagen des geschichteten Sta- pels in Schritt d) eine Materialfaser aufweist, insbesondere eine synthetische Mate- rialfaser, bevorzugt eine Polymerfaser, besonders bevorzugt eine Polyesterfaser, z.B. eine Polyethylenterephthalatfaser, und/oder eine Polyamidfaser, die derart ge- streckt ist, dass sie beim Erwärmen noch schrumpf bar ist
8. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, die, insbesondere zerkleinerten, Glasfasern in Schritt b) eine Glasfasermatte darstel- len oder diese umfassen.
9- Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Glasfasern in Schritt b) Glasfaser-Rovings darstellen oder diese umfassen.
10. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Polymerharz-Bindemittel in Schritt e) ausgewählt ist aus der Gruppe bestehend aus Phenolharzen, Epoxidharzen, Phenol-Epoxidharzen und deren beliebigen Mi- schungen, insbesondere Phenolharzen.
11. Verfahren nach Anspruch io, dadurch gekennzeichnet, dass das Polymerharz-Bindemittel in Schritt e) ferner anorganische Füllstoffe, Elastome- re, insbesondere pulverformige Elastomere, Härtungsmittel, Grenzflächenbindemit- tel, Antistatikmittel, Hitzestabilisatoren und/oder Flakes aufweist.
12. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Polymerharz-Bindemittel in Schritt f) nur teilweise ausgehärtet vorliegt.
13· Verfahren nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass durch Erhitzen der komprimierten Scheibe in Schritt h) und/oder das Behandeln mit Methanol in Schritt i) das Polymerharz-Bindemittel weitergehend, insbesondere vollständig, ausgehärtet vorliegt.
14. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, ferner umfassend das Anbringen mindestens einer Papier- oder Papplage auf der Stapelvorderseite und/oder der Stapelrückseite des kombinierten Lagenstapels, insbesondere nach Schritt e), f), g) und/oder h) und/oder gegebenenfalls i).
15. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, ferner umfassend das Schneiden und/oder Stanzen des kombinierten Lagenstapels nach Schritt e) o- der f) oder der komprimierten Scheibe nach Schritt g) oder h) oder gegebenenfalls i) unter Ausbildung einer reduzierten Umfangsform, insbesondere Kreisform.
16. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet dass das Erhitzen der Scheibe in Schritt h) bei einer Temperatur im Bereich von 120 bis 200 °C, vorzugsweise im Bereich von 150 bis 170 °C, und/oder einer Heizdauer im Bereich von 6 bis 12 h, vorzugsweise im Bereich von 8 bis 10 h, erfolgt
17. Trägerplatte, insbesondere für eine Lamellenschleifscheibe, umfassend i) mindestens zwei gewebte und/oder nicht gewebte Lagen, jeweils mit einer Vorder- und einer gegenüberliegenden Rückseite, die synthetische und/oder Natur-Fasern umfassen oder hieraus bestdien, ii) mindestens eine Lage mit einer Vorder- und einer gegenüberliegenden Rückseite, umfassend eine gewebte und/oder nicht gewebte Lage aus synthe- tischen und/oder Natur-Fasern sowie, insbesondere zerkleinerte, Glasfasern, wobei die, insbesondere zerkleinerten, Glasfasern auf der Vorderseite der gewebten und/oder nicht gewebten Lage aufliegen, ausgelegt und eingerich- tet eine Schicht aus Glasfasern auszubilden, wobei die aus den Glasfasern gebildete Schicht mit der mindestens einen gewebten und/oder nicht geweb- ten Lage mit mindestens einem Garn vernäht vorliegt, so dass eine Lage mit einer Rückseite aus gewebtem und/oder nicht gewebtem Material und eine gegenüberliegende Vorderseite aus, insbesondere zerkleinerten, Glasfasern vorliegt, wobei die mindestens zwei gewebten und/oder nicht gewebten Lagen nach i) und die mindestens eine Lage nach ii) abwechselnd mit ihrer jeweiligen Vorder- oder Rückseite einander zugewandt angeordnet sind, um einen Stapel von Lagen zu bil- den, wobei die gewebten und/oder nicht gewebten Lagen nach i) oder nach ii), ins- besondere nach i), die äußeren Lagen des Stapels bilden und wobei der Stapel von Lagen mit mindestens einem Garn vernäht und mit einem Po- lymerharz-Bindemittel behandelt vorliegt
18. Trägerplatte nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, dass die gewebten oder nicht gewebten Lagen nach i) und/oder ü) synthetische Fasern, insbesondere Glasfasern, umfassen oder daraus bestehen.
19. Trägerplatte nach Anspruch 17 oder 18, dadurch gekennzeichnet, dass die Natur-Fasern der gewebten oder nicht gewebten Lagen in i) und/oder ii) ausge- wählt sind aus der Gruppe bestehend aus Hanfiasem, Cellulosefasern, Flachsfasem, Jutefasem, Kenafasem, Ramiefasem, Rattanfasem, Bananenfasem, Bambusfasem, Kokosnussfasem, Weinfasem und deren beliebigen Mischungen.
20. Trägerplatte nach einem der Ansprüche 17 bis 19, dadurch gekennzeichnet, dass das Gam zum Zusammennähen der mindestens einen Lage und den, insbesondere zerkleinerten, Glasfasern in ii) und/oder den Lagen des geschichteten Stapels syn- thetische Materialfasem, bevorzugt Polymerfasem, besonders bevorzugt Polyester- fasern, z.B. Polyethylenterephthalatfasem, und/oder Polyamidfasern, und/oder Glasfasern, umfasst oder hieraus besteht.
21. Trägerplatte nach einem der Ansprüche 17 bis 20, dadurch gekennzeichnet, dass das Garn zum Zusammennähen der mindestens einen Lage und den, insbesondere zerkleinerten, Glasfasern in ii) und/oder den Lagen des geschichteten Stapels natür- liche Materialfasem, ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus Hanffasem, Cellulo- sefasern, Flachsfasem, Jutefasem, Kenafasem, Ramiefasem, Rattanfasem, Bana- nenfasem, Bambusfasem, Kokosnussfasem, Weinfasem und deren beliebigen Mi- schungen, umfasst oder hieraus besteht.
22. Trägerplatte nach einem der Ansprüche 17 bis 21, dadurch gekennzeichnet, dass das Gam zum Zusammennähen der mindestens einen Lage und den, insbesondere zerkleinerten, Glasfasern in ü) und/oder der Lagen des geschichteten Stapels Mi- schungen aus mindestens zwei unterschiedlichen synthetischen Materialfasern, Mi- schungen aus mindestens zwei unterschiedlichen natürlichen Materialfasern oder Mischungen aus mindestens einer synthetischen und einer natürlichen Materialfa- ser umfasst oder hieraus besteht, insbesondere mindestens zwei synthetische Mate- rialfasern.
23. Trägerplatte nach einem der Ansprüche 17 bis 22, dadurch gekennzeichnet, dass die, insbesondere zerkleinerten, Glasfasern in ii) eine Glasfasermatte darstellen oder diese umfassen.
24. Trägerplatte nach einem der Ansprüche 17 bis 23, dadurch gekennzeichnet, dass die Glasfasern in ü) Glasfaser-Rovings darstellen oder diese umfassen.
25. Trägerplatte nach einem der Ansprüche 17 bis 24, ferner umfassend mindestens eine Papier- oder Papplage auf der Stapelvorderseite und/oder der Sta- pelrückseite des kombinierten Lagenstapels.
26. Trägerplatte nach einem der Ansprüche 17 bis 25, dadurch gekennzeichnet, dass diese 6 bis 14 Lagen, insbesondere eine ungerade Anzahl an Lagen, umfasst, wobei vorzugsweise die überwiegende Anzahl der Lagen, insbesondere sämtliche Lagen, gewebt sind und die äußeren Lagen des Lagenstapels gewebte und/oder nicht ge- webte Lage nach ii) darstellen.
27. Trägerplatte nach einem der Ansprüche 17 bis 26, dadurch gekennzeichnet, dass diese eine kreisförmige Grundfläche aufweist, insbesondere mit einem Durchmesser im Bereich von 5 cm bis 20 cm, insbesondere im Bereich von 10 cm bis 18 cm.
28. Trägerplatte nach einem der Ansprüche 17 bis 27, dadurch gekennzeichnet, dass diese im Wesentlichen frei von Formaldehyd- und/oder Harzmonomeren ist, insbe- sondere im Wesentlichen frei von Formaldehyd- und Harzmonomeren.
29. Trägerplatte hergestellt nach einem Verfahren gemäß einem oder mehreren der An- sprüchen 1 bis 16.
30. Lamellenschleifscheibe, umfassend eine Trägerplatte nach einem der Ansprüche 17 bis 29.
31. Lamellenschleifscheibe nach Ansprach 30, ferner umfassen mindestens eine, insbesondere eine Vielzahl von, auf der Vorder- und/oder Rücksei- te der Trägerplatte angeordneten Schleiflamellen.
32. Verwendung der Trägerplatte nach einem der Ansprüche 17 bis 29 als Basis für eine
Lamellenschleifscheibe oder für die Herstellung einer Lamellenschleifscheibe.
33. Verwendung der Lamellenschleifscheibe nach Anspruch 30 oder 31 zum Bearbeiten, insbesondere Schleifen, von Werkstücken.
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