Verfahren zum galvanischen Beschichten von Segmentflächen, die auf der Oberfläche eines Grundkörpers angeordnet sind und danach hergestelltes Werkzeug, insbesondere Schleifscheibe

Abstract

 Das vorgeschlagene Verfahren zum galvanischen Beschichten von Segmentflächen, die auf der Oberfläche eines Grundkörpers angeordnet sind, besteht darin, daß zunächst die Oberfläche des Grundkörpers (1) auf mechanischem Wege mit einer Riffelung oder Rändelung (3, 4) versehen wird, die mit einem Isoliermaterial (6) beschichtet wird. Anschließend werden durch ein Abspanen der Oberfläche freiliegende Segmentflächen (7) geschaffen und diese galvanisch beschichtet. Danach wird das dazwischenliegende Isoliermate­rial entfernt. Dadurch können beispielsweise bei Schleifwerkzeugen, auf denen eine galvanische Schicht mit Schleifkörnern abgeschieden werden soll, die Segmente klein gehalten werden und Zwischenräume geschaffen werden für eine Spanauf­nahme, die gegenüber den Segmentflächen zurück­liegend angeordnet sind.

Beschreibung

[0001] Ein galvanisches Auftragen von Metallen oder metallisch gebundenen Stoffen auf der Oberfläche eines Grundkörpers erfolgt zu den unterschiedlichsten Zwecken. So ist es bei­spielsweise üblich, eine metallische Schicht galvanisch auf einem Grundkörper zum Schutz gegen Korrosion auf zutra­gen oder um die Oberflächenrauhigkeit des Körpers zu be­einflussen oder einen Schutz gegen Verschleiß zu schaffen oder um den Grundkörper, insbesondere ein Schmuckstück mit einem Dekor zu versehen. Weiterhin finden diese Verfahren allgemein Anwendung bei der Herstellung von Schleifwerk­zeugen, insbesondere Schleifscheiben, um die Oberfläche eines Grundkörpers mit metallisch gebundenen Schleifkör­nern zu versehen.

[0002] Auf verschiedenen Anwendungsgebieten stellt sich vielfach das Bedürfnis, die Beschichtung nicht auf der gesamten Ob­erfläche des Grundkörpers, sondern lediglich auf Segmentf­lächen anzuordnen, die im Abstand zueinander stehen, wobei sowohl die beschichteten Segmentflächen wie auch die nicht beschichteten Freiflächen des Grundkörpers in ihrer Form, Größe und Abstand gleich bleibend sein sollen. Dabei kön­nen entweder die freibleibenden Flächen oder auch die be­schichteten Segmentflächen bestimmte geometrische Formen wie Kreise, Kreisflächen, Rechtecke, Ronden oder bei­spielsweise auf zylindrischen Grundkörpern auch wendelför­mige Figuren darstellen.

[0003] Zum Herstellen der galvanisch aufgetragenen Beschichtung wird der metallische Grundkörper oder der mit einer metal­lischen Beschichtung versehene Grundkörper an eine Elektrode angeschlossen und in das galvanische Bad einge­bracht, in dem eine zweite Elektrode an den metallischen Werkstoffspender angelegt ist. Wird der Stromkreis ge­schlossen, so schlägt sich auf der Oberfläche des metalli­schen leitenden Grundkörpers die galvanische Schicht aus dem Spendermetall nieder. Wenn lediglich geometrisch defi­nierte, das heißt begrenzte Oberflächensegmente beschich­tet werden sollen, so sind die abscheidungsfreien Oberflä­chensegmente abzudecken. Nach bekannten Verfahren erfolgt dies beispielsweise durch ein teilweises Lackieren der Grundkörper oder durch ein Einbringen in komplizierte For­ men, in denen der Grundkörper gegenüber dem galvanischen Bad teilweise abgedeckt ist oder beispielsweise durch ein Abkleben derjenigen Oberflächenabschnitte, die frei blei­ben sollen. Diese bekannten Verfahren sind jedoch insbe­sondere dann mit einem hohen Aufwand verbunden, wenn ver­hältnismäßig kleine geometrisch definierte Flächen sowohl für eine Beschichtung wie auch als freibleibende Flächen vorgesehen sind.

[0004] Beispielsweise besteht insbesondere auf dem Gebiet der Schleifwerkzeugherstellung ein Bedürfnis danach, diejeni­gen Oberflächensegmente, auf denen eine galvanische Schicht mit Schleifkörnern abgeschieden werden soll, mög­lichst klein zu halten und die Zwischenräume, auf denen nicht eine galvanische Schicht abgeschieden werden soll zum Zwecke einer ausreichenden Spanaufnahme beim Einsatz der Schleifscheibe gegenüber den zur Abscheidung bestimm­ten Flächen zurückliegend anzuordnen. Durch eine möglichst große Vielzahl gleichförmig auf der Umfangsfläche verteilt angeordneter Segmentflächen mit einem Schneidbelag und dazwischen tieferliegenden freien Zwischenräume wird au­ßerdem die Kühlung der Schleifsegmente und damit die Wir­kung der Schleifscheibe verbessert. Eine dementsprechende Ausbildung einer Schleifscheibe setzte aus den vorgenann­ten Gründen bisher jedoch ein erheblichen Arbeitsaufwand voraus.

[0005] Auf verschiedenen Anwendungsgebieten sind besonders Schleifscheiben zweckmäßig, die mit einer mechanisch her­gestellten Riffelung oder Rändelung versehen sind. Bei diesen Begriffen ist davon auszugehen, daß sich bei einer sogenannten Rändelung die Seitenwände der Rillen gegensei­tig schneiden, während bei einer Riffelung die Seitenwände parallel zueinander stehen. Vertiefungen lassen sich zwar durch ein bekanntes Fotoätzen hervorbringen zwischen fo­tografisch aufgetragenen Lackfächen oder Streifen, indem die Zwischenräume eingeätzt werden, um dadurch Vertiefun­gen hervorzurufen. Derartiges ist jedoch verhältnismäßig aufwendig. Gleiches gilt für die Anwendung des Siebdruck­verfahrens. Insbesondere kann jedoch eine Riffelung oder Rändelung nicht durch Fotosynthese oder ein Ätzen erzeugt werden, sondern es lassen sich lediglich Vertiefungen her­stellen. Hinzu kommt, daß es sich bei Schleifwerkzeugen oder anderen Werkzeugen vielfach um runde Grundkörper han­delt, bei denen es äußerst schwierig ist, auf einer zy­lindrischen Fläche nach bekannten Verfahren Vertiefungen hervorzurufen und nicht möglich ist im Siebdruckverfahren oder Ätzverfahren, eine Riffelung oder Rändelung vorzuse­hen.

[0006] Aufgabe der Erfindung ist es, ein Verfahren zum Beschich­ten der Segmentflächen eines Grundkörpers durch galvani­sche Abscheidung zu schaffen, nach dem äußerst kleine Seg­mente und freibleibende Zwischenräume in einer gewünschten Größe und Tiefe unter nur geringem Aufwand auf gekrümmten Oberflächen herzustellen sind. Gemäß der Erfindung ist da­ für vorgesehen, daß zunächst die Oberfläche des Grundkör­pers mechanisch mit einer Riffelung oder Rändelung verse­hen wird, die mit einem Isoliermaterial wie einem Lack be­schichtet wird, und anschließend durch Abspanen der Oberf­läche freiliegende Segmentflächen geschaffen werden, die Segmentflächen galvanisch beschichtet werden und das zwi­schen den beschichteten Segmentflächen liegende Isolierma­terial entfernt wird.

[0007] Gemäß der Erfindung kann ein Grundkörper aus einem elekt­risch leitfähigen Material wie beispielsweise Aluminium auf seiner Oberfläche durch Rollieren mit einer Hartrolle oder dergleichen derart verformt werden, daß seine Oberf­läche eine Riffelung aufweist, die aus sich kreuzenden Rillen besteht. Handelt es sich dabei um quer zueinander verlaufende kerbförmige Rillen, so besteht die Riffelung aus nebeneinander stehenden pyramidenförmigen Körpern, die sich aus nachstehend noch erläuterten Gründen bei der Her­stellung von Schleifscheiben als besonders geeignet zei­gen. Die derart geformte Oberfläche wird danach vollstän­dig mit einem Isoliermaterial abgedeckt, das vorzugsweise aus einem Kunstharzlack wie Acrylharz besteht, so daß der Grundkörper lediglich eingetaucht zu werden braucht. In diesem Zustand wäre eine galvanische Abscheidung auf der Oberfläche des Grundkörpers nicht möglich. Deshalb wird die zu beschichtende Fläche des Grundkörpers durch ein spanendes Abtragen der außenliegenden Lackschicht soweit freigelegt, bis sich die Flächen darstellen, die beschich­ tet werden sollen. Durch ein weiteres Abtragen durch Spa­nen kann die Tiefe der später freiliegenden Zwischenräume vorherbestimmt werden, wenn die Segmente beispielsweise einen kreisförmigen oder rechteckigen oder quadratischen Querschnitt aufweisen. Ist die Riffelung oder Rändelung derart zuvor erfolgt, daß die vorstehenden Segmente die Form von Pyramiden aufweisen, so kann die Größe der zu be­schichtenden Segmentflächen durch das Ausmaß des Abspanens des Grundkörpers festgelegt werden, da sie mit fortschrei­tendem Spanen von der Spitze der Pyramide bis zum Grunde fortlaufend zunimmt, während sich die Tiefe der Zwischen­räume vermindert. Nach dem Spanvorgang wird das Isolierma­terial zunächst in den Zwischenräumen belassen, damit nachfolgend das galvanische Abscheiden eines Metalles oder eines Metalles mit Schleifkörnern auf die freiliegenden, äußeren Segmentflächen beschränkt bleibt.

[0008] Erst nach diesem Auftrag der galvanischen Beschichtung kann eine Reinigung der Zwischenräume erfolgen durch Ent­fernung der Isoliermasse bzw. des Lackes, beispielsweise durch seine Auflösung oder ein Waschen.

[0009] Die Wirtschaftlichkeit in der Herstellung von Körpern, welche verhältnismäßig kleine metallbeschichtete Segmentf­lächen auf ihrer Außenseite tragen, wird noch verbessert durch die Anwendung einer Form in der Art eines Zylinders, die ihrerseits eine Riffelung trägt, welche bereits bei der Herstellung des Grundkörpers in seiner Oberfläche ein­gearbeitet wird. Dafür kann beispielsweise eine mehrtei­lige zylindrische Form Anwendung finden, die auf ihrer In­nenseite mit einer Riffelung versehen ist, wobei der her­zustellende Grundkörper beispielsweise aus einem Kern aus Kunststoff besteht, der einen Ring aus Kunststoff und ei­nem metallischen Füllstoff trägt, welcher in den Ringraum zwischen Kern und Form eingepreßt wird, so daß unter An­wendung ein und derselben Form bereits bei der Herstellung eines Grundkörpers dieser mit einer Riffelung versehen wird und demzufolge dafür keiner Nachbehandlung bedarf.

[0010] Ausführungsbeispiele der Erfindung sind nachstehend unter Bezugnahme auf eine Zeichnung erläutert.

[0011] In der Zeichnung zeigen:

Figur 1: die Teilansicht einer mit Segmenten versehenen Schleifscheibe;

Figur 2: die Teilansicht einer anderen Ausführungsform ei­ner mit Segmenten versehenen Schleifscheibe;

Figur 3: einen Schnitt nach der Linie III-III der Figur 2;

Figur 4: einen Schnitt durch eine Riffelung, die mit Lack beschichtet ist;

Figur 5: die Anordnung von Figur 4 nach einer spanabheben­den Bearbeitung;

Figur 6: die Anordnung nach Figur 5 nach einer galvani­schen Beschichtung;

Figur 7: die Anordnung von Figur 6 nach Entfernung der Lackschicht;

Figur 8: eine pyramidenförmige Riffelung in der Drauf­sicht;

Figur 9: die Riffelung von Figur 8 nach spanabhebender Be­arbeitung;

Figur 10: den Teilausschnitt eines Grundkörpers mit Form

[0012] Die in Figur 1 im Teilausschnitt wiedergegebene Schleif­scheibe besteht aus einem Grundkörper 1, der auf seiner Umfangsfläche mit streifenförmigen Segmenten 2 versehen ist, die einen galvanisch niedergeschlagenen Belag von Schleifkörnern mit einer Metallbindung wie Nickel tragen. Von diesem Belag ist die metallische Beschichtung mit 8 und sind die Schleifkörner mit 9 bezeichnet. Zwischen den Segmenten 2 befinden sich streifenförmige Vertiefungen 3 für die Aufnahme von Spänen und die Zu - und Abführung von Kühlwasser.

[0013] Kleinere, im Querschnitt quadratische Segmente 2 und Zwi­schenräume bzw. Vertiefungen 3 zeigt das Ausführungsbeis­piel nach Figur 2 und der Schnitt entsprechend Figur 3. Auch diese Riffelungen bzw. Rändelungen lassen sich durch ein Rollieren herstellen, wenn der Grundkörper 1 bei­spielsweise aus einem relativ weichen Material wie Alumi­nium besteht, in dem mit einer Hartrolle das Profil ein­gedrückt oder eingepreßt wird.

[0014] Die Ausführungsform einer Schleifscheibe nach den Figuren 4 bis 9 zeigt eine Riffelung 4, die sich zusammensetzt aus pyramidenförmigen Körpern 5, welche sich ebenfalls durch Rollieren mit einer Hartrolle herstellen lassen aus quer­verlaufenden Kerbrillen.

[0015] Entsprechend Figur 4 ist die Riffelung 4 nach ihrer Her­stellung mit einem Lack 6 aus Acrylharz oder einem anderen Isoliermaterial bis über die Spitzen der pyramidenförmigen Körper 5 beschichtet. Gemäß Figur 5 lassen sich durch spa­nende Bearbeitung die außenliegende Lackschicht 6 sowie die darunterliegenden Spitzen der pyramidenförmigen Körper 5 abtragen, so daß gleichmäßig über den Umfang verteilt angeordnete segmentförmige freiliegende Metallflächen in einer Breite"b" geschaffen werden für eine nachfolgende galvanische Beschichtung mit einem Metall. Das Ausmaß der Breite"b" ist abhängig vom Umfang des Abspanens und damit vorausbestimmbar.Entsprechendist die Tiefe "t" der Zwi­schenräume für die Aufnahme von Spänen und Kühlflüssigkeit vorherbestimmbar.

[0016] Nach dem Abspanen bzw. Freilegen der Spanflächen 7 erfolgt im nächsten Verfahrensabschnitt entsprechend den Pfeilen 10 im galvanischen Bad eine Beschichtung der Segmentflä­chen 7 mit einem Metall wie Nickel als metallischer Be­schichtung 8 mit Schleifkörnern 9, die aus Diamant beste­hen können.

[0017] Für das Freilegen der Zwischenräume kann anschließend der Lack 6 entfernt werden, so daß sich ein Querschnitt gemäß Figur 7 ergibt.

[0018] Die Ausbildung einer Riffelung 4 auf dem Grundkörper 1 kann entsprechend Figur 10 unter Verwendung einer vorzu­gsweise mehrteiligen zylindrischen Form 14 erfolgen, die auf ihrer Innenwandung mit einer Riffelung 15 versehen ist. Dazu wird ein beispielsweise aus Kunststoff bestehen­der Kern 12 des Grundkörpers in die Form eingelegt und da­nach ein Kunststoff mit einem Metallfüller in der Art ei­nes Ringes in den Zwischenraum eingepreßt, so daß die Rif­felung 15 sich auf den aus den Teilen 12 und 13 bestehen­den Grundkörper 1 überträgt mit dem Vorteil, daß der Grundkörper für die Hervorbringung der Riffelung nicht nachbearbeitet zu werden braucht.

Ansprüche

1.Verfahren zum galvanischen Beschichten von auf der Oberfläche eines Grundkörpers angeordneten Segmentflächen, dadurch gekennzeichnet, daß zunächst die Oberfläche des Grundkörpers (1) auf mechanischem Wege mit einer Riffelung oder Rändelung (3, 4) versehen wird, die mit einem Iso­liermaterial (6) wie einem Lack beschichtet wird, und an­schließend durch Abspanen der Oberfläche freiliegende Seg­mentflächen (7) geschaffen werden, die galvanisch be­schichtet werden und daß das zwischen den beschichteten Segmentflächen (7) liegende Isoliermaterial (6) danach entfernt wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Oberfläche mit einem Kunstharzlack (6) wie Acrylharz beschichtet wird.

3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Riffelung (4) aus pyramidenförmigen Körpern (5) zusam­mengesetzt ist.

4. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die galvanisch aufgetragene Schicht (8) Schleifkörner (9) enthält.

5. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die galvanisch aufgetragene Schicht (8) Diamantkörner (9) enthält.

6. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Riffelung (4) hergestellt wird durch Einbringen von Material des Grundkörpers (1) in eine mehrteilige zylind­rische Form (14), deren Innenwandung mit einer Riffelung (15) oder Rändelung versehen ist.

7. Verfahren nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch die Verwendung eines Grundkörpers (1) dessen Kern (12) aus ei­nem anderen Material besteht wie sein metallischer Außen­ring (13).

8. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Kern (12) aus einem Metall oder Kunstharz besteht und der Außenring (13) aus einem Kunstharz mit einem Metall­füller.

9. Werkzeug, dessen Grundkörper auf seiner metallischen Oberfläche Segmentflächen trägt, gekennzeichnet durch eine galvanisch aufgetragene Beschichtung (8) der Segmentflä­ chen (7) nach einem Verfahren gemäß Anspruch 1.

10. Schleifscheibe, bestehend aus einem Grundkörper, der auf seiner metallischen Oberfläche Segmentflächen trägt, gekennzeichnet durch eine galvanisch aufgetragene Be­schichtung (8) mit Schleifkörnern (9) auf den Segmentflä­chen (7) nach einem Verfahren gemäß Anspruch 1.

Zeichnung