WO2021228753A1 - Labor-tellerschleifgerät, ersatzschleifscheibe und verwendung einer schleifscheibe - Google Patents

Labor-tellerschleifgerät, ersatzschleifscheibe und verwendung einer schleifscheibe Download PDF

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WO2021228753A1
WO2021228753A1 PCT/EP2021/062300 EP2021062300W WO2021228753A1 WO 2021228753 A1 WO2021228753 A1 WO 2021228753A1 EP 2021062300 W EP2021062300 W EP 2021062300W WO 2021228753 A1 WO2021228753 A1 WO 2021228753A1
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grinding wheel
grinding
abrasive
surface area
sample
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PCT/EP2021/062300
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Robert Höll
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Atm Qness Gmbh
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    • B24B7/00—Machines or devices designed for grinding plane surfaces on work, including polishing plane glass surfaces; Accessories therefor
    • B24B7/04—Machines or devices designed for grinding plane surfaces on work, including polishing plane glass surfaces; Accessories therefor involving a rotary work-table
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B24—GRINDING; POLISHING
    • B24B—MACHINES, DEVICES, OR PROCESSES FOR GRINDING OR POLISHING; DRESSING OR CONDITIONING OF ABRADING SURFACES; FEEDING OF GRINDING, POLISHING, OR LAPPING AGENTS
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    • B24B—MACHINES, DEVICES, OR PROCESSES FOR GRINDING OR POLISHING; DRESSING OR CONDITIONING OF ABRADING SURFACES; FEEDING OF GRINDING, POLISHING, OR LAPPING AGENTS
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    • B24B7/10—Single-purpose machines or devices
    • B24B7/16—Single-purpose machines or devices for grinding end-faces, e.g. of gauges, rollers, nuts, piston rings

Definitions

  • the invention relates to a material-removing device on a laboratory scale for grinding samples, in the form of a laboratory disc grinder, a method for surface grinding an underside of particularly embedded samples and a replacement grinding wheel for the laboratory disc grinder and the use of a grinding wheel in a laboratory disc grinder.
  • sample pieces are often embedded in a cylindrical body made of plastic material.
  • the diameter of such embedded samples is, for example, 40 mm.
  • Such embedded samples are then ground flat and, if necessary, polished in order to be able to carry out material examinations, e.g. hardness test measurements or structure analyzes, on the flat ground and possibly polished surface of the material sample.
  • Laboratory disc grinders with rotating grinding disks such as those known from ATM Qness GmbH under the brand names Saphir and Rubin, are typically used for surface grinding and, if necessary, polishing of the embedded metallographic samples, see www.qatm.com.
  • Such laboratory disc grinders are often designed as combined grinding and polishing devices, i.e. the laboratory disc grinders can also be equipped with a polishing disc to provide an additional polishing function.
  • Such laboratory disc grinders are therefore typically used for surface grinding and, if necessary, polishing of the underside of embedded samples in material testing, in particular hardness testing or structural analysis.
  • Such laboratory disc grinders are available either with one or more spindles.
  • Manual laboratory disc grinders essentially have a housing with a tub, a drive motor and a grinding disc. With these simple devices, the embedded sample can be pressed and ground by hand.
  • Automatic grinding devices also have a device head, sometimes referred to as a polishing head, with a pressure stamp in which a sample holder can be mounted, which rotates. The sample can either lie loosely in the sample holder and against the grinding plate by means of individual pressure pins be pressed (single sample contact pressure), or it is firmly clamped in the specimen holder and the specimen holder is pressed as a whole against the grinding plate (central contact pressure)
  • the grinding wheels for such laboratory disc grinders are typically designed over the entire surface, i. H.
  • the abrasive with a certain grain size and a certain spread is distributed over the entire surface of the grinding wheel, possibly in a certain pattern, from the inside to the outside over the entire surface of the grinding wheel.
  • the peripheral speed of the grinding wheel decreases towards the center. Due to the decreasing peripheral speed, the pressure on the sample increases towards the center of the disk. Typically, no work is carried out in the middle of the disc, since the peripheral speed is zero and no material is removed. Therefore, primarily the outer area of the disc is used and the inner area is not used. After long-term use, this leads to different levels of wear, so that the grinding wheel is no longer flat after long-term use, which in turn can have a detrimental effect on the flatness of the specimen, which is basically aimed for.
  • Another aspect of the object of the present invention is to provide a laboratory disc grinder, a method, a replacement grinding wheel and a use of a grinding wheel, in which, on the one hand, the need for honing the grinding wheel is eliminated or at least reduced and in which the The underside of the ground, embedded samples has a high degree of evenness, in particular rounding on the edge of the sample being avoided or at least reduced, while the grinding wheel has a long service life at the same time.
  • the invention relates to a laboratory-scale disc grinder with a rotating grinding wheel for surface grinding of an underside of, in particular, embedded metallographic samples, wherein the laboratory disc grinder can also be designed as a combined grinding and polishing device. It comprises a device housing with a grinding wheel mounting plate and a drive motor, by means of which the grinding wheel mounting plate is set in rotation.
  • the speed of rotation of the grinding wheel can preferably be regulated and can be regulated, for example, between 30 min- 1 and 600 min- 1 .
  • An in particular thin grinding wheel can be attached, for example attached, to the grinding wheel mounting plate, which essentially consists of a carrier disk and an abrasive layer in the form of abrasive grains or abrasive particles bonded to the carrier disk as an abrasive.
  • the abrasive grains are bonded preferably by means of a synthetic resin bond or a metal bond, for example a nickel bond, in which the abrasive grains are embedded.
  • the backing disk of the grinding wheel has an upper side and an underside and the underside is detachably attached to the grinding wheel mounting plate, e.g. by means of an adhesive, so that the grinding wheel as a consumable material can easily be exchanged after it has worn out or for grinding with a different grain size.
  • the grinding wheel can be attached to the grinding wheel mounting plate, e.g. magnetically, i.e. by means of magnetic adhesion of the carrier disk to the grinding wheel mounting plate or by means of a carrier disk with an adhesive underside, e.g. with a gel-like surface coating.
  • the grinding wheel is in particular considerably larger than the sample to be ground flat, the diameter of which is typically in the range from 30 mm to 60 mm.
  • the grinding wheel is subdivided into a peripheral annular first surface region and a central second surface region arranged within the peripheral annular first surface region, the upper side of the carrier disk being covered with the abrasive grains as an abrasive only in the peripheral annular first surface region, see above that a grinding peripheral annular first surface area and a passive, non-grinding central second surface area are formed.
  • the grinding wheel has a grinding peripheral ring area which is covered with grinding material, and a clearance in the inner ring area in which the grinding material was cut out, that is to say that the backing disk of the grinding wheel is present in the passive, non-grinding central second surface area, but is essentially not covered with abrasive grains as an abrasive.
  • the abrasive layer on the backing disk ie the actively grinding surface of the grinding wheel is thus designed as an annular surface and encloses a bare, non-grinding central area of the carrier wheel.
  • the abrasive layer is accordingly designed in the shape of a ring with a recess in the center around the axis of rotation of the grinding wheel.
  • the radial width of the grinding peripheral ring area or the radial width of the ring-shaped abrasive layer is preferably adapted to the size of the sample or samples, in such a way that the sample or samples with their edge area encompass the grinding peripheral ring area, in particular permanently or at least regularly, radially overflow inwards, so that no surface areas remain in the central area of the grinding wheel that do not, in particular permanently or at least regularly, participate in the grinding of the sample or samples.
  • the entire surface of the abrasive layer grinds the underside of the sample or samples without there being any areas of the abrasive layer that are not overrun by the sample or samples.
  • the diameter of the non-grinding central second surface area is large enough that the sample or samples run permanently or at least regularly radially inward into the passive, non-grinding central second surface area.
  • the regular honing of the grinding wheel can be dispensed with or at least significantly reduced and a level grinding result for the underside of the specimen or specimens is still ensured, even if the grinding wheel has already reached a certain degree of wear.
  • uneven wear of the abrasive can preferably also be avoided on the radial outside of the grinding wheel, in that the sample or samples also radially outward over the grinding peripheral ring area, ie protrude radially outward beyond the grinding peripheral ring area.
  • the abrasive grains are bonded to the backing disk as an abrasive with a certain grain size and a certain degree of dispersion by means of a binder.
  • a binder for example, epoxy resin or nickel can be used as a binding agent.
  • industrially produced diamond in the form of diamond particles with the desired grain size is used as the abrasive, whereby the diamond particles are bound in synthetic resin with a desired hardness (soft, medium, hard).
  • the abrasive particles are preferably printed as a powder, e.g. a diamond powder, using a printing process with the synthetic resin on the surface of the carrier disk and thereby locally bound.
  • the abrasive grains are accordingly preferably printed on in the abrasive, peripheral annular first surface area with binder in a predefined pattern.
  • the screen printing process is particularly suitable for this.
  • the abrasive particles can also be bonded to the backing disk by means of a metal bond, e.g. a nickel bond.
  • a surface of the annular abrasive layer is formed in the cross section of the grinding wheel by the abrasive grains embedded in the binder, which in the grinding peripheral annular first surface area define a common annular grinding first surface of the grinding wheel.
  • the backing disk of the grinding wheel forms a central, non-grinding second surface of the grinding wheel in the passive, non-grinding central second surface area, since the central second surface area of the backing disk is not covered with abrasive grains or because the abrasive layer is cut out there.
  • the common annular grinding first surface of the grinding wheel is higher than the central non-grinding second surface of the grinding wheel, so that a height difference or a step between the common annular grinding first surface and on the inner radius of the annular abrasive layer the central non-abrasive second surface is formed and the sample or samples in the passive non- run into the grinding central second surface area and there, due to the height difference, have an axial distance from the grinding wheel.
  • the difference in height of the step between the common ring-shaped grinding first surface or the surface of the ring-shaped abrasive layer and the central non-abrasive second surface or the thickness of the abrasive layer can be between 50 mhi and 5 mm, preferably between 100 mhi and 3 mm, depending on the grinding wheel mm, preferably between 200 mhi and 1.5 mm.
  • Suitable grain sizes for the grinding peripheral annular first surface area have grain sizes of 3 mhi, 6 mhi, 15 mhi, 30 mhi, 60 mhi, 125 mhi or 250 mhi or grain sizes of 80, 120, 180, 240, 320, 600, 800 , 1000, 1200, 2500, whereby the grain size corresponds to 25.4mm (1 inch) / grain.
  • Grains below 80 are rather uncommon for laboratory disc grinders, so that the largest grain size is preferably around 0.32 mm or 0.25 mm.
  • the abrasive grains are preferably bonded in several layers, preferably in 3 to 200 layers, preferably in 5 to 100 layers, so that in the multi-layer abrasive layer on average about 3 to 200 layers are bonded in the abrasive, peripheral annular first surface area with the binder on the upper side of the backing disk , preferably about 5 to 100 abrasive particles are bound axially one above the other.
  • the multi-layer abrasive layer is designed to be self-sharpening, e.g. in such a way that abrasive grains that have become dull, e.g. diamond particles, break out during the grinding process and thus fresh abrasive grains, e.g. diamond particles from an underlying layer, automatically come to the surface.
  • this has the advantage that the grinding wheel in the laboratory disc grinder has a long service life and a large number of embedded samples can be ground one after the other before the grinding wheel has to be replaced.
  • a combination of such a grinding wheel with a plurality of layers of abrasive grains bonded one on top of the other, which are successively removed, and the recess of the abrasive layer in the inner area of the grinding wheel ensure a synergistic effect Advantage, because without the present invention, especially in the case of multi-layer self-sharpening grinding wheels, the resulting difference in height is particularly large due to the greatly differing wear.
  • the difference in height between the grinding peripheral annular first surface area and the passive, non-grinding central second surface area preferably does not correspond to the size of the abrasive bodies, but is considerably larger than the size of the abrasive grains, since the bond, preferably a synthetic resin bond with diamond particles, eg by means of a screen printing process, is applied in several layers, and thus differences in height of eg up to 1 mm can be applied even with smaller grain sizes. This significantly increases the service life of the grinding wheel, even if the abrasive grains become dull relatively quickly.
  • the grinding wheel is preferably (circular) round and / or has an outer diameter between 100 mm and 500 mm, preferably between 150 mm and 400 mm, preferably 300 mm +/- 50 mm.
  • the grinding peripheral annular first surface area or the annular abrasive layer preferably has an inner diameter D_i and an outer diameter D_a, with half of the difference between the inner diameter D_i and the outer diameter D_a defining the radial width B_r of the annular abrasive layer and between 240 mm and 20 mm, preferably between 180 mm and 25 mm, preferably 30 mm +/- 10 mm or 125 mm +/- 50 mm.
  • the radial width B_r of the ring-shaped abrasive layer can be 30 mm +/- 10 mm or between 5% and 50% narrower than the diameter of the embedded sample and for a sample holder with several samples, the radial width B_r can be annular abrasive layer 125 mm +/- 50 mm or between 150% and 400% of the diameter of a single embedded sample.
  • the grinding peripheral annular first surface area or the ring-shaped abrasive layer has an inner diameter D_i and an outer diameter D_a, the inner diameter D_i corresponding to the outer diameter of the passive, non-grinding central second surface area and the inner diameter D_i preferably between 20 mm and 450 mm mm, preferably between 30 mm and 300 mm, preferably 50 mm +/- 30 mm for a sample holder with several samples or 250 mm +/- 50 mm for a single sample and / or the outer diameter D_a is preferably between 100 mm and 500 mm , preferably between 150 mm and 400 mm, preferably in the range of 300 mm +/- 50 mm.
  • the carrier disk is preferably designed as a particularly rigid sheet metal. Sufficient rigidity of the carrier disk is an advantage for the grinding parameters relevant in a laboratory disc grinder.
  • the sheet metal is preferably a metal sheet, but it can also be a plastic sheet.
  • the thickness of the sheet is preferably between 0.1 mm and 3 mm. For example, a metal sheet with a thickness of 0.5 mm is suitable.
  • Magnetizable metal sheets e.g. magnetizable steel sheets, are particularly suitable, since these can be magnetically attached directly to the grinding wheel mounting plate if the grinding wheel mounting plate contains magnets.
  • the abrasive grains are preferably diamond particles, which in turn has a positive effect on the service life of the grinding wheel.
  • the abrasive grains are preferably bonded to the backing disk by means of a synthetic resin bond. Alternatively, a nickel bond can be used.
  • the abrasive grains are embedded in the binder. The binding is done e.g. with a screen printing process.
  • the abrasive grains or diamond particles can even be bonded directly to the sheet metal with the binder.
  • the grinding wheel can comprise a textile intermediate layer on which the abrasive grains or diamond particles are bound with the binder.
  • the latter can have advantages in terms of production technology.
  • the textile backing and the abrasive layer form a flexible sanding pad, which is then glued to the sheet metal, see above that the sheet metal, together with the textile intermediate layer, forms the carrier disk in order to obtain a stiff grinding wheel.
  • the grinding wheel has adhesive with which the lower side of the grinding wheel is attached in a removable adhesive manner on the grinding wheel mounting plate.
  • the adhesion can be achieved, for example, by means of magnetic force or a gel-like adhesive layer. This allows the user to change the grinding wheel easily and conveniently, e.g. to change the grain size or when the grinding wheel has reached the end of its service life.
  • the grinding wheel mounting plate and thus the grinding wheel preferably rotate in a collecting trough which collects the abrasive material and, if necessary, the cooling liquid. This allows the grinding wheel to be cooled with a coolant, e.g. water, and the abrasive material to be washed away.
  • a coolant e.g. water
  • the laboratory disc grinder has a preferably exchangeable sample holder, which can be designed, for example, as a plate for inserting several samples or as a gripper for a single sample, the sample or samples being inserted into the sample holder, and by means of the sample holder can be pressed against the grinding wheel by individual pressure or by central pressure.
  • individual contact pressure the specimen is or are simply inserted into the specimen holder and in the case of central contact pressure, they are or are firmly clamped.
  • the sample holder with the inserted sample or with the inserted samples rotates during the grinding process and during the opposite or in the same direction double rotation of the grinding wheel and the sample holder, an edge area of the sample or the samples runs inside and possibly additionally radially on the outside beyond the grinding peripheral annular first surface area or the annular abrasive layer and runs radially on the inside into the passive, non-abrasive central second surface area. This ensures that there is no abrasive in the central inner area of the grinding wheel that is not worn evenly by the sample or samples.
  • the sample in the case of an individual sample, the sample defines an outer diameter and the sample protrudes during the grinding process with its outer diameter inward and possibly outward beyond the grinding peripheral annular first surface area or the annular abrasive layer, and ii ) in the case of a specimen holder with several inserted specimens, the totality of the specimens defines a total outside diameter in relation to the rotation of the specimen holder and the total outside diameter protrudes radially during the grinding process inside and possibly outside over the grinding peripheral annular first surface area or the annular abrasive layer and into the passive non-abrasive central second surface area.
  • the laboratory disc grinder is designed as an automatic laboratory disc grinder and has a device head with a pressure stamp for attaching a sample holder.
  • the pressure ram at the lower end of which the specimen holder for inserting the specimen or specimens is attached is driven by a rotary drive and set vertically against the grinding wheel by means of a linear drive, for example a spindle drive.
  • the pressure ram automatically presses the samples inserted in the sample holder against the grinding wheel with a predefined pressure force in order to effect the grinding process with a defined pressure force, whereby individual pressure or central pressure can be used.
  • each sample is pressed individually against the grinding wheel by means of a single pressure pin and is not fixed in the sample holder, but is taken along, but can be moved axially in the sample holder.
  • the specimens are firmly clamped in the holder, for example by means of a radial clamping screw.
  • the rotation of the pressure ram and / or the pressure force against the grinding wheel can be preselected by the user by means of a user interface and the rotation and / or the pressure force caused by the pressure ram is then automatically controlled by a control device.
  • double rotation namely rotation of the grinding wheel and rotation of the specimen holder, grinding takes place in opposite directions or in the same direction, which enables a particularly uniform grinding result.
  • the sample holder can, for example, be designed as a disk-shaped holder in which several samples are inserted next to one another, but it can also be designed as a gripper which, in particular, grips and holds a single sample.
  • a gripper as a sample holder can be designed, for example, as a three-finger gripper.
  • the laboratory disc grinder preferably has at least one coolant nozzle for spraying coolant onto the grinding wheel.
  • the coolant is then typically collected in the drip pan and can be drained off together with the abrasive material via a drain.
  • several nozzles can be provided in order to be able to apply diamond suspensions of different grain sizes or polycrystalline or monocrystalline grain sizes during polishing.
  • both the manual and the automatic version of the laboratory disc grinder can be single-spindle or multi-spindle, i.e. it can comprise one or more grinding stations arranged next to one another, each with a grinding wheel mounting plate.
  • the grinding peripheral annular first surface area or the annular abrasive layer has an inner diameter D_i and an outer diameter D_a, with half of the difference between inner diameter D_i and outer diameter D_a defining the radial width B_r of the grinding peripheral annular first surface area or the annular abrasive layer.
  • This radial width B_r is preferably adapted i) in the case of an individual sample to the diameter of the sample or ii) in the case of several samples arranged next to one another to the diameter of the totality of the samples.
  • the radial width B_r of the grinding, peripheral annular first surface area is preferably selected so that the diameter of the sample protrudes inwardly beyond the inner diameter D_i and / or outwardly beyond the outer diameter D_a, permanently or temporarily by radial displacement or oscillation of the rotating sample during the grinding process
  • the totality of the samples based on the rotation of the sample holder, defines a total outer diameter D_g (circular envelope) and the radial width B_r of the grinding peripheral annular first surface area or the annular abrasive layer is selected so that the total outside diameter D_g (circular envelope) protrudes inwardly beyond the inner diameter D_i and / or outwardly beyond the outer diameter D_a, namely permanently or temporarily through radial displacement or oscillation of the rotating sample during the grinding process.
  • the sample or the samples can overflow the grinding, peripheral annular first surface area or the annular abrasive layer radially on the inside and / or radially on the outside, thereby avoiding abrasive areas without wear.
  • the grinding wheel does not have any places that are on the one hand covered with abrasive but on the other hand are not overrun by the sample or samples, so that there are no places on the surface of the grinding wheel covered with abrasive where the abrasive does not pass the grinding of the sample or samples will be removed.
  • One aspect of the invention also relates to a method for surface grinding the underside of, in particular, embedded samples with the rotating grinding wheel, in particular with the laboratory disc grinder described above.
  • the grinding wheel has a backing disk and abrasive grains bonded to the backing disk with a binding agent, or consists of this, possibly with a textile intermediate layer, for example, and is considerably larger than a sample to be ground flat.
  • the grinding wheel is further subdivided into a peripheral annular first surface region and a central second surface region arranged within the peripheral annular first surface region, the top side of the carrier disk being covered with the abrasive grains as abrasive only in the peripheral annular first surface region, so that a grinding peripheral annular first surface area or an annular abrasive layer and a passive, non-abrasive central second surface area can be formed.
  • the one or more samples are inserted into a sample holder, which can also be designed as a sample gripper, and are optionally pressed against the grinding wheel by machine.
  • the specimen holder with the specimen or with the specimens continuously rotates during the grinding process and an edge area of the specimen or specimens extends radially inside and possibly outside over the grinding peripheral annular first surface area or the annular abrasive layer in an area without abrasives, in particular permanently or through radial oscillation of the specimen holder or the specimen.
  • the sample in the case of an individual sample, the sample defines an outer diameter and the sample rotates during the grinding process and hangs radially with its outer diameter inside and, if necessary, outside over the grinding peripheral annular first surface area or the annular abrasive layer, and ii) In the case of a specimen holder with several inserted specimens, the specimen holder rotates and the totality of the specimens defines a total outside diameter based on the rotation of the specimen holder and during the grinding process the total outside diameter hangs radially on the inside and, if necessary, on the outside over the grinding peripheral annular first surface area or the annular abrasive layer in order to ensure even wear of the abrasive over the entire surface of the grinding wheel that is covered with abrasive in the long term.
  • One aspect of the invention also relates to the grinding wheel as a replacement grinding wheel consisting of a backing wheel and abrasive grains bonded to the backing wheel with a binding agent as an abrasive, for the laboratory disc grinder for surface grinding an underside of, in particular, embedded samples as described above, the grinding wheel being considerably larger is as the sample to be ground flat, wherein the carrier disk of the grinding wheel has an upper side and a lower side, and wherein the lower side of the grinding wheel can be releasably adhered to the grinding wheel mounting plate, the grinding wheel in a peripheral annular first surface area and a first inside the peripheral annular area Surface area arranged central second surface area is subdivided, wherein the upper side of the carrier disk is only in the peripheral annular first surface area covered with the abrasive grains as an abrasive, so that an abrasive, peripheral, annular first surface area or an annular abrasive layer is formed on the carrier disk and a passive, non-abrasive central second surface area of
  • One aspect of the invention also relates to the use of the replacement grinding wheel described in the said laboratory disc grinder.
  • Fig. 1 is a three-dimensional representation of an embodiment of the laboratory
  • FIG. 2 shows an enlarged illustration of the grinding wheel and the sample holder from FIG.
  • FIG. 4 shows a plan view from above of the grinding wheel with the sample holder from FIG. 2,
  • Fig. 5 is a cross-section along the line 5-5 in Fig. 4;
  • FIG. 6 shows an enlarged detail of area A from FIG. 5,
  • FIG. 9 shows a three-dimensional representation through the device head from FIG. 7 without
  • FIG. 10 shows a vertical section through the device head from FIG. 9,
  • Fig. 11 is a cross-sectional view showing the uneven wear of a conventional grinding wheel.
  • the laboratory disc grinder 10 has a device housing 12, in the present example a free-standing housing for setting up on a laboratory bench. Above the device housing 12 there is a device head 14, in the present example designed as a cantilever arm, which extends over the grinding wheel 16. The grinding wheel 16 rotates in a collecting trough 18 in the device housing 12.
  • a rotating pressure ram 20 extends downward from the device head 14 and at the lower end 22 of the pressure ram 20 is a sample holder 24, in the present example in the form of a plate, with a connecting pin 26 (Fig . 2) attached.
  • six embedded metallographic samples 30 are inserted in the sample holder 24 or the sample receptacle.
  • the illustrated embodiment works with central contact pressure. Alternatively, it is also possible to work with individual contact pressure, whereby the samples 30 are each pressed against the grinding wheel with their own pressure stamp and are not axially fixedly clamped in the sample holder 24 (not shown).
  • the specimen holder 24 and the six embedded specimens 30 inserted therein rotate about the axis of rotation AK of the pressure ram 20 or the connecting pin 26 in the present example about 130 mm (Fig. 4).
  • the grinding wheel 16 now rotates on the one hand around the grinding wheel axis AS and on the other hand the sample holder 24 around the axis AK of the pressure ram 20, the axis AK of the rotation of the sample holder running laterally offset parallel to the axis AS of the rotation of the grinding wheel (Fig. 4 , 5).
  • the total circumference 31 lies outside the grinding wheel axis AS, which is advantageous since the circumferential speed of the grinding wheel on its own axis of rotation AS is equal to zero.
  • a pressing mechanism e.g. with a linear guide 78 (Fig. 9, 10), which the sample holder 24 with the embedded samples 30 with a predefined pressing force F during the counter-rotating or rectified rotation of the grinding wheel 16 and the Sample holder 24 presses against the grinding wheel 16 in order to effect the grinding process of the undersides 30a of the samples by abrasion by means of the abrasive layer of grinding or abrasive grains located on the top side 16b of the grinding wheel.
  • the sample 30 is an embedded sample which is made from the actual sample material 32 to be examined, e.g. a piece of a metallic test object, e.g. for later carrying out a hardness test measurement or structural analysis with a microscope, and a cylindrical block made of plastic Embedding material in which the Sample material 32 is embedded.
  • the sample material 32 is in particular embedded in the plastic block 34 in order to be easier to handle.
  • the plastic block consists of two different plastics 34a, 34b for cost optimization. Bakelite, epoxy resins, thermosetting plastics, thermoplastics or acrylic resins, for example, are used as embedding materials for transparent embedding.
  • the grinding wheel 16 is divided into a peripheral ring area 42 and a central area 44 arranged in the peripheral ring area.
  • the grinding wheel is coated with abrasive only in the peripheral ring area 44, in the present example with a hexagonal abrasive grain coating.
  • the grinding means 46 is recessed in the central inner region, so that an annular dividing line 48 separates the peripheral ring region 42, which is covered with grinding means, from the central inner region 44, which is not covered with grinding means.
  • the abrasive layer 47 is ring-shaped with a recessed central inner area 44.
  • the distance between the axes of rotation AK and AS is now selected so that the overall circumferential line 31 of the embedded samples 30 aligns with the dividing line 48 between the peripheral ring area 42 and the central inner area 44, that is to say with the inner diameter D_i, of the annular abrasive layer 47 intersects.
  • the embedded samples 30 run inward over the peripheral ring area 42 coated with abrasive and into the inner area 44 not coated with abrasive.
  • none are coated with abrasive Place of the grinding wheel 16 is not run over by the embedded samples 30, whereby a uniform wear of the abrasive is guaranteed.
  • the grinding wheel 16 is covered with abrasive 46 in a hexagonal pattern, but this is not mandatory. Other occupancy patterns are also possible. Both the covering pattern and the ring shape of the abrasive layer can be produced in one step using screen printing.
  • the binder with the abrasive grains are applied as a powder to the surface of the grinding wheel 16, im In the present example, printed directly onto a metal sheet which forms the rigid carrier disk 62, so that the abrasive grains are locally embedded in the binder where desired and bonded to the grinding disk 16.
  • the carrier disk 62 can, however, also comprise a textile intermediate layer (not shown) on which the abrasive grains are bonded.
  • FIGS. 5 and 6 it can be seen in more detail how the currently inner sample 30 runs out over the peripheral ring area 42 covered with abrasive or inward via the dividing line 48 into the inner area 44 of the grinding wheel 16 not covered with abrasive.
  • the fact that the specimen holder 24 rotates in addition to the grinding wheel 16 nevertheless ensures that all specimens 30 are also ground flat on their circumference 30c, just not at the moment when they are in the inner region 44 or the circular grinding means recess inside immerse the annular abrasive layer 47.
  • the grinding wheel 16 is not completely covered with the grinding means 46 over its entire surface, but only in the form of a ring on the outside. Because the samples 30 always maintain a minimum distance from the axis AS of the grinding wheel 16 during the double rotation during the grinding process, a minimum circumferential speed of the abrasive relative to the samples 30 is maintained in every rotary position. Because the samples 30 to be ground extend inside beyond the peripheral ring area 42 covered with abrasive, both the abrasive 46 in the peripheral ring area 42 and the underside 30a of the sample 30 are abraded flat so that it is no longer necessary to pull off the grinding wheel 16 is. This initially saves the user the time it takes to withdraw the sample. As an additional benefit, however, the costs for the grinding means 46 can be reduced, since less grinding means 46 are required for the grinding wheel 16.
  • D_a 300 mm
  • DJ 50 mm
  • these dimensions are adapted to the sample holder 24 shown in FIG. 4 in the form of a sample receiving plate which clamps six embedded samples 30 in an annular arrangement around the axis AK and which itself has a diameter of 140 mm.
  • the overlap area or overflow area 43 of the samples 30 into the passive inner area 44 is accordingly a few millimeters in this example.
  • FIGS. 7 to 10 show a laboratory disc grinder 10 'which has a device head 14 which serves several grinding stations 15, each with its own grinding wheel 16.
  • the device head 14 is attached to the housing 12 so as to be displaceable along the direction 52 in order to be able to alternately operate several grinding stations 15.
  • Each grinding wheel 16 rotates in its own collecting trough 18.
  • the laboratory disc grinder 10 ′ also has two separate polishing stations 54.
  • each grinding station 15 has a grinding wheel receiving plate 58, which can be designed, for example, as a stable metal plate.
  • the grinding wheel mounting plate 58 is rotated about the axis AS by a grinding wheel drive 60.
  • the grinding wheel 16 is releasably attached to the grinding wheel mounting plate 58, for example by means of a magnetic holder, although other attachment techniques are also possible.
  • the grinding wheel 16 in turn consists of a rigid backing disk 62 and the abrasive 46 bonded to the backing disk 62 in the form of abrasive grains of a specific grain size which are embedded in the binder, whereby the abrasive layer 47 is formed.
  • the abrasive grains are applied to the backing disk in several layers in order to form a self-sharpening grinding wheel 16.
  • the abrasive grains are printed as a powder, for example by means of a screen printing process with synthetic resin binder, onto the grinding wheel 16, in this example directly onto the top side 62b of the carrier disk 62.
  • the thickness of the abrasive layer 47 produced in this way is approximately 0.2 mm to 1 mm, depending on the grinding wheel 16.
  • a desired grinding pattern for example hexagonal as shown in FIG.
  • a step 64 is created at the annular dividing line 48 between the peripheral ring area 42 covered with abrasive and the inner area 44 not covered with abrasive, the height of which is the thickness of the Abrasive layer 47 corresponds, so for example about 0.2 mm to 1 mm.
  • the step 64 which leads down from the peripheral ring area 42 into the inner area 44, ensures that even with significant wear of the abrasive 46 in the peripheral ring area 42, the sample 30 still has a sufficient axial distance from the upper side 62b of the carrier disk 62 and in particular from the peripheral ring area 42 into the inner area 44 no undesirable step upwards can arise, as is the case with conventional grinding wheels if the abrasive in the central area of the grinding wheel is not worn by the sample or samples. Therefore, regular honing to plan the grinding wheel can be dispensed with.
  • the carrier disk 62 is adhered with its lower side 62a to the upper side 58b of the grinding wheel receiving plate 58.
  • the sample holder 24 is designed as a sample gripper 72.
  • the sample gripper 72 has three gripping arms 74 which can automatically grip a single sample in order to grind it automatically.
  • nozzles 76 for example water as a coolant and / or for rinsing or diamond suspensions in different grain sizes can be automatically sprayed onto the grinding wheel 16.
  • the device head 14 has a linear drive mechanism 78 by means of which the specimen holder 24 and thus the specimen 30 or specimens 30 are positioned against the grinding wheel 16 with a defined force F, the pressure die 20 rotating at the same time .

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Labor-Tellerschleifgerät und ein Verfahren zum Planschleifen einer Unterseite von insbesondere eingebetteten Proben sowie eine Ersatzschleifscheibe für das Labor-Tellerschleifgerät und die Verwendung einer Schleifscheibe in einem Labor- Tellerschleifgerät, wobei die Schleifscheibe (16) in einen peripheren ringförmigen ersten Flächenbereich (42) und einen innerhalb des peripheren ringförmigen ersten Flächenbereichs (42) angeordneten zentralen zweiten Flächenbereich (44) unterteilt ist, wobei die Oberseite (62b) der Trägerscheibe (62) lediglich in dem peripheren ringförmigen ersten Flächenbereich (42) mit dem Schleifmittel (46) belegt ist, so dass ein schleifender peripherer ringförmiger erster Flächenbereich (42) und ein passiver zentraler zweiter Flächenbereich (44) gebildet werden.

Description

Labor-Tellerschleifgerät, Verfahren, Ersatzschleifscheibe und Verwendung einer Schleifscheibe
Gebiet der Erfindung
Die Erfindung betrifft ein materialabtragendes Gerät im Labormaßstab zum Schleifen von Proben, in Form eines Labor-Tellerschleifgeräts, ein Verfahren zum Planschleifen einer Unterseite von insbesondere eingebetteten Proben sowie eine Ersatzschleifscheibe für das Labor- Tellerschleifgerät und die Verwendung einer Schleifscheibe in einem Labor-Tellerschleifgerät.
Hintergrund und allgemeine Beschreibung der Erfindung
Um in der Metallographie Materialuntersuchungen an Proben vorzunehmen, werden häufig kleinere Probenstücke in einen zylindrischen Körper aus Kunststoffmaterial eingebettet. Der Durchmesser solcher eingebetteter Proben beträgt z.B. 40 mm. Anschließend werden solche eingebetteten Proben plangeschliffen und gegebenenfalls poliert, um an der plangeschliffenen und gegebenenfalls polierten Oberfläche der Materialprobe Materialuntersuchungen, z.B. Härteprüfmessungen oder Gefügeanalysen vornehmen zu können. Zum Planschleifen und ggf. Polieren der eingebetteten metallographischen Proben werden typischerweise Labor- Tellerschleifgeräte mit rotierender Schleifscheibe verwendet, wie sie z.B. von der ATM Qness GmbH unter den Markennamen Saphir und Rubin bekannt sind, vgl. www.qatm.com. Häufig sind solche Labor-Tellerschleifgeräte als kombinierte Schleif- und Poliergeräte ausgelegt, d.h. dass die Labor-Tellerschleifgeräte auch mit einer Polierscheibe ausgerüstet werden können, um eine zusätzliche Polierfunktion auszuweisen. Solche Labor-Tellerschleifgeräte werden also typischerweise zum Planschleifen und ggf. Polieren der Unterseite von eingebetteten Proben in der Materialprüfung, insbesondere Härteprüfung oder Gefügeanalyse verwendet.
Derartige Labor-Tellerschleifgeräte sind entweder einspindelig oder mehrspindelig erhältlich. Manuelle Labor-Tellerschleifgeräte besitzen im Wesentlichen ein Gehäuse mit einer Wanne, einem Antriebsmotor und einem Schleifteller. Bei diesen einfachen Geräten kann die eingebettete Probe von Hand angedrückt und geschliffen werden. Automatische Schleifgeräte besitzen zusätzlich noch einen Gerätekopf, manchmal als Polierkopf bezeichnet, mit einem Andrückstempel in dem ein Probenhalter montiert werden kann, welcher rotiert. Die Probe kann entweder lose im Probenhalter liegen und durch einzelne Druckstifte gegen den Schleifteller gedrückt werden (Einzelprobenanpressdruck), oder sie ist fix in den Probenhalter eingespannt und der Probenhalter wird als Gesamtes gegen den Schleifteller gedrückt (Zentralanpressdruck)
Die Schleifscheiben für solche Labor-Tellerschleifgeräte sind typischerweise vollflächig ausgeführt, d. h. das Schleifmittel mit bestimmter Körnung und bestimmter Streuung ist auf den Schleifschreiben vollflächig, gegebenenfalls einem bestimmten Muster, von innen nach außen über die gesamte Oberfläche der Schleifscheibe verteilt.
Allerdings nimmt die Umfangsgeschwindigkeit der Schleifscheibe zur Mitte hin ab. Aufgrund der abnehmenden Umfangsgeschwindigkeit steigt zur Mitte der Scheibe hin der Druck auf die Probe. In der Mitte der Scheibe wird typischerweise nicht gearbeitet, da die Umfangsgeschwindigkeit gleich Null ist und somit kein Material abgetragen wird. Deshalb wird vornehmlich der äußere Bereich der Scheibe genutzt, und der innere Bereich wird nicht verwendet. Nach längerfristigen Gebrauch führt dies zu unterschiedlichem Verschleiß, sodass die Schleifscheibe nach längerfristigen Gebrauch nicht mehr plan ist, was sich wiederum nachteilig auf die grundsätzlich angestrebte Ebenheit der Probe auswirken kann.
Diesen nachteiligen Effekten wird entgegengewirkt, indem die Schleifscheibe regelmäßig mit einem Schleifstein, typischerweise per Hand, abgezogen wird, was jedoch in nachteiliger weise zusätzlichen Aufwand verursacht. Überdies wird dadurch Schleifmittel verschwendet, was unnötige Kosten verursacht.
Noch problematischer sind diese Effekte bei automatischen Labor-Tellerschleifgeräten, bei welchen eine oder mehrere Proben in einem Probenhalter befestigt sind, welcher mittels eines an einem Gerätekopf rotierend befestigten Andrückstempels automatisch an die Schleifscheibe angedrückt wird. Hierbei werden die Proben typischerweise immer am selben Radius der Schleifscheibe geschliffen, was in besonderem Maße zu einer ungleichmäßigen Abnutzung des Schleifmittels auf der Schleifscheibe führt, nämlich in einem äußeren Ringbereich, in welchem die Probe bzw. die Proben vornehmlich geschliffen werden. Da die Probe, bzw. bei mehreren Proben die Gesamtheit der Proben, trotz Eigenrotation radial immer etwa im selben Radiusintervall verbleiben, kann bei längerfristiger Benutzung ein Höhenunterschied der schleifenden Oberfläche, d.h. der Schleifkörper zwischen dem radial äußeren Bereich und dem zentralen Bereich der Schleifscheibe entstehen, da im zentralen Bereich weniger bis keine Abnutzung des Schleifmittels bewirkt wird.
Wenn eine derart ungleichmäßig abgenutzte Schleifscheibe nicht regelmäßig mit einem Schleifstein abgezogen wird, kann dies sogar eine regelrechte Stufenbildung des Schleifmittels an einem bestimmten Radius bewirken, was zu einer grundsätzlich unerwünschten Abrundung der unteren Außenkante der eingebetteten Probe führen kann.
Es ist daher eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung ein Labor-Tellerschleifgerät, ein Verfahren, eine Ersatzschleifscheibe und eine Verwendung einer Schleifscheibe zur Verfügung zu stellen, welche die vorstehend beschriebenen Nachteile meiden oder zumindest mindern.
Eine weiterer Aspekt der Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, ein Labor-Tellerschleifgerät, ein Verfahren, eine Ersatzschleifscheibe und eine Verwendung einer Schleifscheibe zur Verfügung zu stellen, bei welchen einerseits die Notwendigkeit des Abziehens der Schleifscheibe entfällt oder zumindest reduziert ist und bei welchen trotzdem die Unterseite der geschliffenen eingebetteten Proben ein hohes Maß an Ebenheit aufweist, wobei insbesondere Verrundungen am Rand der Probe vermieden oder zumindest gemindert werden, bei gleichzeitig hoher Standzeit der Schleifscheibe.
Die Aufgabe der Erfindung wird durch den Gegenstand der unabhängigen Ansprüche gelöst. Bevorzugte Ausführungsformen sind Gegenstand der abhängigen Ansprüche.
Die Erfindung betrifft ein Tellerschleifgerät im Labormaßstab mit rotierender Schleifscheibe zum Planschleifen einer Unterseite von insbesondere eingebetteten metallographischen Proben, wobei das Labor-Tellerschleifgerät auch als kombiniertes Schleif- und Poliergerät ausgebildet sein kann. Es umfasst ein Gerätegehäuse mit einem Schleifscheibenaufnahmeteller und einem Antriebsmotor, mittels welchem der Schleifscheibenaufnahmeteller in Rotation versetzt wird. Die Rotationsgeschwindigkeit der Schleifscheibe ist vorzugsweise regelbar und kann z.B. zwischen 30 min-1 und 600 min-1 geregelt werden. Auf dem Schleifscheibenaufnahmeteller kann eine, insbesondere dünne, Schleifscheibe angebracht, z.B. angeheftet werden, welche im Wesentlichen aus einer Trägerscheibe und einer Schleifmittelschicht in Form von auf der Trägerscheibe gebundenen Schleifkörnern oder Schleifpartikeln als Schleifmittel besteht. Die Bindung der Schleifkörner erfolgt vorzugsweise mittels einer Kunstharzbindung oder einer Metallbindung, z.B. Nickelbindung, in welcher die Schleifkörner eingebettet sind.
Die Trägerscheibe der Schleifscheibe weist eine Oberseite und eine Unterseite auf und ist mit der Unterseite auf dem Schleifscheibenaufnahmeteller lösbar befestigt, z.B. haftend, um die Schleifscheibe als Verbrauchsmaterial nach entsprechender Abnutzung oder zum Schleifen mit veränderter Körnung einfach austauschen zu können. Hierzu kann die Schleifscheibe auf den Schleifscheibenaufnahmeteller angeheftet werden, z.B. magnetisch, d.h. mittels einer magnetischen Haftung der Trägerscheibe an dem Schleifscheibenaufnahmeteller oder mittels einer Trägerscheibe mit einer adhäsiven Unterseite, z.B. mit einer gelartigen Oberflächenbeschichtung. Die Schleifscheibe ist dabei insbesondere erheblich größer als die plan zu schleifende Probe, deren Durchmesser typischerweise im Bereich von 30 mm bis 60 mm beträgt.
Gemäß einem Aspekt der Erfindung ist die Schleifscheibe in einen peripheren ringförmigen ersten Flächenbereich und einen innerhalb des peripheren ringförmigen ersten Flächenbereichs angeordneten zentralen zweiten Flächenbereich unterteilt, wobei die Oberseite der Trägerscheibe lediglich in dem peripheren ringförmigen ersten Flächenbereich mit den Schleifkörnern als Schleifmittel flächig belegt ist, so dass ein schleifender peripherer ringförmiger erster Flächenbereich und ein passiver, nicht-schleifender zentraler zweiter Flächenbereich gebildet werden. Mit anderen Worten weist die Schleifscheibe einen schleifenden peripheren Ringbereich auf, der mit Schleifmittel belegt ist, und eine Freistellung im Ringinnenbereich, in dem das Schleifmittel ausgespart wurde, d.h. dass die Trägerscheibe der Schleifscheibe in dem passiven, nicht-schleifenden zentralen zweiten Flächenbereich zwar vorhanden, aber im Wesentlichen nicht mit Schleifkörnern als Schleifmittel belegt ist. Alternativ ist auch denkbar, zusätzlich den Schleifscheibenaufnahmeteller und die Trägerscheibe in dem nicht-schleifenden zentralen zweiten Flächenbereich auszusparen und einen Abfluss für das Kühlmittel in dem Schleifscheibenaufnahmeteller vorzusehen. Die Schleifmittelschicht auf der Trägerscheibe, d.h. die aktiv schleifende Fläche der Schleifscheibe ist also als ringförmige Fläche ausgebildet und umschließt einen nackten nicht schleifenden zentralen Bereich der Trägerscheibe. Die Schleifmittelschicht ist demnach ringförmig ausgestaltet mit einer Aussparung im Zentrum um die Rotationsachse der Schleifscheibe.
Die radiale Breite des schleifenden peripheren Ringbereichs bzw. die radiale Breite der ringförmigen Schleifmittelschicht ist vorzugsweise an die Größe der Probe bzw. der Proben angepasst, derart, dass die Probe oder Proben mit Ihrem Randbereich den schleifenden peripheren Ringbereich, insbesondere permanent oder zumindest regelmäßig, radial nach innen überlaufen, so dass im zentralen Bereich der Schleifscheibe keine Flächenbereiche verbleiben, die nicht, insbesondere permanent oder zumindest regelmäßig beim Schleifen der Probe bzw. der Proben mitwirken. Mit anderen Worten schleift die vollständige Oberfläche der Schleifmittelschicht die Unterseite der Probe bzw. der Proben ohne dass Bereiche der Schleifmittelschicht vorhanden sind, die nicht von der Probe bzw. den Proben überlaufen werden. Mit anderen Worten ist der Durchmesser des nicht-schleifenden zentralen zweiten Flächenbereichs groß genug, dass die Probe bzw. die Proben permanent oder zumindest regelmäßig radial nach innen in den passiven, nicht-schleifenden zentralen zweiten Flächenbereich hineinlaufen.
Somit kann in vorteilhafter Weise eine unterschiedliche Abnutzung des Schleifmittels bzw. der Schleifmittelschicht vor allem im zentralen Innenbereich der Schleifscheibe vermieden werden, da dort vorzugsweise überhaupt kein Schleifmittel vorhanden ist.
Hierdurch kann ein synergistischer Doppelnutzen erzielt werden. Einerseits kann das regelmäßige Abziehen der Schleifscheibe entfallen oder zumindest erheblich reduziert werden und es wird trotzdem ein ebenes Schleifergebnis für die Unterseite der Probe bzw. Proben gewährleistet, selbst wenn die Schleifscheibe bereits einen gewissen Abnutzungsgrad erreicht hat. Anderseits kann eine Verschwendung von Schleifmittel an Stellen, an denen die Umfangsgeschwindigkeit der Schleifscheibe ohnehin zu gering ist, um ein optimales Schleifergebnis zu erzielen, vermieden oder zumindest verringert werden. Vorzugsweise kann zusätzlich auch an der radialen Außenseite der Schleifscheibe eine ungleichmäßige Abnutzung des Schleifmittels vermieden werden, indem die Probe bzw. die Proben den schleifenden peripheren Ringbereich radial auch nach außen überlaufen, d.h. radial nach außen über den schleifenden peripheren Ringbereich hinausragen bzw. hinauslaufen.
In dem schleifenden peripheren Ringbereich bzw. der ringförmigen Schleifmittelschicht sind die Schleifkörner als Schleifmittel mit bestimmter Körnung und bestimmter Streuung mittels eines Bindemittels auf der Trägerscheibe gebunden. Als Bindemittel kann z.B. Epoxydharz oder Nickel verwendet werden.. Als Schleifmittel wird z.B. industriell hergestellter Diamant in Form von Diamantpartikeln mit der gewünschten Körnung verwendet, wobei die Diamantpartikel in Kunstharz mit einer gewünschten Härte (weich, mittel, hart) gebunden sind. Vorzugsweise werden die Schleifpartikel als Pulver, z.B. ein Diamantpulver mit einem Druckverfahren mit dem Kunstharz auf die Oberfläche der Trägerscheibe gedruckt und dabei lokal gebunden. Die Schleifkörner werden demnach vorzugsweise in dem schleifenden peripheren ringförmigen ersten Flächenbereich mit Bindemittel in einem vordefinierten Muster aufgedruckt. Besonders geeignet hierfür ist das Siebdruckverfahren. Alternativ können die Schleifpartikel auch mittels einer Metallbindung, z.B. einer Nickelbindung auf der Trägerscheibe gebunden sein.
Dadurch wird im Querschnitt der Schleifscheibe eine Oberfläche der ringförmigen Schleifmittelschicht gebildet und zwar durch die in dem Bindemittel eingebetteten Schleifkörner, die in dem schleifenden peripheren ringförmigen ersten Flächenbereich eine gemeinsame ringförmige schleifende erste Oberfläche der Schleifscheibe definieren. Die Trägerscheibe der Schleifscheibe bildet in dem passiven nicht-schleifenden zentralen zweiten Flächenbereich eine zentrale nicht-schleifende zweite Oberfläche der Schleifscheibe, da der zentrale zweite Flächenbereich der Trägerscheibe nicht mit Schleifkörnern belegt ist, bzw. weil dort die Schleifmittelschicht ausgespart ist. In einem frischen unabgenutzten Zustand der Schleifscheibe liegt somit die gemeinsame ringförmige schleifende erste Oberfläche der Schleifscheibe höher als die zentrale nicht-schleifende zweite Oberfläche der Schleifscheibe, so dass am Innenradius der ringförmigen Schleifmittelschicht eine Höhendifferenz bzw. eine Stufe zwischen der gemeinsamen ringförmigen schleifenden ersten Oberfläche und der zentralen nicht-schleifenden zweiten Oberfläche gebildet wird und die Probe bzw. die Proben in dem passiven nicht- schleifenden zentralen zweiten Flächenbereich hineinlaufen und dort aufgrund der Höhendifferenz einen axialen Abstand zur Schleifscheibe aufweisen.
Der Höhenunterschied der Stufe zwischen der gemeinsamen ringförmigen schleifenden ersten Oberfläche bzw. der Oberfläche der ringförmigen Schleifmittelschicht und der zentralen nicht- schleifenden zweiten Oberfläche bzw. die Dicke der Schleifmittelschicht kann je nach Schleifscheibe z.B. zwischen 50 mhi und 5 mm, vorzugsweise zwischen 100 mhi und 3 mm, vorzugsweise zwischen 200 mhi und 1,5 mm betragen. Geeignete Körnungen für den schleifenden peripheren ringförmigen ersten Flächen bereich haben Korngrößen von 3 mhi, 6 mhi, 15 mhi, 30 mhi, 60 mhi, 125 mhi oder 250 mhi bzw. Körnungen von 80, 120, 180, 240, 320, 600, 800, 1000, 1200, 2500, wobei die Korngröße 25,4mm (1 inch)/Körnung entspricht. Z.B. beträgt die Korngröße bei einer 1000er Körnung 25,4mm / 1000 = 0,025 mm oder bei einer 80er Körnung 25,4 mm/80 = 0,32 mm. Körnungen unter 80 sind bei Labor-Tellerschleifgeräten eher unüblich, so dass die größte Korngröße vorzugsweise etwa 0,32 mm oder 0,25 mm beträgt.
Die Schleifkörner sind in dem schleifenden peripheren ringförmigen ersten Flächenbereich mit dem Bindemittel auf der Oberseite der Trägerscheibe vorzugsweise in mehreren Schichten gebunden, vorzugsweise in 3 bis 200 Schichten, vorzugsweise in 5 bis 100 Schichten, so dass in der mehrschichtigen Schleifmittelschicht im Mittel etwa 3 bis 200, vorzugsweise etwa 5 bis 100 Schleifpartikel axial übereinander gebunden sind.
Weiter vorzugsweise ist die mehrschichtige Schleifmittelschicht selbstschärfend ausgebildet, z.B. derart dass stumpf gewordene Schleifkörner, z.B. Diamantpartikel, beim Schleifvorgang herausbrechen und dadurch frische Schleifkörner, z.B. Diamantpartikel aus einer darunter liegenden Schicht selbstständig an die Oberfläche treten.
Dies hat einerseits den Vorteil, dass die Schleifscheibe in dem Labor-Tellerschleifgerät eine hohe Standzeit aufweist und eine Vielzahl von eingebetteten Proben nacheinander geschliffen werden können bevor die Schleifscheibe ausgetauscht werden muss. Andererseits sorgt insbesondere eine Kombination aus einer solchen Schleifscheibe mit einer Mehrzahl von Schichten aus übereinander gebundenen Schleifkörnern, die sukzessive abgetragen werden und der Aussparung der Schleifmittelschicht im Innenbereich der Schleifscheibe für einen synergistischen Vorteil, da ohne die vorliegende Erfindung insbesondere bei mehrschichtigen selbstschärfenden Schleifscheiben die entstehende Höhendifferenz durch die stark unterschiedliche Abnutzung besonders groß ist.
Mit anderen Worten entspricht der Höhenunterschied zwischen dem schleifenden peripheren ringförmigen ersten Flächenbereich und dem passiven, nicht-schleifenden zentralen zweiten Flächenbereich vorzugsweise nicht der Größe der Schleifkörper, sondern ist erheblich größer als die Größe der Schleifkörner, da die Bindung, vorzugsweise eine Kunstharzbindung mit Diamantpartikeln, z.B. mittels eines Siebdruckverfahrens, in mehreren Schichten aufgetragen wird, und somit auch bei kleineren Korngrößen Höhendifferenzen von z.B. bis zu 1 mm aufgetragen werden können. Dadurch wird die Standzeit der Schleifscheibe erheblich erhöht, selbst wenn die Schleifkörner relativ schnell stumpf werden. Bei einer mehrschichtigen Bindung der Schleifkörner bricht, wie vorstehend bereits erläutert, ein Schleifkorn, wenn es stumpf ist, aufgrund der hohen Schnittkraft mit der Bettung aus, und die darunterliegenden frischen und noch scharfen Schleifkörner treten an die Oberfläche und entfalten ihre Schleifwirkung. Dadurch kann eine hohe Lebensdauer erzielt werden.
Die Schleifscheibe ist vorzugsweise (kreis-)rund und/oder weist einen Außendurchmesser zwischen 100 mm und 500 mm, vorzugsweise zwischen 150 mm und 400 mm, vorzugsweise von 300 mm +/- 50 mm auf.
Der schleifende periphere ringförmige erste Flächenbereich bzw. die ringförmige Schleifmittelschicht weist vorzugsweise einen Innendurchmesser D_i und einen Außendurchmesser D_a auf, wobei die Hälfte der Differenz zwischen dem Innendurchmesser D_i und dem Außendurchmesser D_a, die radiale Breite B_r der ringförmigen Schleifmittelschicht definiert und zwischen 240 mm und 20 mm, vorzugsweise zwischen 180 mm und 25 mm, vorzugsweise 30 mm +/- 10 mm oder 125 mm +/- 50 mm beträgt. Zum Schleifen einer einzelnen Probe kann die radiale Breite B_r der ringförmigen Schleifmittelschicht 30 mm +/- 10 mm betragen bzw. zwischen 5% und 50% schmaler sein als der Durchmesser der eingebetteten Probe und bei einem Probenhalter mit mehreren Proben kann die radiale Breite B_r der ringförmigen Schleifmittelschicht 125 mm +/- 50 mm bzw. zwischen 150% und 400% des Durchmessers einer einzelnen eingebetteten Probe betragen. Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform weist der schleifende periphere ringförmige erste Flächenbereich bzw. die ringförmige Schleifmittelschicht einen Innendurchmesser D_i und einen Außendurchmesser D_a auf, wobei der Innendurchmesser D_i dem Außendurchmesser des passiven nicht-schleifenden zentralen zweiten Flächenbereichs entspricht und der Innendurchmesser D_i vorzugsweise zwischen 20 mm und 450 mm, vorzugsweise zwischen 30 mm und 300 mm, vorzugsweise 50 mm +/- 30 mm für einen Probenhalter mit mehreren Proben oder 250 mm +/- 50 mm für eine einzelne Probe beträgt und/oder der Außendurchmesser D_a vorzugsweise zwischen 100 mm und 500 mm, vorzugsweise zwischen 150 mm und 400 mm, vorzugsweise im Bereich von 300 mm +/- 50 mm beträgt.
Die Trägerscheibe ist bevorzugt als ein insbesondere steifes Blech ausgebildet. Eine hinreichende Steifigkeit der Trägerscheibe ist bei den in einem Labor-Tellerschleifgerät relevanten Schleifparametern von Vorteil. Das Blech ist vorzugsweise ein Metallblech, es kann allerdings auch ein Kunststoffblech sein. Bevorzugt beträgt die Dicke des Bleches zwischen 0,1 mm und 3 mm. Z.B. ist ein Metallblech mit einer Dicke von 0,5 mm geeignet. Besonders geeignet sind magnetisierbare Metallbleche, z.B. magnetisierbare Stahlbleche, da diese direkt magnetisch an dem Schleifscheibenaufnahmeteller angeheftet werden können, wenn der Schleifscheibenaufnahmeteller Magnete enthält.
Die Schleifkörner sind bevorzugt Diamantpartikel, was sich wiederum positiv auf die Standzeit der Schleifscheibe auswirkt.
Die Schleifkörner sind vorzugsweise mittels einer Kunstharzbindung auf der Trägerscheibe gebunden. Alternativ kommt eine Nickelbindung in Betracht. Die Schleifkörner sind dabei in dem Bindemittel eingebettet. Die Bindung erfolgt z.B. mit einem Siebdruckverfahren.
Die Schleifkörner bzw. Diamantpartikel können mit dem Bindemittel sogar direkt auf dem Blech gebunden sein. Alternativ kann die Schleifscheibe eine textile Zwischenlage umfassen, auf welcher die Schleifkörner bzw. Diamantpartikel mit dem Bindemittel gebunden sind. Letzteres kann produktionstechnische Vorteile haben. In diesem Fall bildet die textile Unterlage mit der Schleifmittelschicht ein flexibles Schleifpad, das dann wiederum auf das Blech aufgeklebt wird, so dass das Blech zusammen mit der textilen Zwischenschicht die Trägerscheibe bildet, um eine steife Schleifscheibe zu erhalten.
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform weist die Schleifscheibe Haftmittel auf, mit welcher die Schleifscheibe mit der Unterseite auf dem Schleifscheibenaufnahmeteller abziehbar haftend befestigt wird. Die Haftung kann z.B. mittels Magnetkraft oder einer gelartigen Adhäsionsschicht erzielt werden. Dadurch kann die Schleifscheibe vom Benutzer einfach und komfortabel ausgewechselt werden, z.B. zum Wechseln der Körnung oder wenn die Schleifscheibe das Ende Ihrer Lebensdauer erreicht hat.
Vorzugsweise rotiert der Schleifscheibenaufnahmeteller und damit die Schleifscheibe in einer Auffangwanne, die den Schleifabrieb und ggf. Kühlflüssigkeit auffängt. Dadurch kann die Schleifscheibe mit Kühlflüssigkeit, z.B. Wasser gekühlt und der Schleifabrieb weggespült werden.
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform weist das Labor-Tellerschleifgerät einen vorzugsweise austauschbaren Probenhalter auf, der z.B. als Platte zum Einsetzen mehrerer Proben oder als Greifer für eine einzelne Probe ausgebildet sein kann, wobei die Probe oder die Proben in den Probenhalter eingesetzt sind, und mittels des Probenhalters per Einzelanpressdruck oder per Zentralanpressdruck jeweils an die Schleifscheibe angedrückt werden. Bei Einzelanpressdruck ist die Probe oder sind die Proben lediglich in den Probenhalter eingelegt und bei Zentralanpressdruck ist oder sind sie fest eingespannt. Ferner rotiert zusätzlich zu der Rotation der Schleifscheibe der Probenhalter mit der eingesetzten Probe bzw. mit den eingesetzten Proben während des Schleifvorgangs und während der entgegengesetzten oder gleichgerichteten doppelten Rotation der Schleifscheibe und des Probenhalters läuft ein Randbereich der Probe bzw. der Proben innen und ggf. zusätzlich außen über den schleifenden peripheren ringförmigen ersten Flächenbereich bzw. die ringförmige Schleifmittelschicht radial hinaus und läuft innen radial in den passiven, nicht-schleifenden zentralen zweiten Flächenbereich hinein. Dadurch wird sichergestellt, dass im zentralen Innenbereich der Schleifscheibe kein Schleifmittel vorhanden ist, das nicht von der Probe bzw. den Proben gleichmäßig abgenutzt wird. Mit anderen Worten definiert i) im Falle einer einzelnen Probe, die Probe einen Außendurchmesser und die Probe ragt während des Schleifvorgangs mit ihrem Außendurchmesser nach innen und ggf. nach außen über den schleifenden peripheren ringförmigen ersten Flächenbereich bzw. die ringförmige Schleifmittelschicht radial hinaus, und ii) im Falle eines Probenhalters mit mehreren eingesetzten Proben, definiert die Gesamtheit der Proben bezogen auf die Rotation des Probenhalters einen Gesamtaußendurchmesser und der Gesamtaußendurchmesser ragt während des Schleifvorgangs innen und ggf. außen über den schleifenden peripheren ringförmigen ersten Flächenbereich bzw. die ringförmige Schleifmittelschicht radial hinaus und in den passiven nicht-schleifenden zentralen zweiten Flächenbereich hinein.
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist das Labor-Tellerschleifgerät als ein automatisches Labor-Tellerschleifgerät ausgebildet und weist einen Gerätekopf mit einem Andrückstempel zum Befestigen eines Probenhalters auf. Der Andrückstempel an dessen unterem Ende der Probenhalter zum Einsetzen der Probe bzw. der Proben befestigt ist, wird von einem Rotationsantrieb angetrieben und mittels eines Linearantriebs, z.B. eines Spindelantriebs senkrecht an die Schleifscheibe angestellt. Der Andrückstempel drückt die in den Probenhalter eingesetzten Proben mit einer vordefinierten Andruckkraft automatisch gegen die Schleifscheibe, um so den Schleifvorgang mit einer definierten Andruckkraft zu bewirken, wobei Einzelanpressdruck oder Zentralanpressdruck zum Einsatz kommen können. Beim Einzelanpressdruck, wird jede Probe einzeln mittels eines einzelnen Anpressstift gegen die Schleifscheibe gedrückt und ist nicht fix im Probenhalter eingespannt, sondern wird mitgenommen, ist aber in dem Probenhalter axial beweglich. Beim Zentralanpressdruck werden die Proben fix in den Halter eingespannt, z.B. mittels einer radialen Klemmschraube. Die Rotation des Andrückstempels und/oder die Andruckkraft gegen die Schleifscheibe können vom Benutzer mittels eines Benutzer-Interfaces vorgewählt werden und die Rotation und/oder die durch den Andrückstempel bewirkte Andruckkraft wird danach von einer Steuereinrichtung automatisch gesteuert. Dabei wird unter doppelter Rotation, nämlich Rotation der Schleifscheibe und Rotation des Probenhalters, gegenläufig oder gleichgerichtet geschliffen, was ein besonders gleichmäßiges Schleifergebnis ermöglicht. Der Probenhalter kann z.B. als scheibenförmige Halterung ausgebildet sein, in welche mehrere Proben nebeneinander eingesetzt sind, er kann allerdings auch als ein Greifer ausgebildet sein, welcher insbesondere eine einzelne Probe greift und festhält. Ein solcher Greifer als Probenhalterung kann z.B. als Drei-Finger-Greifer ausgebildet sein.
Das Labor-Tellerschleifgerät weist vorzugsweise zumindest eine Kühlflüssigkeitsdüse zum Aufspritzen von Kühlflüssigkeit auf die Schleifscheibe auf. Die Kühlflüssigkeit wird dann typischerweise in der Auffangwanne gesammelt und kann über einen Ablauf zusammen mit dem Schleifabrieb abgeleitet werden. Insbesondere wenn das Labor-Tellerschleifgerät als ein kombiniertes Schleif- und Poliergerät ausgebildet ist, können mehrere Düsen vorgesehen sein, um zusätzlich beim Polieren auch Diamantsuspensionen verschiedener Körnungen oder polykristalline bzw. monokristalline Körnungen aufbringen zu können. Ferner kann das Labor- Tellerschleifgerät sowohl in der manuellen als auch in der automatischen Version einspindelig oder mehrspindelig ausgebildet sein, d.h. eine oder mehrere nebeneinander angeordnete Schleifstationen mit jeweils einem Schleifscheibenaufnahmeteller umfassen.
Der schleifende periphere ringförmige erste Flächenbereich bzw. die ringförmige Schleifmittelschicht weist einen Innendurchmesser D_i und einen Außendurchmesser D_a auf, wobei die Hälfte der Differenz zwischen Innendurchmesser D_i und Außendurchmesser D_a die radiale Breite B_r des schleifenden peripheren ringförmigen ersten Flächenbereichs bzw. der ringförmigen Schleifmittelschicht definiert. Diese radiale Breite B_r ist vorzugsweise i) bei einer einzelnen Probe an den Durchmesser der Probe bzw. ii) bei mehreren nebeneinander angeordneten Proben an den Durchmesser der Gesamtheit der Proben angepasst. Dabei wird bevorzugt i) im Falle einer einzelnen Probe, die radiale Breite B_r des schleifenden peripheren ringförmigen ersten Flächenbereichs so gewählt, dass der Durchmesser der Probe nach innen über den Innendurchmesser D_i und/oder nach außen über den Außendurchmesser D_a hinausragt und zwar dauerhaft oder temporär durch radiale Verschiebung oder Oszillation der rotierenden Probe während des Schleifvorgangs, und ii) im Falle eines Probenhalters mit mehreren nebeneinander eingesetzten Proben, definiert die Gesamtheit der Proben bezogen auf die Rotation des Probenhalters einen Gesamtaußendurchmesser D_g (kreisförmige Einhüllende) und die radiale Breite B_r des schleifenden peripheren ringförmigen ersten Flächenbereichs bzw. der ringförmigen Schleifmittelschicht wird so gewählt, dass der Gesamtaußendurchmesser D_g (kreisförmige Einhüllende) nach innen über den Innendurchmesser D_i und/oder nach außen über den Außendurchmesser D_a hinausragt und zwar dauerhaft oder temporär durch radiale Verschiebung oder Oszillation der rotierenden Probe während des Schleifvorgangs. So können in beiden Fällen die Probe bzw. die Proben radial innen und/oder radial außen den schleifenden peripheren ringförmigen ersten Flächenbereich bzw. die ringförmige Schleifmittelschicht überlaufen, wodurch Schleifmittelbereiche ohne Abnutzung vermieden werden. Mit anderen Worten weist die Schleifscheibe keine Stellen auf, die einerseits mit Schleifmittel belegt sind, aber andererseits nicht von der Probe bzw. den Proben überlaufen werden, so dass keine mit Schleifmittel belegten Stellen auf der Oberfläche der Schleifscheibe existieren, an denen das Schleifmittel nicht durch das Schleifen der Probe bzw. Proben abtragen wird.
Ein Aspekt der Erfindung betrifft auch ein Verfahren zum Planschleifen der Unterseite von insbesondere eingebetteten Proben mit der rotierenden Schleifscheibe, insbesondere mit dem vorstehend beschriebenen Labor-Tellerschleifgerät. Dabei weist die Schleifscheibe eine Trägerscheibe und auf der Trägerscheibe mit einem Bindemittel gebundene Schleifkörner auf, bzw. besteht hieraus, ggf. mit einer z.B. textilen Zwischenlage, und ist erheblich größer als eine plan zu schleifende Probe. Die Schleifscheibe ist ferner in einen peripheren ringförmigen ersten Flächenbereich und einen innerhalb des peripheren ringförmigen ersten Flächenbereichs angeordneten zentralen zweiten Flächenbereich unterteilt, wobei die Oberseite der Trägerscheibe lediglich in dem peripheren ringförmigen ersten Flächenbereich mit den Schleifkörnern als Schleifmittel belegt ist, so dass ein schleifender peripherer ringförmiger erster Flächenbereich bzw. eine ringförmige Schleifmittelschicht und ein passiver, nicht schleifender zentraler zweiter Flächenbereich gebildet werden. Die eine oder die mehreren Proben sind in einen Probenhalter, der auch als Probengreifer ausgebildet sein kann, eingesetzt und werden ggf. maschinell an die Schleifscheibe angedrückt. Zusätzlich zur Rotation der Schleifscheibe rotiert fortlaufend der Probenhalter mit der Probe bzw. mit den Proben während des Schleifvorgangs und dabei läuft ein Randbereich der Probe bzw. der Proben innen und ggf. außen über den schleifenden peripheren ringförmigen ersten Flächenbereich bzw. die ringförmige Schleifmittelschicht radial hinaus in einen Bereich ohne Schleifmittel, insbesondere dauerhaft oder durch radiale Oszillation des Probenhalters bzw. der Probe. Mit anderen Worten definiert i) im Falle einer einzelnen Probe, die Probe einen Außendurchmesser und die Probe rotiert während des Schleifvorgangs und hängt mit ihrem Außendurchmesser innen und ggf. außen über den schleifenden peripheren ringförmigen ersten Flächenbereich bzw. die ringförmige Schleifmittelschicht radial über und ii) im Falle eines Probenhalters mit mehreren eingesetzten Proben rotiert der Probenhalter und die Gesamtheit der Proben definiert bezogen auf die Rotation des Probenhalters einen Gesamtaußendurchmesser und während des Schleifvorgangs hängt der Gesamtaußendurchmesser innen und ggf. außen über den schleifenden peripheren ringförmigen ersten Flächenbereich bzw. die ringförmige Schleifmittelschicht radial über, um langfristig eine gleichmäßige Abnutzung des Schleifmittels über die gesamte mit Schleifmittel belegte Oberfläche der Schleifscheibe zu gewährleisten.
Ein Aspekt der Erfindung betrifft auch die Schleifscheibe als Ersatz-Schleifscheibe bestehend aus einer Trägerscheibe und auf der Trägerscheibe mit einem Bindemittel gebundenen Schleifkörnern als Schleifmittel, für das Labor-Tellerschleifgerät zum Planschleifen einer Unterseite von insbesondere eingebetteten Proben wie vorstehend beschrieben, wobei die Schleifscheibe erheblich größer ist als die plan zu schleifende Probe, wobei die Trägerscheibe der Schleifscheibe eine Oberseite und eine Unterseite aufweist, und wobei die Schleifscheibe mit der Unterseite auf dem Schleifscheibenaufnahmeteller lösbar anhaftbar ist, wobei die Schleifscheibe in einen peripheren ringförmigen ersten Flächenbereich und einen innerhalb des peripheren ringförmigen ersten Flächenbereichs angeordneten zentralen zweiten Flächenbereich unterteilt ist, wobei die Oberseite der Trägerscheibe lediglich in dem peripheren ringförmigen ersten Flächenbereich mit den Schleifkörnern als Schleifmittel flächig belegt ist, so dass ein schleifender peripherer ringförmiger erster Flächenbereichs bzw. eine ringförmige Schleifmittelschicht auf der Trägerscheibe und ein passiver, nicht-schleifender zentraler zweiter Flächenbereich der Trägerscheibe gebildet wird.
Ein Aspekt der Erfindung betrifft auch die Verwendung der beschriebenen Ersatz-Schleifscheibe in dem genannten Labor-Tellerschleifgerät.
Im Folgenden wird die Erfindung anhand von Ausführungsbeispielen und unter Bezugnahme auf die Figuren näher erläutert, wobei gleiche und ähnliche Elemente teilweise mit gleichen Bezugszeichen versehen sind und die Merkmale der verschiedenen Ausführungsbeispiele miteinander kombiniert werden können.
Kurzbeschreibunq der Figuren
Es zeigen:
Fig. 1 eine dreidimensionale Darstellung einer Ausführungsform des Labor-
Tellerschleifgeräts,
Fig. 2 eine vergrößerte Darstellung der Schleifscheibe sowie des Probenhalters aus
Fig. 1,
Fig. 3 einen Querschnitt durch eine eingebettete Probe,
Fig. 4 eine Draufsicht von oben auf die Schleifscheibe mit dem Probenhalter aus Fig. 2,
Fig. 5 einen Querschnitt entlang der Linie 5-5 in Fig. 4,
Fig. 6 eine Ausschnittsvergrößerung des Bereichs A aus Fig. 5,
Fig. 7 eine weitere Ausführungsform des Labor-Tellerschleifgeräts,
Fig. 8 eine schematische Querschnittsdarstellung durch den Probenhalter und die
Schleifscheibe aus Fig. 7,
Fig. 9 eine dreidimensionale Darstellung durch den Gerätekopf aus Fig. 7 ohne
Gerätekopfgehäuse,
Fig. 10 einen vertikalen Schnitt durch den Gerätekopf aus Fig. 9,
Fig. 11 eine Querschnittsdarstellung der ungleichmäßigen Abnutzung einer herkömmlichen Schleifscheibe.
Detaillierte Beschreibung der Erfindung
Bezugnehmend auf die Fig. 1 weist das Labor-Tellerschleifgerät 10 ein Gerätegehäuse 12 auf, im vorliegenden Beispiel ein Standgehäuse zum Aufstellen auf einen Labortisch. Oberhalb des Gerätegehäuses 12 befindet sich ein Gerätekopf 14, im vorliegenden Beispiel ausgebildet als Kragarm, welcher sich bis über die Schleifscheibe 16 erstreckt. Die Schleifscheibe 16 rotiert in einer Auffangwanne 18 in dem Gerätegehäuse 12. Von dem Gerätekopf 14 erstreckt sich ein rotierender Andrückstempel 20 nach unten und am unteren Ende 22 des Andrückstempels 20 ist ein Probenhalter 24, im vorliegenden Beispiel in Tellerform, mit einem Anschlusszapfen 26 (Fig. 2) befestigt. In dem Probenhalter 24 oder der Probenaufnahme sind im vorliegenden Beispiel sechs eingebettete metallographische Proben 30 eingesetzt. Das dargestellte Ausführungsbeispiel arbeitet mit Zentralanpressdruck. Alternativ kann auch mit Einzelanpressdruck gearbeitet werden, wobei die Proben 30 mit je einem eigenen Druckstempel gegen die Schleifscheibe gedrückt werden und axial nicht fix in den Probenhalter 24 eingespannt werden (nicht dargestellt).
Der Probenhalter 24 und die sechs darin eingesetzten eingebetteten Proben 30 rotieren um die Rotationsachse AK des Andrückstempels 20 bzw. des Anschlusszapfens 26. Dadurch beschreiben die sechs eingebetteten Proben 30 eine Kreisbewegung um die Achse AK und definieren dabei einen äußeren Gesamtumfang 31 mit einem Gesamtaußendurchmesser D_g von im vorliegenden Beispiel etwa 130 mm (Fig. 4).
Zum Schleifen der Proben 30 rotiert nun einerseits die Schleifscheibe 16 um die Schleifscheibenachse AS und andererseits der Probenhalter 24 um die Achse AK des Andrückstempels 20, wobei die Achse AK der Rotation des Probenhalters seitlich parallelversetzt zur Achse AS der Rotation der Schleifscheibe verläuft (Fig. 4, 5). Insbesondere liegt der Gesamtumfang 31 außerhalb der Schleifscheibenachse AS, was vorteilhaft ist, da die Umfangsgeschwindigkeit der Schleifscheibe an ihrer eigenen Rotationsachse AS gleich Null ist.
In dem beispielhaften Gerätekopf 14 mit Zentralanpressdruck befindet sich ein Andrückmechanismus, z.B. mit einer Linearführung 78 (Fig. 9, 10), welche den Probenhalter 24 mit den eingebetteten Proben 30 mit einer vordefinierten Andruckkraft F während der gegenläufigen oder gleichgerichteten Rotation der Schleifscheibe 16 und des Probenhalters 24 gegen die Schleifscheibe 16 andrückt, um den Schleifprozess der Unterseiten 30a der Proben durch Abrasion mittels der auf der Oberseite 16b der Schleifscheibe befindlichen Schleifmittelschicht aus Schleif- bzw. Abrasivkörnern zu bewirken.
Bezugnehmend auf die Fig. 3 ist die Probe 30 eine eingebettete Probe, welche aus dem zu untersuchenden eigentlichen Probenmaterial 32, z.B. ein Stück eines metallischen Prüfobjekts, z.B. zur späteren Durchführung einer Härteprüfmessung oder von Gefügeanalysen mit einem Mikroskop, und einem zylindrischen Block aus Kunststoff-Einbettmaterial besteht, in welchen das Probenmaterial 32 eingebettet ist. Das Probenmaterial 32 ist insbesondere in den Kunststoffblock 34 eingebettet, um besser handhabbar zu sein. Im vorliegenden Beispiel besteht der Kunststoffblock aus zwei verschiedenen Kunststoffen 34a, 34b zur Kostenoptimierung. Als Einbettmittel werden z.B. Bakelit, Epoxidharze, Duroplaste, Thermoplaste oder Acrylharze für transparente Einbettungen verwendet.
Bezugnehmend auf die Fig. 4 ist die Schleifscheibe 16 in einen peripheren Ringbereich 42 und einen in dem peripheren Ringbereich angeordneten zentralen Bereich 44 unterteilt. Die Belegung der Schleifscheibe mit Schleifmittel erfolgt lediglich in dem peripheren Ringbereich 44, im vorliegenden Beispiel in hexagonaler Schleifkornbelegung. In dem zentralen Innenbereich ist das Schleifmittel 46 ausgespart, so dass eine ringförmige Trennlinie 48 den peripheren, mit Schleifmittel belegten Ringbereich 42 von dem zentralen, nicht mit Schleifmittel belegten Innenbereich 44 trennt. Mit anderen Worten ist die Schleifmittelschicht 47 ringförmig ausgebildet mit einem ausgesparten zentralen Innenbereich 44. Der Abstand der Rotationsachsen AK und AS ist nun so gewählt, dass sich die Gesamtumfangslinie 31 der eingebetteten Proben 30 mit der Trennlinie 48 zwischen dem peripheren Ringbereich 42 und dem zentralen Innenbereich 44, also mit dem Innendurchmesser D_i der ringförmigen Schleifmittelschicht 47 schneidet. Mit anderen Worten laufen die eingebetteten Proben 30 bei der Rotation der Schleifscheibe 16 und des Probenhalters 24 über den mit Schleifmittel belegten peripheren Ringbereich 42 nach innen hinaus bis hinein in den nicht mit Schleifmittel belegten Innenbereich 44. Dies hat zur Folge, dass keine mit Schleifmittel belegte Stelle der Schleifscheibe 16 nicht von den eingebetteten Proben 30 überfahren wird, wodurch eine gleichmäßige Abnutzung des Schleifmittels gewährleistet ist.
Gleiches gilt auch am äußeren Rand 16c der Schleifscheibe 16, da der radiale Versatz zwischen den Achsen AK und AS so gewählt ist, dass die Proben 30 auch über den äußeren Rand 16c der Schleifscheibe 16 nach außen hinauslaufen.
Im vorliegenden Beispiel ist die Schleifscheibe 16 in einem hexagonalen Muster mit Schleifmittel 46 belegt, was jedoch nicht zwingend ist. Andere Belegungsmuster sind ebenfalls möglich. Sowohl das Belegungsmuster als auch die Ringform der Schleifmittelschicht lassen sich mittels Siebdruck in einem Arbeitsschritt hersteilen. Mittels des Siebdruckverfahrens werden das Bindemittel mit den Schleifkörnern als Pulver auf die Oberfläche der Schleifscheibe 16, im vorliegenden Beispiel direkt auf ein Metallblech, welches die steife Trägerscheibe 62 bildet, gedruckt, so dass die Schleifkörner wo gewünscht lokal in dem Bindemittel eingebettet auf der Schleifscheibe 16 gebunden sind. Die Trägerscheibe 62 kann jedoch auch noch eine textile Zwischenschicht umfassen (nicht dargestellt), auf welcher die Schleifkörner gebunden sind.
Bezugnehmend auf die Fig. 5 und 6 ist noch genauer zu erkennen, wie die momentan innenliegende Probe 30 über den mit Schleifmittel belegten peripheren Ringbereich 42 bzw. über die Trennlinie 48 nach innen in den nicht mit Schleifmittel belegten Innenbereich 44 der Schleifscheibe 16 hinausläuft. Dadurch, dass der Probenhalter 24 zusätzlich zur Schleifscheibe 16 rotiert, wird dennoch sichergestellt, dass alle Proben 30 auch an deren Umfang 30c plangeschliffen werden, nur eben nicht gerade in dem Moment, in dem sie in den Innenbereich 44 bzw. die kreisförmige Schleifmittelaussparung im Inneren der ringförmigen Schleifmittelschicht 47 eintauchen.
Mit anderen Worten ist die Schleifscheibe 16 nicht vollständig über ihre gesamte Fläche mit dem Schleifmittel 46 belegt, sondern lediglich außen ringförmig. Dadurch, dass die Proben 30 während der doppelten Rotation beim Schleifvorgang immer einen Mindestabstand von der Achse AS der Schleifscheibe 16 einhalten, bleibt eine Mindestumfangsgeschwindigkeit des Schleifmittels relativ zu den Proben 30 in jeder Dreh-Stellung erhalten. Dadurch, dass die zu schleifenden Proben 30 innen über den peripheren mit Schleifmittel belegten Ringbereich 42 hinauslaufen, werden sowohl das Schleifmittel 46 in dem peripheren Ringbereich 42 als auch die Unterseite 30a der Probe 30 plan abgetragen, so dass ein Abziehen der Schleifscheibe 16 nicht mehr notwendig ist. Dies erspart dem Benutzer zunächst die Zeit für das Abziehen der Probe. Als Zusatznutzen können allerdings noch die Kosten für das Schleifmittel 46 gesenkt werden, da weniger Schleifmittel 46 für die Schleifscheibe 16 benötigt wird.
Würde auch der Innenbereich 44 mit Schleifmittel belegt sein, wie dies im Stand der Technik typischerweise gegeben ist, würde in dem Bereich um die Rotationsachse AS der Schleifscheibe 16 kein Materialabtrag des Schleifmittels erfolgen, was ein nicht-planares Abnutzungsverhalten der Schleifscheibe zur Folge hatte. Daher musste die Schleifscheibe von Zeit zu Zeit abgezogen werden, damit diese wieder plan ist. Anderenfalls entstand bei ungleichmäßiger Abnutzung ein gewisser Übergang bei einem Radius r_s der Schleifscheibe, an dem der Gesamtumfang 31 innen endet, was dazu geführt hat, dass die Proben 30 im Randbereich 30c beim Schleifen zum Verrunden neigten und nicht plan waren. Fig. 11 zeigt diese Problematik der Verrundung 33, wie sie bei früheren Schleifgeräten bzw. Schleifscheiben aufgetreten ist.
Wieder zurück zu dem in Fig. 1-6 dargestellten Ausführungsbeispiel der Erfindung, weist der schleifende periphere Ringbereich 42 einen Außendurchmesser D_a und einen Innendurchmesser D_i auf, wobei in diesem Beispiel der Außendurchmesser D_a = 300 mm beträgt und der Innendurchmesser DJ = 50 mm. Diese Maße sind angepasst an den in Fig. 4 dargestellten Probenhalter 24 in Form eines Probenaufnahmetellers, welcher sechs eingebettete Proben 30 in ringförmiger Anordnung um die Achse AK einspannt und selbst einen Durchmesser von 140 mm aufweist. Im vorliegenden Beispiel weisen die Proben 30 einen Durchmesser von 40 mm auf und der Gesamtaußendurchmesser D_g des Gesamtumfangs 31 beträgt etwa D_g = 130 mm. Der Überschneidungsbereich bzw. Überlaufbereich 43 der Proben 30 in den passiven Innenbereich 44 beträgt in diesem Beispiel demnach einige Millimeter.
Das Prinzip der ringförmigen Ausgestaltung des aktiv schleifenden Flächenbereichs 42 der Schleifscheibe 16 ist allerdings nicht beschränkt auf Probenhalter 24 mit mehreren Proben 30, sondern kann auch beim Schleifen einer einzelnen Probe 30 zum Einsatz kommen. Diesbezüglich wird auf die Fig. 7 bis 10 Bezug genommen, die ein Labor-Tellerschleifgerät 10‘ zeigen, welches einen Gerätekopf 14 aufweist, der mehrere Schleifstationen 15 jeweils mit eigener Schleifscheibe 16 bedient. In diesem Beispiel ist der Gerätekopf 14 entlang der Richtung 52 verschiebbar am Gehäuse 12 befestigt, um wechselweise mehrere Schleifstationen 15 bedienen zu können. Hierbei rotiert jede Schleifscheibe 16 in ihrer eigenen Auffangwanne 18. Das Labor-Tellerschleifgerät 10‘ weist ferner noch zwei separate Polierstationen 54 auf.
Bezugnehmend auf die Fig. 8 weist jede Schleifstation 15 einen Schleifscheibenaufnahmeteller 58 auf, welcher z.B. als stabiler Metallteller ausgebildet sein kann. Der Schleifscheibenaufnahmeteller 58 wird von einem Schleifscheibenantrieb 60 um die Achse AS rotiert. Auf dem Schleifscheibenaufnahmeteller 58 ist die Schleifscheibe 16 lösbar angehaftet, z.B. mittels einer Magnethalterung, wobei aber auch andere Techniken zur Anhaftung möglich sind. Die Schleifscheibe 16 wiederum besteht aus einer steifen Trägerscheibe 62 und dem auf der Trägerscheibe 62 gebundenen Schleifmittel 46 in Form von Schleifkörnern einer bestimmten Körnung, die in das Bindemittel eingebettet sind, wodurch die Schleifmittelschicht 47 gebildet wird. Die Schleifkörner werden dabei in mehreren Schichten auf der Trägerscheibe aufgebracht, um eine selbstschärfende Schleifscheibe 16 zu bilden. Hierfür werden die Schleifkörner als Pulver z.B. mittels eines Siebdruckverfahrens mit Kunstharzbindemittel auf die Schleifscheibe 16, in diesem Beispiel direkt auf die Oberseite 62b der Trägerscheibe 62 aufgedruckt. Je nach Körnung bedeutet das, dass etwa 3 bis 100 Schichten an Schleifkörnern auf der Trägerscheibe 62 in dem Bindemittel gebunden sein können. Die Dicke der so erzeugten Schleifmittelschicht 47 beträgt je nach Schleifscheibe 16 etwa 0,2 mm bis 1 mm. Mittels des Siebdruckverfahrens kann einerseits ein gewünschtes Schleifmuster, z.B. hexagonal wie in Fig. 2 dargestellt, als auch die Unterteilung in den mit Schleifmittel belegten peripheren Ringbereich 42 und den nicht mit Schleifmittel belegten Innenbereich 44 in einem Arbeitsschritt erzeugt werden. Durch die Unterteilung in den mit Schleifmittel belegten peripheren Ringbereich 42 und den nicht mit Schleifmittel belegten Innenbereich 44 entsteht an der ringförmigen Trennlinie 48 zwischen dem mit Schleifmittel belegten peripheren Ringbereich 42 und dem nicht mit Schleifmittel belegten Innenbereich 44 eine Stufe 64, deren Höhe der Dicke der Schleifmittelschicht 47 entspricht, also beispielsweise etwa 0,2 mm bis 1 mm beträgt. Die Stufe 64, die von dem peripheren Ringbereich 42 in den Innenbereich 44 nach unten führt, gewährleistet, dass auch bei signifikanter Abnutzung des Schleifmittels 46 in dem peripheren Ringbereich 42 die Probe 30 noch einen hinreichenden axialen Abstand von der Oberseite 62b der Trägerscheibe 62 aufweist und insbesondere vom peripheren Ringbereich 42 in den Innenbereich 44 keine unerwünschte Stufe nach oben entstehen kann, wie dies bei herkömmlichen Schleifscheiben der Fall ist, wenn das Schleifmittel im zentralen Bereich der Schleifscheibe nicht von der Probe bzw. den Proben abgenutzt wird. Daher kann auf ein regelmäßiges Abziehen zum Planen der Schleifscheibe verzichtet werden.
Die Trägerscheibe 62 ist mit ihrer Unterseite 62a an die Oberseite 58b des Schleifscheibenaufnahmetellers 58 angehaftet.
In dem in Fig. 7 bis 10 dargestellten Beispiel ist der Probenhalter 24 als Probengreifer 72 ausgebildet. Der Probengreifer 72 weist drei Greifarme 74 auf, welche automatisch eine einzelne Probe greifen können, um diese automatisch zu schleifen. Mittels mehrerer Düsen 76 kann z.B. automatisch Wasser als Kühlmittel und/oder zum Spülen oder Diamantsuspensionen in verschiedenen Körnungen auf die Schleifscheibe 16 gespritzt werden.
Bezugnehmend auf die Fig. 9 und 10 weist der Gerätekopf 14 eine lineare Antriebsmechanik 78 auf, mittels welcher der Probenhalter 24 und damit die Probe 30 bzw. die Proben 30 mit definierter Kraft F gegen die Schleifscheibe 16 angestellt werden, wobei der Andrückstempel 20 gleichzeitig rotiert.
Es ist für den Fachmann ersichtlich, dass die vorstehend beschriebenen Ausführungsformen beispielhaft zu verstehen sind und die Erfindung nicht auf diese beschränkt ist, sondern in vielfältiger Weise variiert werden kann, ohne den Schutzbereich der Ansprüche zu verlassen. Ferner ist ersichtlich, dass die Merkmale unabhängig davon, ob sie in der Beschreibung, den Ansprüchen, den Figuren oder anderweitig offenbart sind, auch einzeln wesentliche Bestandteile der Erfindung definieren, selbst wenn sie zusammen mit anderen Merkmalen gemeinsam beschrieben sind. Alle Merkmale die in Zusammenhang mit dem Labor-Tellerschleifgerät, dem Verfahren, der Ersatzschleifscheibe und der Verwendung offenbart sind, gelten selbstverständlich auch für die Gegenstände der jeweils anderen Kategorien als offenbart und die Merkmale eines Ausführungsbeispiels gelten auch für ein anderes Ausführungsbeispiel offenbart. Vorliegend gilt dies insbesondere für die beiden Ausführungsbeispiele in Fig. 1-6 einerseits und Fig. 7-10 andererseits.

Claims

Patentansprüche:
1. Labor-Tellerschleifgerät (10, 10‘) mit rotierender Schleifscheibe (16) zum Planschleifen einer Unterseite (30a) von insbesondere eingebetteten Proben (30), umfassend: ein Gerätegehäuse (12) mit einem Schleifscheibenaufnahmeteller (58) und einem Antriebsmotor (60), mittels welchem der Schleifscheibenaufnahmeteller (58) in Rotation versetzbar ist, eine Schleifscheibe (16) mit einer Trägerscheibe (62) und einem Schleifmittel (46), welches mit einem Bindemittel auf einer Oberseite (62b) der Trägerscheibe (62) gebunden ist, wobei die Trägerscheibe (62) der Schleifscheibe (16) eine Oberseite (62b) und eine Unterseite (62a) aufweist, und wobei die Schleifscheibe (16) mit der Unterseite (62a) auf dem Schleifscheibenaufnahmeteller (58) lösbar befestigbar ist, wobei die Schleifscheibe (16) in einen peripheren ringförmigen ersten Flächenbereich (42) und einen innerhalb des peripheren ringförmigen ersten Flächenbereichs (42) angeordneten zentralen zweiten Flächenbereich (44) unterteilt ist, wobei die Oberseite (62b) der Trägerscheibe (62) lediglich in dem peripheren ringförmigen ersten Flächenbereich (42) mit dem gebundenen Schleifmittel (46) belegt ist, so dass ein schleifender peripherer ringförmiger erster Flächenbereich (42) und ein passiver zentraler zweiter Flächenbereich (44) gebildet werden.
2. Labor-Tellerschleifgerät (10, 10‘) nach Anspruch 1, wobei das Schleifmittel (46) von Schleifkörnern gebildet wird und im Querschnitt der Schleifscheibe (16) die Schleifkörner (46) in dem schleifenden peripheren ringförmigen ersten Flächenbereich (42) eine gemeinsame ringförmige schleifende erste Oberfläche der Schleifscheibe (16) definieren und die Trägerscheibe (62) der Schleifscheibe (16) in dem passiven zentralen zweiten Flächenbereich (44) eine zentrale nicht-schleifende zweite Oberfläche der Schleifscheibe (16) bildet, und wobei in einem frischen unabgenutzten Zustand der Schleifscheibe (16) die gemeinsame ringförmige schleifende erste Oberfläche der Schleifscheibe höher liegt als die zentrale nicht-schleifende zweite Oberfläche der Schleifscheibe (16).
3. Labor-Tellerschleifgerät (10, 10‘) nach Anspruch 2, wobei der Höhenunterschied zwischen der gemeinsamen ringförmigen schleifenden ersten Oberfläche und der zentralen nicht-schleifenden zweiten Oberfläche im Bereich zwischen 50 mhi und 5 mm beträgt.
4. Labor-Tellerschleifgerät (10, 10‘) nach einem der vorstehenden Ansprüche, wobei das Schleifmittel (46) von Schleifkörnern gebildet wird und in dem schleifenden peripheren ringförmigen ersten Flächen bereich (42) die Schleifkörner mit dem Bindemittel in mehreren Schichten, vorzugsweise in 3 bis 100 Schichten, auf der Oberseite (62b) der Trägerscheibe (62) gebunden sind.
5. Labor-Tellerschleifgerät (10, 10‘) nach Anspruch 4, wobei die Schleifmittelschicht mehrschichtig selbstschärfend ausgebildet sind, derart dass stumpf gewordene Schleifkörner beim Schleifvorgang herausbrechen und dadurch frische Schleifkörner aus einer darunter liegenden Schicht selbstständig an die Oberfläche treten.
6. Labor-Tellerschleifgerät (10, 10‘) nach einem der vorstehenden Ansprüche, wobei das Schleifmittel (46) von Schleifkörnern gebildet wird und in dem schleifenden peripheren ringförmigen ersten Flächen bereich (42) mit einem Bindemittel in einem vordefinierten Muster aufgedruckt ist.
7. Labor-Tellerschleifgerät (10, 10‘) nach einem der vorstehenden Ansprüche, wobei die Schleifscheibe (16) rund ist und einen Außendurchmesser zwischen 100 mm und 500 mm, vorzugsweise zwischen 150 mm und 400 mm, vorzugsweise von 300 mm +/- 50 mm aufweist.
8. Labor-Tellerschleifgerät (10, 10‘) nach einem der vorstehenden Ansprüche, wobei der schleifende periphere ringförmige erste Flächenbereich (42) einen Innendurchmesser D_i und einen Außendurchmesser D_a aufweist, wobei die Hälfte der Differenz zwischen Innendurchmesser D_i und Außendurchmesser der radialen Breite B_r des schleifenden peripheren ringförmigen ersten Flächenbereichs (42) entspricht und zwischen 240 mm und 20 mm, vorzugsweise zwischen 180 mm und 25 mm, vorzugsweise 30 mm +/- 10 mm oder 125 mm +/- 50 mm beträgt.
9. Labor-Tellerschleifgerät (10, 10‘) nach einem der vorstehenden Ansprüche, wobei der schleifende periphere ringförmige erste Flächenbereich (42) einen Innendurchmesser D_i und einen Außendurchmesser D_a aufweist, wobei der Innendurchmesser D_i zwischen 20 mm und 450 mm, vorzugsweise zwischen 30 mm und 300 mm, vorzugsweise 50 mm +/- 30 mm oder 250 mm +/- 50 mm beträgt und/oder der Außendurchmesser D_a zwischen 100 mm und 500 mm, vorzugsweise zwischen 150 mm und 400 mm, vorzugsweise im Bereich von 300 mm +/- 50 mm beträgt.
10. Labor-Tellerschleifgerät (10, 10‘) nach einem der vorstehenden Ansprüche, wobei die Trägerscheibe (62) ein Blech, insbesondere ein Metallblech oder ein Kunststoffblech umfasst und/oder wobei das Schleifmittel (46) aus Diamantpartikeln besteht .
11. Labor-Tellerschleifgerät (10, 10‘) nach einem der vorstehenden Ansprüche, wobei die Schleifscheibe (16) mit der Unterseite auf dem Schleifscheibenaufnahmeteller (58) abziehbar haftend befestigbar ist.
12. Labor-Tellerschleifgerät (10, 10‘) nach einem der vorstehenden Ansprüche, wobei das Gerätegehäuse (12) eine Auffangwanne (18) für Kühlflüssigkeit und Schleifabrieb aufweist, wobei der Schleifscheibenaufnahmeteller (58) in der Auffangwanne (18) rotiert.
13. Labor-Tellerschleifgerät (10, 10‘) nach einem der vorstehenden Ansprüche, wobei eine oder mehrere Proben (30) in einen Probenhalter (24) eingesetzt sind, und an die Schleifscheibe (16) angedrückt werden, und wobei zusätzlich zur Rotation der Schleifscheibe (16) der Probenhalter (24) mit der Probe (30) bzw. mit den Proben (30) während des Schleifvorgangs rotiert und während der Rotation der Schleifscheibe (16) und des Probenhalters (24) ein Randbereich der Probe (30) bzw. der Proben (30) innen über den schleifenden peripheren ringförmigen ersten Flächenbereich (42) radial hinausläuft.
14. Labor-Tellerschleifgerät (10, 10‘) nach einem der vorstehenden Ansprüche, wobei das Labor-Tellerschleifgerät einen Gerätekopf (14) mit einem Andrückstempel (20) zum Befestigen eines Probenhalters (24) aufweist, mit welchem eine oder mehrere Proben (30), die in den Probenhalter (24) eingesetzt sind, mit einer vordefinierten Andruckkraft auf die Schleifscheibe (16) angedrückt werden, und wobei der Probenhalter (24) insbesondere rotierbar ist, um zusätzlich zu der Rotation der Schleifscheibe (16) gleichzeitig eine Rotation des Probenhalters (24) während des Schleifvorgangs zu bewerkstelligen, wobei die Rotationsachsen (AS, AK) der Schleifscheibe (16) und des Probenhalters (24) parallelversetzt verlaufen.
15. Labor-Tellerschleifgerät (10, 10‘) nach einem der vorstehenden Ansprüche, wobei der schleifende periphere ringförmige erste Flächenbereich (42) einen Innendurchmesser D_i und einen Außendurchmesser D_a aufweist, und wobei die Hälfte der Differenz zwischen dem Innendurchmesser D_i und dem Außendurchmesser D_a die radiale Breite B_r des schleifenden peripheren ringförmigen ersten Flächenbereichs (42) definiert und i) im Falle einer einzelnen Probe, die radiale Breite B_r des schleifenden peripheren ringförmigen ersten Flächenbereichs (42) so gewählt ist, dass der Durchmesser der Probe (30) innen über den Innendurchmesser D_i hinausragt, insbesondere dauerhaft oder temporär durch radiale Verschiebung der rotierenden Probe während des Schleifvorgangs, oder ii) im Falle eines Probenhalters (24) mit mehreren eingesetzten Proben (30), die Gesamtheit der Proben bezogen auf die Rotation des Probenhalters einen Gesamtaußendurchmesser D_g definiert und die radiale Breite B_r des schleifenden peripheren ringförmigen ersten Flächenbereichs (42) so gewählt ist, dass der Gesamtaußendurchmesser D_g innen über den Innendurchmesser D_i hinausragt, insbesondere dauerhaft oder temporär durch radiale Verschiebung der rotierenden Probe während des Schleifvorgangs.
16. Verfahren zum Planschleifen einer Unterseite von insbesondere eingebetteten Proben (30) mit einer rotierenden Schleifscheibe (16), insbesondere mit dem Labor-Tellerschleifgerät (10, 10‘) nach einem der vorstehenden Ansprüche, wobei: eine Schleifscheibe (16) mit einer Trägerscheibe (62) und einem Schleifmittel (46), welches mit einem Bindemittel auf einer Oberseite (62b) der Trägerscheibe (62) gebunden ist, verwendet wird und wobei die Trägerscheibe (62) der Schleifscheibe (16) eine Oberseite (62b) und eine Unterseite (62a) aufweist, wobei die Schleifscheibe (16) erheblich größer ist als die plan zu schleifende Probe (30), wobei die Schleifscheibe (16) in einen peripheren ringförmigen ersten Flächenbereich (42) und einen innerhalb des peripheren ringförmigen ersten Flächenbereichs (42) angeordneten zentralen zweiten Flächenbereich (44) unterteilt ist, wobei die Oberseite (62b) der Trägerscheibe (62) lediglich in dem peripheren ringförmigen ersten Flächenbereich (42) mit dem Schleifmittel (46) belegt ist, so dass ein schleifender peripherer ringförmiger erster Flächenbereich (42) und ein passiver zentraler zweiter Flächenbereich (44) gebildet werden, wobei eine oder mehrere Proben (30) in einen Probenhalter (24) eingesetzt sind und an die Schleifscheibe (16) angedrückt werden, und wobei zusätzlich zur Rotation der Schleifscheibe der Probenhalter (24) mit der Probe (30) bzw. mit den Proben (30) während des Schleifvorgangs rotiert und bei der Rotation während des Schleifvorgangs Randbereiche der Probe (30) bzw. der Proben (30) innen über den schleifenden peripheren ringförmigen ersten Flächenbereich (42) hinauslaufen und in den passiven zentralen zweiten Flächenbereich (44) hineinlaufen.
17. Ersatz-Schleifscheibe (16) bestehend aus einer Trägerscheibe (62) und auf der Trägerscheibe mit einem Bindemittel gebundenen Schleifkörnern, hergerichtet zur Verwendung in dem Labor-Tellerschleifgerät (10, 10‘) zum Planschleifen einer Unterseite (30a) von insbesondere eingebetteten Proben (30) gemäß einem der Ansprüche 1-15, wobei die Schleifscheibe (16) erheblich größer ist als die plan zu schleifende Probe (30), wobei die Trägerscheibe (62) der Schleifscheibe (16) eine Oberseite (62b) und eine Unterseite (62a) aufweist, und wobei die Trägerscheibe (62) mit der Unterseite (62a) auf einem Schleifscheibenaufnahmeteller (58) des Labor-Tellerschleifgeräts (10, 10‘) lösbar anhaftbar ist, und wobei die Schleifscheibe (16) in einen peripheren ringförmigen ersten Flächenbereich (42) und einen innerhalb des peripheren ringförmigen ersten Flächenbereichs (42) angeordneten zentralen zweiten Flächenbereich (44) unterteilt ist, wobei die Oberseite (62b) der Trägerscheibe (62) lediglich in dem peripheren ringförmigen ersten Flächenbereich (42) mit den Schleifkörnern als Schleifmittel (46) belegt ist, so dass ein schleifender peripherer ringförmiger erster Flächenbereich (42) und ein passiver zentraler zweiter Flächenbereich (44) gebildet werden.
18. Verwendung der Ersatz-Schleifscheibe (16) nach Anspruch 17 in dem Labor- Tellerschleifgerät (10, 10‘) nach einem der Ansprüche 1-15.
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