WO2019202059A1 - Abrasive scheibe für handgeführte werkzeugmaschinen mit unterschiedlichen arbeitsbereichen, verfahren zur herstellung davon und granulatdruker - Google Patents

Abrasive scheibe für handgeführte werkzeugmaschinen mit unterschiedlichen arbeitsbereichen, verfahren zur herstellung davon und granulatdruker Download PDF

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WO2019202059A1
WO2019202059A1 PCT/EP2019/060048 EP2019060048W WO2019202059A1 WO 2019202059 A1 WO2019202059 A1 WO 2019202059A1 EP 2019060048 W EP2019060048 W EP 2019060048W WO 2019202059 A1 WO2019202059 A1 WO 2019202059A1
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disc
disk
abrasive
different
mixture
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Application number
PCT/EP2019/060048
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French (fr)
Inventor
Ernst Benser
Original Assignee
Rhodius Schleifwerkzeuge Gmbh & Co. Kg
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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B24—GRINDING; POLISHING
    • B24D—TOOLS FOR GRINDING, BUFFING OR SHARPENING
    • B24D5/00—Bonded abrasive wheels, or wheels with inserted abrasive blocks, designed for acting only by their periphery; Bushings or mountings therefor
    • B24D5/14—Zonally-graded wheels; Composite wheels comprising different abrasives
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B24—GRINDING; POLISHING
    • B24D—TOOLS FOR GRINDING, BUFFING OR SHARPENING
    • B24D18/00—Manufacture of grinding tools or other grinding devices, e.g. wheels, not otherwise provided for
    • B24D18/009—Tools not otherwise provided for
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B24—GRINDING; POLISHING
    • B24D—TOOLS FOR GRINDING, BUFFING OR SHARPENING
    • B24D5/00—Bonded abrasive wheels, or wheels with inserted abrasive blocks, designed for acting only by their periphery; Bushings or mountings therefor
    • B24D5/12—Cut-off wheels

Definitions

  • the present invention relates to abrasive discs, in particular cutting or grinding discs, for use on a hand-held machine tool, in particular an angle grinder. Furthermore, the invention relates to a method and a granular printer for producing such abrasive discs.
  • Abrasive disks mounted on a hand-held machine tool have a circular disk body perpendicular to their axis of rotation. Central is provided in these discs in the disk body a recess for receiving the disc to the machine tool. About a clamping flange, such a disc can be fixed to the hand-held machine tool, so that a motor of the hand-held machine tool can put the abrasive disc in rotation.
  • Known separation and grinding wheels consist of one or more layers of mixture types, in particular mixture granules, which are arranged one above the other.
  • circular disk bodies of resin-bonded cutting disks for hand-held machine tools can be constructed along a radial direction or along the axis of rotation from two different materials arranged offset. These two materials are a mixture granules for machining a workpiece as well as a reinforcing fabric, which serves to ensure the stability of the disc, so that in their use not separate individual parts of the disc and fly away at high speed and hurt users.
  • the resin-bonded cutting disk is made up of three circular layers, the side facing the machine tool and the side facing away from the machine tool being stabilizing disks made of reinforcing mesh and the middle disk forming an abrasive disk. An area to be edited of a workpiece is always in contact with the reinforcing fabric and the mixing granules of the middle abrasive disc at the same time.
  • the circular disk body has at least two working areas, each with a different abrasive property, wherein the at least two working areas alternately come into contact with a region of the workpiece intended for machining upon rotation of the disk.
  • the at least two working areas which are produced in particular by different granulate mixtures, are designed as temporally effective sections and each come in contact with the intended area of the workpiece for a defined period of time. This allows a very flexible machining of the workpiece.
  • a possible application! is that it can often lead to overheating of the workpiece when machining workpieces, so that it could be damaged.
  • the first working area is highly abrasive-which can lead to a high degree of heating of the workpiece-this can be compensated for by the fact that the second working area has, in particular, a high thermal conductivity.
  • the size of the work areas is configured - whereby at fixed rotational speed of the disc their respective contact time with the intended area of the workpiece is determined - can be controlled by how much the workpiece is heated.
  • the work areas may each have a different size - this can make the abrasive properties of the disc even more flexible.
  • Each work area can therefore have a well-defined, but different contact time with the workpiece.
  • the abrasive disc according to the invention is also referred to as a mosaic disk.
  • the circular disk body may in particular also comprise cutting segments provided on its circumference. These cutting segments can also form working areas of different mixing granules.
  • This is to be understood as follows:
  • the usual designation as a disk is misleading in that a disk, as a two-dimensional geometric shape, corresponds only approximately to the real three-dimensional shape design.
  • the disk body is therefore a cylinder that "resembles" a disk due to its low height. Therefore, the disk body, like each cylinder, has a lateral surface. This lateral surface bounds the disk body radially. This clarification clarifies again in other words that the lateral surface can have different work areas of different mixing granules - which is particularly advantageous when used as a cutting disc.
  • the working areas are arranged offset in a circumferential direction of the disc, but in particular on the circumference of the disc.
  • a realization of the mosaic disk is possible by means of a multiplicity of forms of the one working area, wherein this is embedded in the other working area.
  • one workspace may have a star or triangle pattern and be embedded in a mosaic fashion in the other workspace.
  • an implementation by a segment-like shape of the respective work areas is advantageous.
  • the segments of the respective working region can extend radially from the center at a predetermined angle to the edge of the disk or only extend beyond a certain radius at a predetermined angle up to the edge of the disk.
  • the second variant may then be advantageous if the abrasive disc is to be given additional stability by means of a further material mixture within the specific radius.
  • work areas with different hardnesses attached to the circumference of the abrasive disc form a serrated edge of the disk along the circumference.
  • the properties of the abrasive disc as T rennchange can be made flexible.
  • the The effect of the corrugations can be increased by the fact that the softer working area is more easily removed by the material contact with the workpiece. This can lead to a sawtooth-like effect and a sawtooth-like outer periphery of the disc, which is particularly well suited to remove material from the area to be machined.
  • the "serrated edge” is almost an analogy to a "knife serrated edge". In unused condition of the disc there is no visible waveform. When using the disc, areas of low hardness take advantage of faster than places of greater hardness thereby a kind of serrated edge is generated. In the three-dimensional structure of a cutting disc this effect can be enhanced.
  • the disc has a plurality of circular disk bodies with at least two work areas with different abrasive properties, wherein the plurality of circular disk bodies is connected to form a single mosaic disk.
  • a grinding wheel can be provided which is suitable for machining two different workpieces. By simply turning the disc by 180 ° when attaching to the machine tool, the more suitable surface of the grinding wheel can be optionally selected. In the case of cutting discs, this makes it possible, in particular, for a plurality of different working areas to act on the workpiece at the same time on the circumference of the cutting disc - virtually a kind of 3D cutting disc is created.
  • a method for producing an abrasive disc is specified in which the following steps are carried out:
  • the work areas A1 (x, y) and A2 (x, y) are preferably defined and defined by means of a computer, if appropriate using a suitable program. Alternatively, the work areas can also be described by polar coordinates A (r, F).
  • This step can also optionally be carried out by means of a computer, wherein the working areas A1 (G1, x, y) and A2 (G2, x, y) can be assigned by a user to the respective granulate mixtures G1, G2 or to the work areas certain properties can be attributed, from which the computer, or a running on the computer suitable program, the corresponding granules mixtures G1, G2 can calculate with respect to a workpiece to be machined.
  • the data A1 (G1, x, y) and A2 (G2, x, y) thus contain at least the information whether and if so provided on soft x and y coordinate of the disc either granule mixture G1 or the granule mixture G2 is.
  • the control software calculates a point grid to be traveled by the positioning system for the work areas at the pane level
  • the point grid to be traveled can also be calculated by the computer and transmitted to the control software. This information allows the positioning system, controlled by the control software, to travel to the calculated xy coordinates.
  • Transition from the mixture G1 to the mixture G2 can be achieved. For example, if between A1 (G1, x, y) and A2 (G2, x, y) a third working area with A3 (G3, x, y), where G3 is a mixture of G1 and G2, the "jump" regarding the abrasive properties at the transition from A1 to A2 are variably weakened.
  • This method according to the invention makes it possible to produce an abrasive disk with different working areas A1, A2 and thus to create as flexible as possible a machining of workpieces. It is a spatially and temporally metered use of different work areas respectively active ingredients during the separation and / or grinding process allows.
  • the invention is not limited to two working areas with different abrasive properties, but the number of abrasive working areas and their arrangement and shape can be chosen freely in principle.
  • the inventive method also makes it possible to produce conventional abrasive wheels, which have only one working area.
  • the pressing of the disc blank into an abrasive disc is a final method step, since the granules can also be constructed in such a way that the need for pressing is eliminated.
  • the chemical composition can lead to a "hardening" of the disc. Among other things, this is possible with a liquid which dried out and thereby combines individual components in the manner of an adhesive. Even chemical reactions by choosing appropriate components can cause hardening.
  • the control software or the computer calculates an optimized path for the point grid.
  • This path can be optimized according to various criteria.
  • One possible criterion is, for example, a minimum travel time when generating the different work areas or the slice blank.
  • it is possible to make use of known algorithms for route optimization wherein, if necessary, it should be taken into account that in each case initially all Work areas with the first granulate mixture G1 are traversed before the work areas are traversed with the second granulate mixture G2.
  • the calculated required amount of the granulate mixture G1 and then a calculated required amount of the granulate mixture G2 can be introduced into the dosing module first. This has the advantage that at the completion of the first
  • the granule mixture G1 is used up and can be started without additional emptying and refilling with the completion of the second work area with the present in the dosing module granule mixture G2.
  • several dosage modules can be provided, each of the
  • Dosing modules is filled with its own granular mixture.
  • the multiple dosing modules can also cooperate and produce a new granulate mixture from their respective granulate mixtures filled into them - for example, by having their granules successively trickle over the same grid point x, y and each time for a certain time on this grid point
  • the different granulate mixtures are expediently composed of mixtures with different types of grains, different bonds and / or different average particle sizes. As a result, work areas with different abrasive properties can be generated in a simple manner.
  • the control software advantageously controls an opening mechanism of a metering valve of the metering module. In this way it can be controlled, which amount of mixing granules is applied to a specific xy-coordinate. If the opening mechanism is closed, it has no effect if the positioning system lingers for a longer time over a certain xy coordinate.
  • a sensor may be provided which detects the amount of granulate in the metering module or else the granulated amount that has trickled out and forwards it to the control software.
  • the granule mixture can trickle down from the dosing module in the form of granules blobs into the slice plane to the xy coordinate provided for this purpose. This makes it possible that the granule mixture can be applied particularly accurately to the intended xy coordinates.
  • a finer resolution of the point grid can be provided in order to make the corresponding work areas in the disk plane more flexible and accurate.
  • a granular printer which is suitable for the production of abrasive discs and for carrying out the method for producing the abrasive discs.
  • the granular printer comprises a positioning system and a metering module attached to the positioning system, a control module for controlling the positioning system and / or the metering module, wherein in the metering module a granulate mixture is provided, which in a point grid to be moved into a disc plane of a
  • the granular printer is not only suitable for the use of granulate mixtures.
  • the individual components of the granular mixture can be printed "individually". For example, only the binder, only the filler and / or only the abrasive grains.
  • Fig. 1 shows a first embodiment of an abrasive disc according to the invention, the so-called mosaic disc.
  • Fig. 2 shows three further embodiments of the invention
  • Fig. 3 shows a mosaic disk according to the invention, which consists of two individual
  • Mosaic disks according to FIG. 2 is constructed. 4 shows a method according to the invention for producing mosaic slices with a granular printer.
  • Fig. 5 shows a dosing module of the granular printer.
  • Fig. 1 shows a first embodiment of an inventive abrasive disc 10, the so-called mosaic disc 10, which is presently designed as a cutting disc.
  • the mosaic disk 10 has various types of granules in a transversely differentiated arrangement with respect to the axis of rotation of the mosaic disk 10. This means that the mosaic disk 10 has in the direction of rotation 16 or in the direction of rotation 16 in alternating sequence segments of different granulate mixtures.
  • the segments of different granulate mixtures are referred to herein as the first working area 12 and second working area 14 and each have different abrasive properties.
  • the segments of the working areas 12, 14 are formed in the mosaic disk 10 of FIG. 1 as two equal zones, which divide the mosaic disk 10 quasi in the middle.
  • Granule blends in particular mean various abrasive blends in the form of different types and amounts and particle sizes of abrasive grain, bond fraction and / or functional fillers.
  • a possible embodiment also includes only the use of filler and binder as a granule mixture.
  • the bar below the mosaic disk 10 shows a temporal edge projection 18 of the mosaic disk 10, which shows which work areas the workpiece is at Rotation of the mosaic disk 10 would come into contact. If the mosaic disk 10 starts to rotate at the starting point 20a, initially only the granulate mixture G1 acts on the workpiece. In a common cutting wheel with a typical rotational speed of 8000 rpm and a diameter of 125 mm, the mosaic disk 10 has rotated by half at point 20b after about 4 ms, with 196 mm of the circumference of the mosaic disk 10 having a separating contact.
  • a revolution is completely completed after approx. 8 ms and a circulation distance of 392 mm.
  • both granulate mixtures G1, G2 act alternately for approximately 4 ms in each case.
  • a periodic continuation of this pattern of action takes place, wherein the contact time remains the same, but the contact path can be reduced by wear of the cutting disk 10.
  • a mosaic disk 10 may be provided in which there is a flowing transition of the granulate mixtures G1, G2 in a transition zone. This prevents abrupt changes between the granulate mixtures and can have a gentle effect on the workpiece.
  • FIG. 2 shows three further mosaic disks 10a, 10b, 10c according to the invention, each with a different number of segments 22.
  • the mosaic disk 10a is made up of three segments, wherein it can be seen in the corresponding edge projection 18a that the contact time of the second work area 14 with the workpiece is twice as high as the contact time of the first work area 12.
  • the mosaic disk 10b has an alternating change of the Contact of the workpiece with the two granules mixtures G1 and G2 with a frequency twice as high and in the mosaic disk 10c with a four times as high frequency as in the mosaic disk 10 of FIG. 1 instead.
  • the difference of the granulate mixtures G1 and G2 is chosen such that hard or soft bonds are used, this effectively mimics, as it were, a kind of serrated edge of a knife or even points of a saw blade through the mosaic disks 10a, 10b, 10c.
  • the variety of options for machining workpieces is interesting here.
  • the number of granule mixtures used is of course not two different ones
  • Granules G1 and G2 limited, but in principle, each workspace or each segment may have a different granule mixture G. This can be achieved by the existing combination options a high range of effects. The difference between the granulate mixtures G can be different. It is possible to use mixtures with different types of grain, mixtures with different bindings and / or mixtures which differ only by their mean grain size or the like. This offers enormous development latitude for new cutting and grinding wheels, as it allows the parameters contact time and contact sequence to be varied and influenced for the process of cutting or grinding. For research purposes, the spatially or temporally metered use of active ingredients during the separation and grinding process is interesting. In addition, the mosaic disks 10 can also be attractive for product marketing, since suspected modes of action can be explained very clearly in terms of space.
  • Fig. 3 shows a mosaic disk 10d, which is composed of two individual mosaic disks 10'd and 10 "d, which are connected for example by a pressing process or printed directly on top of each other.
  • a kind of three-dimensional serration can be generated.
  • a wave pattern in the cutting direction can be generated.
  • a composite mosaic disc 10d makes sense technically, which is composed of up to three individual mosaic discs 10.
  • multiple segment layers provide interesting opportunities, reminiscent, for example, of a "scraping blade" embedded in a "soft abrasive”.
  • the granular printer 32 is traversed by a positioning system 35 along an x-axis 36 and along a y-axis 38, for example by means of stepper motors, according to a predetermined point grid.
  • the granular printer 32 includes a
  • Dosing module 34 which is filled with a granular mixture G and the granules mixture G can introduce as Granulatkleckse 40 in a Scheibenpassform 42.
  • the method 30 now works as follows:
  • the positioning system 35 by means of a control unit assigned to a computer, allows the dosing module 34 to introduce a defined amount of granules into the disk press mold 42 at previously calculated points.
  • the distance between two Granulatskleckse 40 can range from 0.2 mm to several millimeters.
  • FIG. 5 shows the dosing module 34 in an enlarged view once in a closed state 34a and once in an opened state 34b.
  • the metering module 34 has a granule feed 44, which is formed in FIG. 5 as a small tank, and a metering valve 46.
  • the metering valve 46 shows an assembly which is made of a combination of an electromagnet 48 and a thin metal plate 50 (material thickness about 0.1 mm), the thin metal plate 50, the opening of a tube 52 closes or briefly opens by the thin Metal plate 50 is moved by a magnetic force.
  • the dosing module 34b is opened, the granule mixture G from the dosing module 34b trickles into the disc press mold 42.
  • the amount of granules G trickling out can be controlled by the diameter of the tube 52 and / or the opening time. In addition, the amount of granules G trickled out depends on the particle size of the granules.
  • a dosimentvik resolution of the granules is for a cutting wheel with a diameter of 115 mm, for example, about 20 mg. Depending on the dimensions of the dosing module 34, the dosimentvik resolution of the granules may also be in the gram range.
  • the granule mixture G is typically still uncured granules, e.g. composed of phenol-formaldehyde polymer, inorganic fillers and loop grains. The granules have a mean diameter of 0.2-1 mm.
  • the granule feed 44 is expediently climate-conditioned, so that in particular the temperature and the humidity can be controlled.
  • the temperature is set to 14 ° C, for example, the humidity below 45% rel. H should be.
  • the control of the temperature is realized by a Peltier element.
  • the air drying can be done by molecular sieve beads or silica gel.
  • the molecular sieve beads should have a larger diameter than the granule mixture so that they can be mixed directly into the granules, but separated from them by a sieve.
  • the sieve can be integrated in the granule feed 44.
  • Control software that controls the positioning system 35 calculates a point grid to be traversed by the granular printer 32. If the granular printer 32 has arrived over one of the intended xy coordinates of the point grid, the metering valve 46 designed as a solenoid valve is opened briefly (for example, 12 ms). A granulate blob 40, which usually consists of about 100 individual granules, thus trickles to the intended location for him (xy position) in the disc press mold 42. Then, the next xy position is approached and again applied a granulate blob 40. In this way, the granules mixtures G1, G2 are introduced into the disk press mold 42 until the disk press mold 42 is completely filled up to a disk blank.
  • the control software determines whether the granule mixtures G1 or G2 are introduced at a certain xy position. For this purpose, first all xy positions can be traversed, which are provided for the granule mixture G1, then a reservoir of the granules 44 is emptied and filled with the granules mixture G2, wherein in a next step, the xy positions are traversed, the are provided for the granular mixture G2.
  • the method 30 also enables the production of a mosaic disk 10d, which is made up of a plurality of individual mosaic disks 10'd, 10 "d.
  • the first mosaic disk 10'd is first of all introduced into the disk press 42 by means of the granular printer 32, the granulate mixture G being applied to the first mosaic disk 10'd in a second step the second mosaic disc 1Q "d trickles down and then both pressed into a single mosaic disc 10d.
  • the method 30 thus allows the surface introduction of one or more granulate mixtures G in the mosaic disk 10. Furthermore, the method allows precise control over which xy position and in which dosage the granular mixture G is introduced into the disk mold. It can thereby be realized a very uniform disk body.
  • the solenoid valve may remain open during a ride along the point grid.
  • the movement speed of the granular printer 32 determines which amount of the granulate mixture G is applied at a specific point of the disc press 42.
  • the point grid thus also includes the continuous trickling down of the granulate mixture G.
  • One possible embodiment of the path of the point grid is a spiral "screw track" which runs either from the inside to the outside with a continuously increasing radius or from the outside to the inside with a continuously decreasing radius .
  • Other shapes of the web can have rectangular, line-like, concentric circles and / or segment-like shape.

Abstract

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Abrasive Scheibe sowie ein Verfahren und eine Vorrichtung zu deren Herstellung. Die abrasive Scheibe ist insbesondere ein Trenn- oder Schleifscheibe für die Verwendung an einer handgeführten Werkzeugmaschine, umfassend einen kreisförmigen Scheibenkörper, in dem eine zentrale Ausnehmung zur Aufnahme der Scheibe an der Werkzeugmaschine vorgesehen ist, wobei der kreisförmigen Scheibenkörper zumindest zwei Arbeitsbereiche mit unterschiedlicher abrasiver Eigenschaften hat und wobei die zumindest zwei Arbeitsbereiche bei einer Drehung der Scheibe wechselnd mit einem zur Bearbeitung vorgesehenen Bereich des Werkstückes in Kontakt kommen.

Description

ABRASIVE SCHEIBE FÜR HANDGEFÜHRTE WERKZEUGMASCHINEN MIT UNTERSCHIEDLICHEN ARBEITSBEREICHEN, VERFAHREN ZUR HERSTELLUNG DAVON UND GRANULATDRUKER
Die vorliegende Erfindung betrifft abrasive Scheiben, insbesondere Trenn- oder Schleifscheiben, für die Verwendung an einer handgeführten Werkzeugmaschine, insbesondere einem Winkelschleifer. Ferner betrifft die Erfindung ein Verfahren sowie einen Granulatdrucker zur Herstellung solcher abrasiven Scheiben. Abrasive Scheiben, die an einer handgeführten Werkzeugmaschine angebracht sind, weisen senkrecht zu ihrer Rotationsachse einen kreisförmigen Scheibenkörper auf. Zentral ist bei diesen Scheiben im Scheibenkörper eine Ausnehmung zur Aufnahme der Scheibe an die Werkzeugmaschine vorgesehen. Über einen Klemmflansch kann eine solche Scheibe an der handgeführten Werkzeugmaschine fixiert werden, sodass ein Motor der handgeführten Werkzeugmaschine die abrasive Scheibe in Rotation versetzen kann.
Bekannte Trenn- und Schleifscheiben bestehen aus einer Schicht oder mehreren Schichten von Mischungstypen, insbesondere Mischungs-Granulate, die übereinander angeordnet sind.
Aus der DE 10 2013 110 237 A1 ist bekannt, dass kreisförmige Scheibenkörper von harzgebundenen Trennscheiben für handgeführte Werkzeugmaschinen entlang einer radialen Richtung oder entlang der Rotationsachse aus versetzt angeordneten zwei verschiedenen Materialien aufgebaut werden können. Hierbei handelt es sich bei den beiden Materialen um ein Mischungs-Granulat zur Bearbeitung eines Werkstücks sowie um ein Armierungsgewebe, welches dazu dient, die Stabilität der Scheibe zu gewährleisten, sodass sich bei deren Benutzung nicht einzelne Teile von der Scheibe loslösen und mit hoher Geschwindigkeit wegfliegen und Benutzer verletzen können. Die harzgebundene Trennscheibe ist aus drei kreisförmigen Schichten aufgebaut, wobei die der Werkzeugmaschine zugewandte Seite und die der Werkzeugmaschine abgewandte Seite Stabilisierungsscheiben aus Armierungsgewebe sind und die mittlere Scheibe eine abrasive Scheibe ausbildet. Ein zu bearbeitender Bereich eines Werkstücks ist immer gleichzeitig mit dem Armierungsgewebe und dem Mischungs-Granulat der mittleren abrasiven Scheibe in Materialkontakt.
Es ist die Aufgabe der Erfindung eine abrasive Scheibe anzugeben bei der eine flexiblere Bearbeitung eines Werkstücks möglich ist. Weiterhin ist es die Aufgabe der Erfindung ein Verfahren zur Herstellung einer solchen abrasiven Scheibe sowie eine geeignete Vorrichtung zur Herstellung anzugeben.
Die Erfindung wird durch die Merkmale der unabhängigen Ansprüche 1 , 5 und 10 gelöst.
Der wesentliche Gedanke der Erfindung ist, dass der kreisförmige Scheibenkörper zumindest zwei Arbeitsbereiche mit jeweils unterschiedlicher abrasiver Eigenschaft aufweist, wobei die zumindest zwei Arbeitsbereiche bei einer Drehung der Scheibe wechselnd mit einem zur Bearbeitung vorgesehenen Bereich des Werkstückes in Kontakt kommen. Hierdurch kann vorteilhaft erreicht werden, dass die zumindest zwei Arbeitsbereiche, welche insbesondere durch verschiedene Granulat-Mischungen hergestellt werden, als zeitliche Wirkabschnitte ausgebildet sind und jeweils für einen definierten Zeitraum mit dem vorgesehenen Bereich des Werkstücks in Kontakt kommen. Dies ermöglicht eine sehr flexible Bearbeitung des Werkstücks. Ein möglicher Anwendungsfal! ist, dass es bei der Bearbeitung von Werkstücken oft zu Überhitzungen des Werkstückes kommen kann, sodass dieses beschädigt werden könnte. Ist der erste Arbeitsbereich hoch abrasiv - was zu einer starken Erhitzung des Werkstückes führen kann - kann dies dadurch ausgeglichen werden, dass der zweite Arbeitsbereich insbesondere eine hohe Wärmeleitfähigkeit aufweist. Je nachdem wie die Größe der Arbeitsbereiche ausgestaltet ist - wodurch bei fester Umdrehungsgeschwindigkeit der Scheibe ihre jeweilige Kontaktzeit mit dem vorgesehenen Bereich des Werkstücks festgelegt wird - kann hierdurch gesteuert werden, wie stark das Werkstück erhitzt wird. Insbesondere können die Arbeitsbereiche jeweils eine unterschiedliche Größe aufweisen - hierdurch können die abrasiven Eigenschaften der Scheibe noch flexibler ausgestaltet werden. Jeder Arbeitsbereich kann folglich eine wohl definierte, aber unterschiedliche Kontaktzeit mit dem Werkstück aufweisen. Im Folgenden wird die erfindungsgemäße abrasive Scheibe auch als Mosaikscheibe bezeichnet. Es soll an dieser Stelle erwähnt werden, dass der kreisförmige Scheibenkörper insbesondere auch an seinem Umfang vorgesehenen Schneidesegmenten umfassen kann. Diese Schneidesegmente können ebenfalls Arbeitsbereiche aus verschiedenen Mischungs-Granulaten ausbilden. Dies ist so zu verstehen: Auf dem vorliegenden technischen Gebiet ist die übliche Bezeichnung als Scheibe dahingehend irreführend, da eine Scheibe als zweidimensionale geometrische Form der realen dreidimensionalen Formgestaltung nur näherungsweise entspricht. Der Scheibenkörper ist demnach ein Zylinder, der aufgrund seiner geringen Höhe einer Scheibe„ähnelt“. Deswegen weist auch der Scheibenkörper, wie jeder Zylinder, eine Mantelfläche auf. Diese Mantelfläche begrenzt den Scheibenkörper radial. Diese Klarstellung verdeutlicht nochmals in anderen Worten, dass die Mantelfläche verschiedene Arbeitsbereichen aus verschiedenen Mischungs-Granulaten aufweisen kann - was vor allem bei einem Einsatz als Trennscheibe vorteilhaft ist.
In einer zweckmäßigen Ausgestaltung der Erfindung sind die Arbeitsbereiche in einer Umlaufrichtung der Scheibe, insbesondere aber am Umfang der Scheibe, versetzt angeordnet. Im Fall von Schleifscheiben ist eine Realisierung der Mosaikscheibe durch eine Vielzahl von Formen des einen Arbeitsbereichs möglich, wobei dieser in den anderen Arbeitsbereich eingebettet wird. Beispielsweise kann der eine Arbeitsbereich ein Stern- oder Dreieckmuster aufweisen und in den anderen Arbeitsbereich mosaikartig eingebettet sein. Im Fall von Trennscheiben ist eine Realisierung durch eine segmentartige Form der jeweiligen Arbeitsbereiche vorteilhaft. Die Segmente des jeweiligen Arbeitsbereichs können sich hierbei radial vom Zentrum ausgehend mit einem vorgegebenen Winkel bis an den Rand der Scheibe erstrecken oder erst ab einem bestimmten Radius mit einem vorgegebenen Winkel bis an den Rand der Scheibe erstrecken. Die zweite Variante kann dann vorteilhaft sein, falls der abrasiven Scheibe durch eine weitere Materialmischung innerhalb des bestimmten Radius' zusätzlich Stabilität verliehen werden soll.
Vorzugsweise bilden am Umfang der abrasiven Scheibe angebrachte Arbeitsbereiche mit unterschiedlichen Härten einen Wellenschliff der Scheibe entlang des Umfangs aus. Hierdurch können insbesondere die Eigenschaften der abrasive Scheibe als T rennscheibe flexibel gestaltet werden. Zusätzlich kann der Effekt der Wellenschliffe dadurch erhöht werden, dass der weichere Arbeitsbereich leichter durch den Materialkontakt mit dem Werkstück abgetragen wird. Dies kann zu einem sägezahnartigen Effekt und einem sägezahnartigen äußeren Umfang der Scheibe führen, welcher insbesondere gut geeignet ist, um Material aus dem zu bearbeitenden Bereich abzuführen. Der„Wellenschliff“ ist quasi eine Analogie zu einem„Messer-Wellenschliff“. In unbenutztem Zustand der Scheibe liegt keine sichtbare Wellenform vor. Bei Verwendung der Scheibe nutzen sich Stellen geringer Härte schneller ab als Stellen größerer Härte dadurch wird eine Art Wellenschliff erzeugt. In der dreidimensionalen Struktur einer Trennscheibe kann dieser Effekt noch verstärkt werden.
In einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung weist die Scheibe eine Mehrzahl von kreisförmigen Scheibenkörpern mit zumindest zwei Arbeitsbereichen mit unterschiedlicher abrasiven Eigenschaft auf, wobei die Mehrzahl von kreisförmigen Scheibenkörpern zu einer einzigen Mosaikscheibe verbunden wird. Hierdurch kann insbesondere eine Schleifscheibe bereitgestellt werden, die zur Bearbeitung von zwei unterschiedlichen Werkstücken geeignet ist. Durch ein einfaches Drehen der Scheibe um 180° beim Anbringen an die Werkzeugmaschine kann wahlweise die geeignetere Oberfläche der Schleifscheibe ausgewählt werden. Bei Trennscheiben ist es hierdurch insbesondere möglich, dass an dem Umfang der Trennscheibe gleichzeitig mehrere unterschiedliche Arbeitsbereiche auf das Werkstück wirken können - es wird quasi eine Art 3D Trennscheibe geschaffen.
Gemäß eines weiteren Aspekts der Erfindung ist ein Verfahren zur Herstellung einer abrasiven Scheibe angegeben bei dem folgende Schritte ausgeführt werden:
• Festlegung zumindest eines ersten Arbeitsbereichs A1 (x, y) und eines zweiten Arbeitsbereichs A2(x, y) in einer Scheibenebene (xy-Ebene) der abrasiven Scheibe, wobei die Arbeitsbereiche unterschiedliche abrasive Eigenschaften aufweisen. Die x, y Angaben sind hierbei als Werte eines kartesischen Koordinatensystems zu verstehen und beziehen sie auf die Positionen des Scheibenkörpers an denen die jeweiligen Arbeitsbereich vorgesehen sind, wobei die z-Achse des kartesischen Koordinatensystems parallel zur Rotationsachse der abrasive Scheibe verläuft. Vorzugsweise werden die Arbeitsbereiche A1(x, y) und A2(x, y) mittels eines Rechners, gegebenenfalls unter Verwendung eines geeigneten Programms, festgelegt und definiert. Alternativ können die Arbeitsbereiche auch durch Polarkoordinaten A(r, F) beschrieben werden.
• Zuordnung einer ersten Granulat-Mischung G1 für den ersten
Arbeitsbereich A1(G1 , x, y) und einer zweiten Granulat-Mischung G2 für den zweiten Arbeitsbereich A2(G2, x, y). Auch dieser Schritt kann optional mithilfe eines Rechners ausgeführt werden, wobei den Arbeitsbereichen A1(G1 , x, y) und A2(G2, x, y) wahlweise durch einen Benutzer die jeweiligen Granulat-Mischungen G1 , G2 zugeordnet werden können oder dass den Arbeitsbereichen bestimmte Eigenschaften zugeschrieben werden, aus denen der Rechner, bzw. ein auf dem Rechner laufendes geeignetes Programm, die entsprechenden Granulat-Mischungen G1 , G2 im Hinblick auf ein zu bearbeitendes Werkstück berechnen kann. Die Daten A1(G1 , x, y) und A2(G2, x, y) beinhalten also zumindest die Information ob und falls ja an weicher x- und y-Koordinate der Scheibe entweder Granulat-Mischung G1 oder die Granulat-Mischung G2 vorgesehen ist.
• Übertragung der Daten des ersten Arbeitsbereich A1(G1 , x, y) und des zweiten Arbeitsbereich A2(G2, x, y) an eine Steuerungssoftware für ein Positionierungssystem, wobei die Steuerungssoftware ein von dem Positionierungssystem abzufahrendes Punkteraster für die Arbeitsbereiche in der Scheibenebene berechnet. Optional kann das abzufahrende Punkteraster auch von dem Rechner berechnet und an die Steuerungssoftware übertragen werden. Diese Information ermöglicht dem Positionierungssystem, von der Steuerungssoftware gesteuert, an die berechneten xy-Koordinaten zu fahren.
• Abfahren des berechneten Punkterasters mit dem Positionierungssystem, wobei mittels eines an dem Positionierungssystem angebrachten Dosierungsmoduls an den entsprechenden Punkten des Punkterasters eine Granulat-Mischung (G1 , G2) zur Erzeugung eines Scheibenrohlings mit den beiden Arbeitsbereiche A1 (G1 , x, y) und A2(G2, x, y) abgegeben wird. Hierdurch ist es möglich einen Scheibenrohling zu schaffen, der Arbeitsbereiche in beliebiger Form mit jeweils unterschiedlicher Granulat- Mischung aufweist. Durch das Vorsehen weitere Zwischenbereiche, mit entsprechend gewählten Granulat-Mischungen, kann ein quasi-stetiger
Übergang von der Mischung G1 auf die Mischung G2 erzielt werden. Wird beispielsweise zwischen A1 (G1 , x, y) und A2(G2, x, y) ein dritter Arbeitsbereich mit A3(G3, x, y), wobei G3 eine Mischung aus G1 und G2 ist, vorgesehen, kann der„Sprung“ bzgl. der abrasiven Eigenschaften beim Übergang von A1 zu A2 variabel abgeschwächt werden.
Dieses erfindungsgemäße Verfahren ermöglicht eine abrasive Scheibe mit verschiedenen Arbeitsbereichen A1 , A2 herzustellen und so eine möglichst flexible Bearbeitung von Werkstücken zu schaffen. Es wird ein räumlich und zeitlich dosierter Einsatz von unterschiedlichen Arbeitsbereichen respektive Wirkstoffen während des Trenn- und/oder Schleifprozesses ermöglicht. Vorzugsweise ist die Erfindung nicht auf zwei Arbeitsbereiche mit unterschiedlichen abrasiven Eigenschaften beschränkt, sondern die Anzahl der abrasiven Arbeitsbereiche und deren Anordnung und Form kann prinzipiell frei gewählt werden. Das erfindungsgemäße Verfahren ermöglicht es außerdem konventionelle abrasive Scheiben herzustellen, die lediglich einen Arbeitsbereich aufweisen. Optional ist das Verpressen des Scheibenrohlings zu einer abrasiven Scheibe ein letzter Verfahrensschritt, da das Granulat auch dergestalt aufgebaut sein kann, dass die Notwendigkeit des Verpressen entfällt. Beispielsweise kann die chemische Zusammensetzung zu einer„Aushärtung“ der Scheibe führen. Die ist unter anderem bei einer Flüssigkeit möglich, die austrocknete und dabei einzelne Komponenten in der Art eines Klebers verbindet. Auch chemische Reaktionen durch Wahl entsprechender Komponenten können eine Aushärtung bedingen.
Vorzugsweise berechnet die Steuerungssoftware oder der Rechner einen optimierten Pfad für das Punkteraster. Dieser Pfad kann nach verschiedenen Kriterien optimiert werden. Ein mögliches Kriterium ist beispielsweise eine minimale Verfahrzeit beim Erzeugen der verschiedenen Arbeitsbereiche bzw. des Scheibenrohlings. Hierfür ist es zumeist zweckmäßig dem Pfad dahingehend zu optimieren, dass die Anzahl der Richtungsänderungen minimiert wird. Hierbei kann auf bekannte Algorithmen zur Routenoptimierung zurückgegriffen werden, wobei gegebenenfalls zu berücksichtigen ist, dass jeweils zunächst alle Arbeitsbereiche mit der ersten Granulat-Mischung G1 abgefahren werden bevor die Arbeitsbereiche mit der zweiten Granulat-Mischung G2 abgefahren werden. Ist nämlich nur ein einzelnes Dosierungsmodul vorgesehen, kann es vorteilhaft sein dieses Dosierungsmodul zunächst nur mit der ersten Granulat-Mischung G1 zu füllen und bei Fertigstellung des ersten Arbeitsbereichs zu entleeren und erst dann die zweite Granulat-Mischung G2 für den zweiten Arbeitsbereich in das Dosierungsmodul einzufüllen. In einer Variante kann in das Dosierungsmodul zunächst die berechnete benötigte Menge der Granulat-Mischung G1 und danach eine berechnete benötigte Menge der Granulat-Mischung G2 eingefüllt werden. Dies hat den Vorteil, dass bei der Fertigstellung des ersten
Arbeitsbereichs auch gleichzeitig die Granulat-Mischung G1 aufgebraucht ist und ohne eine zusätzliche Entleerung und Neubefüllung mit der Fertigstellung des zweiten Arbeitsbereichs mit der noch in dem Dosierungsmodul vorhanden Granulat-Mischung G2 begonnen werden kann. Als Variante können aber auch mehrere Dosierungsmodule vorgesehen sein, wobei jedes der
Dosierungsmodule mit einer eigenen Granulat-Mischung befüllt wird. Die mehreren Dosierungsmodule können auch Zusammenwirken und aus ihren jeweiligen in sie eingefüllten Granulat-Mischungen eine neue Granulat-Mischung erzeugen - beispielsweise indem beide nacheinander über den selben Rasterpunkt x, y und jeweils für eine bestimmte Zeit ihr Granulat auf diesen Rasterpunkt rieseln lassen
Zweckmäßigerweise werden die unterschiedlichen Granulat-Mischungen aus Mischungen mit unterschiedlichen Kornsorten, unterschiedlichen Bindungen und/oder unterschiedlichen mittleren Korngrößen zusammengesetzt. Hierdurch können auf einfache Weise Arbeitsbereiche mit unterschiedlichen abrasiven Eigenschaften erzeugt werden.
Vorteilhaft steuert die Steuerungssoftware einen Öffnungsmechanismus eines Dosierventils des Dosiermoduls. Hierdurch kann gesteuert werden, welche Menge an Mischungs-Granulat an einer bestimmten xy-Koordinate appliziert wird. Ist der Öffnungsmechanismus geschlossen hat es keine Auswirkung, wenn das Positionierungssystem eine längere Zeit über einer bestimmten xy- Koordinate verweilt. Es kann zudem ein Sensor vorgesehen sein, der die Granulatmenge im Dosiermodul oder aber die herausgerieselte Granulatmenge detektiert und an die Steuerungssoftware weiterleitet. Die Granulat-Mischung kann aus dem Dosierungsmodul in der Form von Granulatklecksen in die Scheibenebene auf die hierfür vorgesehene xy- Koordinate herabrieseln. Hierdurch wird ermöglicht, dass die Granulat-Mischung besonders genau auf die vorgesehenen xy-Koordinaten appliziert werden kann. Gegebenenfalls kann eine feinere Auflösung des Punkterasters vorgesehen sein, um die entsprechenden Arbeitsbereiche in der Scheibenebene flexibler und genauer ausgestalten zu können.
Gemäß eines zusätzlichen Aspekts der Erfindung ist ein Granulatdrucker angegeben, der zur Herstellung von abrasiven Scheiben sowie zur Durchführung des Verfahrens zur Herstellung der abrasiven Scheiben geeignet ist. Der Granulatdrucker umfasst ein Positionierungssystem und ein an das Positionierungssystem angebrachtes Dosierungsmodul, ein Steuerungsmodul zur Steuerung des Positionierungssystems und/oder des Dosierungsmoduls, wobei in dem Dosierungsmodul eine Granulat-Mischung vorgesehen ist, die in einem abzufahrenden Punkteraster in eine Scheibenebene eines
Scheibenrohlings eingebracht wird. Der Granulatdrucker eignet sich nicht nur für die Verwendung von Granulat-Mischungen. Mittels des Granulatdruckers können auch die einzelnen Komponenten der Granulat-Mischung„einzeln“ aufgedruckt werden. Beispielsweise nur der Binder, nur das Füllmaterial und/oder nur die Schleifkörner.
Weitere Vorteile, Eigenschaften und Weiterbildungen der vorstehenden Erfindung ergeben sich aus den abhängigen Ansprüchen sowie aus der nachstehenden Beschreibung von bevorzugten Ausführungsbeispiels.
Die Erfindung wird nachstehend unter Bezugnahme auf die Ausführungsbeispiele näher erläutert.
Fig. 1 : zeigt ein erstes Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen abrasiven Scheibe, der sogenannten Mosaikscheibe.
Fig. 2: zeigt drei weitere Ausführungsbeispiele der erfindungsgemäßen
Mosaikscheibe. Fig. 3: zeigt eine erfindungsgemäße Mosaikscheibe, die aus zwei einzelnen
Mosaikscheiben gemäß Fig. 2 aufgebaut ist. Fig. 4: zeigt ein erfindungsgemäßes Verfahren zum Herstellen von Mosaikscheiben mit einem Granulatdrucker.
Fig. 5: zeigt ein Dosierungsmodul des Granulatdruckers.
Fig. 1 zeigt ein erstes Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen abrasiven Scheibe 10, der sogenannten Mosaikscheibe 10, welche vorliegend als eine Trennscheibe ausgebildet ist. Die Mosaikscheibe 10 weist verschiedene Granulat-Mischungstypen in einer quer-differenzierten Anordnung bezüglich der Rotationsachse der Mosaikscheibe 10 auf. Dies bedeutet, dass die Mosaikscheibe 10 in Drehrichtung 16 bzw. in Umlaufrichtung 16 in wechselnder Folge Segmente verschiedener Granulat-Mischungen aufweist. Die Segmente verschiedener Granulat-Mischungen werden vorliegend als erster Arbeitsbereich 12 und zweiter Arbeitsbereich 14 bezeichnet und weisen jeweils unterschiedliche abrasive Eigenschaften auf. Die Segmente der Arbeitsbereiche 12, 14 sind bei der Mosaikscheibe 10 aus Fig. 1 als zwei gleich große Zonen ausgebildet, die die Mosaikscheibe 10 quasi mittig aufteilen. Die jeweiligen Granulat-Mischungen der Arbeitsbereiche 12,14, die deren unterschiedliche abrasive Eigenschaften bedingen, liegen jeweils auch am Umfang der Mosaikscheibe 10 vor, sodass bei einem Trenn prozess wechselnd eine Granulat-Mischung G1 des ersten Arbeitsbereichs 12 sowie eine Granulat-Mischung G2 des zweiten Arbeitsbereichs 14 mit einem Werkstück in Kontakt kommen. Hierdurch ist eine sehr flexible und individuelle Bearbeitung des Werkstücks möglich, da eine geeignete Materialauswahl der beiden Granulat-Mischungen G1 , G2 das Trennergebnis maßgeblich beeinflussen kann. Granulat-Mischungen bedeuten insbesondere verschiedene Schleifmischungen in Form von unterschiedlichen Arten und Mengen und Partikelgrößen von Schleifkorn, Bindungsanteil und/oder funktionalen Füllstoffen. Eine mögliche Ausgestaltung umfasst auch lediglich die Verwendung von Füllstoff und Binder als Granulat-Mischung.
Betrachtet man eine komplette Scheibenumdrehung der Mosaikscheibe 10 bei einem Trennprozess eines Werkstücks, so zeigt der Balken unter der Mosaikscheibe 10 eine zeitliche Kantenprojektion 18 der Mosaikscheibe 10, wodurch dargestellt wird mit welchen Arbeitsbereichen das Werkstück bei einer Umdrehung der Mosaikscheibe 10 in Kontakt kommen würde. Beginnt sich die Mosaikscheibe 10 am Startpunkt 20a zu drehen, so wirkt zunächst nur die Granulat-Mischung G1 auf das Werkstück. Bei einer gängigen Trennscheibe mit einer typischen Umlaufgeschwindigkeit von 8000 upm und einem Durchmesser von 125 mm hat sich die Mosaikscheibe 10 nach ca. 4 ms am Punkt 20b um die Hälfte gedreht, wobei 196 mm des Umfangs der Mosaikscheibe 10 einen Trenn- Kontakt hatten. Am Punkt 20b findet nun ein abrupter Wechsel statt und es wirkt nunmehr das Mischungs-Granulat G2 des zweiten Arbeitsbereichs 14 auf das Werkstück. Am Endpunkt 20c ist nach ca. 8 ms und einer Umlaufstrecke von 392 mm eine Umdrehung komplett beendet. Bei der Mosaikscheibe 10 aus Fig. 1 wirken also beide Granulat-Mischungen G1 , G2 wechselnd für jeweils ca. 4 ms. Im Trenn-Prozess findet also eine periodische Fortsetzung dieses Wirkmusters statt, wobei die Kontaktzeit gleich bleibt, der Kontaktweg sich jedoch durch eine Abnutzung der Trennscheibe 10 verringern kann. Alternativ kann auch eine Mosaikscheibe 10 vorgesehen sein, bei der ein fließender Übergang der Granulat-Mischungen G1 , G2 in einer Übergangszone vorhanden ist. Dies verhindert denn abrupten Wechsel zwischen den Granulat-Mischungen und kann sich schonend auf das Werkstück auswirken.
Fig. 2 zeigt drei weitere erfindungsgemäße Mosaikscheiben 10a, 10b, 10c mit jeweils einer unterschiedlichen Anzahl an Segmenten 22. Rechts neben den Mosaikscheiben 10a, 10b, 10c sind, ähnlich zu Fig. 1 , deren jeweilige Kantenprojektionen 18a, 18b, 18c dargestellt. Die Mosaikscheibe 10a ist aus drei Segmenten aufgebaut, wobei in der entsprechenden Kantenprojektion 18a zu sehen ist, dass die Kontaktzeit des zweiten Arbeitsbereichs 14 mit dem Werkstück doppelt so hoch ist wie die Kontaktzeit des ersten Arbeitsbereichs 12. Bei der Mosaikscheibe 10b findet ein alternierender Wechsel des Kontakts des Werkstücks mit den beiden Granulat-Mischungen G1 und G2 mit einer doppelt so hohen Frequenz und bei der Mosaikscheibe 10c mit einer vierfach so hohen Frequenz wie bei der Mosaikscheibe 10 aus Fig. 1 statt. Ist der Unterschied der Granulat-Mischungen G1 und G2 so gewählt, dass harte bzw. weiche Bindungen verwendet werden, so wird dadurch quasi eine Art Wellenschliff eines Messers oder sogar Zacken eines Sägeblatts durch die Mosaikscheiben 10a, 10b, 10c imitiert. Entwicklungstechnisch ist hierbei die Vielfältigkeit an Möglichkeiten zur Bearbeitung von Werkstücken interessant. Die Anzahl der verwendeten Granulat-Mischungen ist selbstverständlich nicht auf zwei verschiedene
Granulate G1 und G2 beschränkt, sondern prinzipiell kann jeder Arbeitsbereich bzw. jedes Segment eine unterschiedliche Granulat-Mischung G aufweisen. Hierdurch kann durch die vorhandenen Kombinationsmöglichkeiten eine hohe Wirkungsvielfalt erzielt werden. Der Unterschied zwischen den Granulat- Mischungen G kann verschiedener Natur sein. Es können Mischungen mit unterschiedlichen Kornsorten, Mischungen mit unterschiedlichen Bindungen und/oder Mischungen verwendet werden, die sich nur durch ihre mittlere Korngröße oder ähnliches unterscheiden. Dies bietet einen enormen Entwicklungsspielraum für neue Trenn- und Schleifscheiben, da ermöglicht wird für den Prozess des Trennens oder Schleifens die Parameter Kontaktzeit und Kontaktfolge zu variieren und zu beeinflussen. Für Forschungszwecke ist auch der räumlich oder zeitlich dosierte Einsatz von Wirkstoffen während des Trenn- und Schleifprozesses interessant. Zusätzlich können die Mosaikscheiben 10 auch für das Produktmarketing reizvoll sein, da vermutete Wirkungsweisen räumlich sehr anschaulich erklärt werden können.
Fig. 3 zeigt eine Mosaikscheibe 10d, die aus zwei einzelnen Mosaikscheiben 10’d und 10“d zusammengesetzt ist, welche beispielsweise durch einen Pressvorgang verbunden oder direkt übereinander gedruckt werden. Hierdurch kann eine Art dreidimensionaler Wellenschliff erzeugt werden. Wie in Fig. 2 beschrieben, lässt sich ein Wellenmuster in T rennschnittrichtung erzeugen. Legt man nun die beiden einzelnen Mosaikscheiben 10’d und 10“d mit jeweils acht Segmenten 22 zu Grunde, wobei die Mosaikscheibe 10’d gegenüber der Mosaikscheibe 10“d um 45° verdreht wird und beide miteinander verbunden werden, erhält man die in Fig. 3 dargestellte Kantenprojektion 18d. Für Trennscheiben ist eine zusammengesetzte Mosaikscheibe 10d technisch sinnvoll, die aus bis zu drei einzelnen Mosaikscheiben 10 aufgebaut ist. Für Schleifscheiben oder Schruppscheiben ergeben mehrere Segmentschichten interessante Möglichkeiten, die zum Beispiel an in eine„weiche Schleifmasse“ eingebettete„schabende Klinge“ erinnern.
Fig. 4 zeigt das Verfahren 30 zur Herstellung der erfindungsgemäßen Mosaikscheiben 10 mithilfe eines Granulatdruckers 32. Der Granulatdrucker 32 wird durch ein Positionierungssystem 35 entlang einer x-Achse 36 und entlang einer y-Achse 38, zum Beispiel mittels Schrittmotoren, nach einem vorgegebenen Punkteraster verfahren. Der Granulatdrucker 32 umfasst ein
Dosierungsmodul 34, das mit einer Granulat-Mischung G aufgefüllt ist und die Granulat-Mischung G als Granulatkleckse 40 in eine Scheibenpassform 42 einbringen kann.
Das Verfahren 30 funktioniert nun wie folgt: Das Positionierungssystem 35 ermöglicht mittels einer einem Rechner zugeordneten Steuereinheit, dass das Dosierungsmodul 34 an vorher berechneten Stellen eine definierte Granulatmenge in die Scheibenpressform 42 einbringt. Der Abstand zweier Granulatskleckse 40 kann von 0,2 mm bis zu mehreren Millimetern reichen. Fig. 5 zeigt das Dosierungsmodul 34 in einer vergrößerten Darstellung einmal in einem geschlossenen Zustand 34a und einmal in einem geöffneten Zustand 34b. Das Dosierungsmodul 34 weist eine Granulatzuführung 44, die in Fig. 5 als ein kleiner Tank ausgebildet ist, und ein Dosierventil 46 auf. Das Dosierventil 46 zeigt eine Anordnung, die aus einer Kombination von einem Elektromagneten 48 und einem dünnen Metallplättchen 50 (Materialstärke ca. 0,1 mm) hergestellt ist, wobei das dünnen Metallplättchen 50 die Öffnung eines Röhrchens 52 verschließt oder kurzzeitig öffnet, indem das dünne Metallplättchen 50 durch eine magnetische Kraftwirkung verfahren wird. Ist das Dosierungsmodul 34b geöffnet, rieselt die Granulat-Mischung G aus dem Dosierungsmodul 34b in die Scheibenpressform 42. Die Menge an herausrieselndem Granulat G kann durch den Durchmesser des Röhrchens 52 und/oder die Öffnungszeit gesteuert werden. Zudem hängt die Menge des herausrieselten Granulats G von der Partikelgröße des Granulats ab. Eine dosimentrische Auflösung des Granulats beträgt für eine Trennscheibe mit einem Durchmesser von 115 mm beispielsweise ca. 20 mg. Je nach Dimensionierung des Dosierungsmoduls 34 kann die dosimentrische Auflösung des Granulats auch im Gramm-Bereich liegen. Die Granulat-Mischung G ist typischerweise noch unausgehärtetes Granulat, das z.B. aus Phenol-Formaldehyd-Polymer, anorganischen Füllstoffen und Schleifenkörnern zusammengesetzt ist. Das Granulat hat einen mittleren Durchmesser von 0,2-1 mm.
Die Granulatzuführung 44 ist zweckmäßig klimakonditioniert, sodass insbesondere die Temperatur und die Luftfeuchtigkeit kontrolliert werden können. Die Temperatur wird zum Beispiel auf 14°C eingestellt, wobei die Luftfeuchtigkeit unter 45 % rel. H liegen sollte. Die Steuerung der Temperatur wird durch ein Peltierelement realisiert. Die Lufttrocknung kann durch Molsieb-Kügelchen oder eingefügtes Silikagel erfolgen. Die Molsieb-Kügelchen sollten einen größeren Durchmesser als die Granulat-Mischung aufweisen, sodass sie dem Granulat direkt beigemischt werden können, aber von diesem durch ein Sieb getrennt werden können. Das Sieb kann in der Granulatzuführung 44 integriert sein.
Eine Steuerungssoftware, die das Positionierungssystem 35 steuert, berechnet ein Punkteraster, das von dem Granulatdrucker 32 abgefahren werden soll. Ist der Granulatdrucker 32 über einer der vorgesehenen xy-Koordinaten des Punkterasters angekommen, wird das als Magnetventil ausgebildete Dosierventil 46 kurz (beispielsweise 12 ms) geöffnet. Ein Granulatklecks 40, der üblicherweise aus ca. 100 einzelnen Granulatkörnchen besteht, rieselt somit an die für ihn vorgesehene Stelle (xy-Position) in der Scheibenpressform 42. Anschließend wird die nächste xy-Position angefahren und wieder ein Granulatklecks 40 aufgetragen. Auf diese Weise werden die Granulat- Mischungen G1 , G2 in die Scheibenpressform 42 eingebracht, bis die Scheibenpressform 42 vollständig zu einem Scheibenrohling aufgefüllt ist. Die Steuerungssoftware legt zudem fest, ob einer bestimmten xy-Position die Granulat-Mischungen G1 oder G2 eingebracht wird. Hierzu können zunächst alle xy-Positionen abgefahren werden, die für die Granulat-Mischung G1 vorgesehen sind, anschließend wird ein Vorratsbehälter der Granulatzuführung 44 geleert und mit der Granulat-Mischung G2 befüllt, wobei in einem nächsten Schritt die xy-Positionen abgefahren werden, die für die Granulat-Mischung G2 vorgesehen sind.
Anschließend kann gegebenenfalls noch zusätzlich ein Gewebe und/oder ein Etikett auf den Scheibenrohling gelegt werden. Der Scheibenrohling wird anschließend gepresst und ausgehärtet, wodurch die einsatzbereite Mosaikscheibe 10 entsteht. Das Verfahren 30 ermöglicht auch die Herstellung einer Mosaikscheibe 10d, die aus mehreren einzelnen Mosaikscheiben 10‘d, 10“d aufgebaut ist. Hierzu wird einfach zunächst die erste Mosaikscheibe 10‘d mittels des Granulatdruckers 32 in die Scheibenpresse 42 eingebracht, wobei in einem zweiten Schritt auf die erste Mosaikscheibe 10‘d die Granulat-Mischung G der zweiten Mosaikscheibe 1Q“d herabrieselt und beide anschließend zu einer einzigen Mosaikscheibe 10d verpresst werden.
Das Verfahren 30 erlaubt also das flächige Einbringen von einer oder mehreren Granulat-Mischungen G in die Mosaikscheibe 10. Ferner ermöglicht das Verfahren eine genaue Kontrolle darüber, an welcher xy-Position und in welcher Dosierung die Granulat-Mischung G in die Scheibenform eingebracht wird. Es kann hierdurch ein sehr gleichmäßiger Scheibenkörper realisiert werden. Alternativ zu den diskreten Granulatklecksen 40 bei der vorstehend beschriebenen Einzeldosierung, welches durch Öffnen und Schließen an vorherbestimmten xy-Positionen erzeugt werden, kann das Magnetventil während einer Fahrt entlang des Punkterasters geöffnet bleiben. Hierbei legt insbesondere die Bewegungsgeschwindigkeit des Granulatdruckers 32 fest, welche Menge der Granulat-Mischung G an einer bestimmten Stelle der Scheibenpresse 42 appliziert wird. Hierdurch ist ein „Bedrucken“ der Scheibenpresse 42 zur Erzeugung des Scheibenrohlings in einer höheren Geschwindigkeit als bei der Einzelpunktdosierung möglich. Das Punkteraster umfasst also auch das kontinuierliche Herabrieseln der Granulat-Mischung G. Eine mögliche Ausgestaltung der Bahn des Punkterasters ist eine spiralförmige „Schneckenbahn“, die entweder von innen nach außen mit stetig größer werdendem Radius oder von außen nach innen mit stetig kleiner werdendem Radius verläuft. Weitere Formen der Bahn können rechteckige, linienartige, konzentrische Kreise und/oder segmentartige Form aufweisen.

Claims

Patentansprüche
1. Abrasive Scheibe, insbesondere T renn- oder Schleifscheibe, für die
Verwendung an einer handgeführten Werkzeugmaschine, umfassend einen kreisförmigen Scheibenkörper, in dem eine zentrale Ausnehmung zur Aufnahme der Scheibe (10) an der Werkzeugmaschine vorgesehen ist,
dadurch gekennzeichnet,
dass der kreisförmigen Scheibenkörper zumindest zwei Arbeitsbereiche (12, 14) mit unterschiedlicher abrasiver Eigenschaften hat und
dass die zumindest zwei Arbeitsbereiche (12, 14) bei einer Drehung der Scheibe (10) wechselnd mit einem zur Bearbeitung vorgesehenen Bereich des Werkstückes in Kontakt kommen.
2. Abrasive Scheibe nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass die Arbeitsbereiche (12, 14) in einer Umlaufrichtung (16) der Scheibe (10), insbesondere am Umfang der Scheibe, versetzt angeordnet sind.
3. Abrasive Scheibe nach einem der Ansprüche 1 bis 2, dadurch
gekennzeichnet, dass am Umfang der Scheibe (10) angebrachte
Arbeitsbereiche (12, 14) mit unterschiedlichen Härten einen Wellenschliff der Scheibe (10) entlang des Umfangs ausbilden.
4. Abrasive Scheibe nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch
gekennzeichnet, die Scheibe (10) eine Mehrzahl von kreisförmigen Scheibenkörbern mit zumindest zwei Arbeitsbereichen (12, 14) mit unterschiedlicher abrasiver Eigenschaften aufweist.
5. Verfahren zur Herstellung einer abrasiven Scheibe nach einem der
Ansprüche 1 bis 4 gekennzeichnet durch,
Festlegung zumindest eines ersten Arbeitsbereichs A1(x, y) und eines zweiten Arbeitsbereichs A2(x, y) in einer Scheibenebene (XY-Ebene) der abrasiven Scheibe, wobei die Arbeitsbereiche unterschiedliche abrasive Eigenschaften aufweisen,
Zuordnung einer ersten Granulat-Mischung G1 für den ersten Arbeitsbereich A1 (G1 , x, y) und einer zweiten Granulat-Mischung G2 für den zweiten Arbeitsbereich A2(G2, x, y),
Übertragung des ersten Arbeitsbereich A1(G1 , x, y) und des zweiten Arbeitsbereich A2(G2, x, y) an eine Steuerungssoftware für ein
Positionierungssystem (35), wobei die Steuerungssoftware oder ein Rechner ein von dem Positionierungssystem (35) abzufahrendes
Punkteraster für die Arbeitsbereiche in der Scheibenebene berechnet, Abfahren des berechneten Punkterasters mit dem Positionierungssystem (35), wobei mittels eines an dem Positionierungssystem (35)
angebrachten Dosierungsmoduls (34) an den Punkten des Punkterasters eine Granulat-Mischung (G1 , G2) zur Erzeugung eines Scheibenrohlings mit den beiden Arbeitsbereiche A1 (G1 , x, y) und A2(G2, x, y) abgegeben wird.
6. Verfahren nach einem der Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Ste u e ru ng ssoftwa re oder der Rechner einen optimierten Pfad für das Punkteraster berechnet.
7. Verfahren nach einem der Ansprüche 5 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die unterschiedlichen Granulat-Mischungen (G1 , G2) aus
Mischungen mit unterschiedlichen Kornsorten, unterschiedlichen
Bindungen und/oder unterschiedlichen mittleren Korngrößen
zusammengesetzt werden.
8. Verfahren nach einem der Ansprüche 5 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuerungssoftware einen Öffnungsmechanismus eines
Dosierventils (46) des Dosiermoduls (34) steuert.
9. Verfahren nach einem der Ansprüche 5 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Granulat-Mischung (G) aus dem Dosierungsmodul (34) als Granulatkleckse (40) in die Scheibenebene herabrieselt.
10. Granulatdrucker geeignet zur Herstellung von abrasiven Scheiben nach einem der Ansprüche 1- 4 und geeignet zur Durchführung eines
Verfahrens nach einem der Ansprüche 5- 9 umfassend
ein Positionierungssystem (35), ein an dem Positionierungssystem (35) angebrachtes
Dosierungsmodul (34)
ein Steuerungsmodul zur Steuerung des Positionierungssystem (35) und/oder des Dosierungsmoduls (34) und
einer in dem Dosierungsmodul (34) vorgesehene Granulat-
Mischung, die in einem abzufahrenden Punkteraster in eine
Scheibenebene eingebracht wird.
PCT/EP2019/060048 2018-04-20 2019-04-18 Abrasive scheibe für handgeführte werkzeugmaschinen mit unterschiedlichen arbeitsbereichen, verfahren zur herstellung davon und granulatdruker WO2019202059A1 (de)

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