Schleifwerkzeug, Verfahren zu seiner Herstellung, und Verwendung eines besonderen Materials dafür

Beschreibung

[0001] Die Erfindung betrifft ein Schleifwerkzeug, seine Herstellung und die Verwendung eines besonderen Materials dafür.

[0002] Die Erfindung bezieht sich insbesondere auf in großen Stückzahlen verwendete, relativ schnell verschleißende sogenannte Schleiflamellenteller. Diese bestehen aus einem scheibenförmigen Träger, der eben oder leicht konisch ist und eine zentrale gelochte Einsenkung aufweist, über die er mit einer Antriebsspindel kuppelbar ist, sowie aus auf den nichteingesenkten Rand des Trägers aufgebrachten fächerartig angeordneten Schleiflamellen.

[0003] Als Material für den Träger sind bisher Stahlblech, Aluminiumblech und phenolharz-oder polyesterharzgebundene Glasfasermatten bekannt. Alle drei bekannten Trägermaterialien haben Nachteile:
Stahlblech beschädigt bei unachtsamer Handhabung des Werkzeugs die zu bearbeitende Oberfläche; Aluminiumblech ist teuer und weist relativ geringe Zugfestigkeit auf, und das Material auf Glasfaserbasis wirft kaum lösbare Entsorgungsprobleme auf.

[0004] Versuche, den Träger aus Thermoplasten zu fertigen, wurden aufgegeben, da sie im Betrieb stark erwärmt werden und dann zerstört werden.

[0005] Aufgabe der Erfindung ist es, einen Träger der eingangs genannten Gattung zu schaffen, der frei ist von den Nachteilen der Träger nach dem Stand der Technik. Die erfindungsgemäße Lösung dieser Aufgabe ist im Patentanspruch 1 definiert. Es wurde nämlich gefunden, daß dieses an sich bekannte Material ausgezeichnet als Werkstoff für Schleiflamellenträger geeignet ist. Es umfaßt Schichten aus Holz, Papier (insbesondere Recycling-Papier), Baumwolle und anderen pflanzlichen Fasern in Form von Geweben oder Floren, geschichtet in Richtung der Scheibendicke und imprägniert mit einem Kunstharzbindemittel, insbesondere Phenolharz-Pre-Polymer. Dieses Material wird in einem entsprechenden Werkzeug in die gewünschte Trägerform unter hohem Druck warmverpreßt. Dabei erfolgt einerseits eine Vernetzung oder Verfilzung der Schichten und andererseits eine Polymerisation des Kunstharzes, wobei wegen der Einsenkung beim Verpressen Bahnmaterial von außen nachgezogen wird. Aus diesem Grund wird auch das zentrale Loch des Tellers erst nachträglich eingebracht.

[0006] Der Verfahrensablauf ist im Patentanspruch 4 zusammengefaßt, wobei die Ansprüche 5 bis 11 Details dieses Verfahrens angeben.

[0007] Dieses Material, das manchmal als ''Formholz" (bei Verwendung von Furnieren) bezeichnet wird, hat für die hier vorgesehene Verwendung zahlreiche Vorteile: Es ist leicht, so daß die Antriebsspindel und deren Lager entlastet werden; es läßt sich problemlos durch Verbrennung entsorgen, wobei keine schädlichen Emissionen entstehen; es wirkt schwinungsdämpfend und entlastet dadurch den Benutzer. Überraschenderweise haben Versuche ergeben, daß es auch bei hohen Fliehkraftbelastungen ausreichende Festigkeit aufweist. Natürlich werden die zu bearbeitenden Metallflächen bei Kontakt mit dem Träger auch nicht beschädigt.

[0008] Bisher wurden aus solchem "Formholz" kleinere Haushaltsgegenstände, wie Tabletts, und Möbelteile, insbesondere Stuhlsitze, gefertigt, wobei es auf genaue Maßhaltigkeit nicht ankommt. Bei mit hohen Drehzahlen umlaufenden Werkzeugen, wie Schleiflamellenteller, ist jedoch die Formgenauigkeit sehr wichtig; aus diesem Grunde ist Papier oder dünnes Furnier in der Größenordnung von etwa 0,4 mm Dicke bevorzugt gegenüber dickeren Furnieren, bei denen die Formgebung durch Verpressen ungleichförmigere Ergebnisse erbringt.

[0009] Das hier in Rede stehende Material ist mit dem Pre-Polymer durchtränkt, wobei das Endprodukt weniger als 10 Gew.-% und vorzugsweise etwa 5 Gew.-% Phenolharz enthält. Dies ist ein grundsätzlicher Unterschied zu gewöhnlichem Sperrholz, das seit Jahrzehnten als Träger für Schleifkorn bekannt ist, vgl. DE-1 034 350 A sowie US-2,707,856 A und US-2,288,625; bei Sperrholz wechseln Furnier- und Leimschichten einander ab, und es erfolgt beim Verpressen keine Vernetzung der Holzlagen, abgesehen davon, daß eine Verformung aus der Ebene heraus kaum möglich ist.

[0010] Als Kunstharzbindemittel ist Phenolharz bevorzugt, weil es ein relativ preisgünstiger Duroplast ist. Das schließt aber die Verwendung anderer Kunstharze nicht aus. Lamellenträger allein aus Phenolharz dagegen sind unbrauchbar, weil ihre Festigkeit nicht hinreicht, abgesehen davon, daß Holz oder insbesondere Recycling-Papier wesentlich preisgünstiger sind. Kunststoffe, die überwiegend aus Phenolharz mit geringen Anteilen an Verstärkungsmaterial aus z.B. Baumwollgewebe besteht, wird als Isoliermaterial in der Elektrotechnik eingesetzt, wäre aber für den hier in Rede stehenden Anwendungsfall nicht brauchbar.

Ansprüche

1. Schleifwerkzeug in Form eines mit einer Antriebsspindel kuppelbaren, scheibenförmigen, einen eingesenkten Zentralbereich aufweisenden und mit Schleiflamellen besetzten Träger, hergestellt aus in Richtung der Scheibendicke geschichtetem Material auf pflanzlicher Basis, das mit Kunstharz gebundenen ist.

2. Schleifwerkzeug nach Anspruch 1, bei dem das Material einen oder mehrere der folgenden Stoffe umfaßt: Holz, Papier, Zellstoff, Fasern aus Baumwolle, Hanf, Flachs, Ramie, Jute in Form von Gewebe oder Flor.

3. Schleifwerkzeug nach Anspruch 1 oder 2, bei dem das bindende Kunstharz ein Harnstoffharz, Epoxidharz, Phenolharz, Melaminharz, Polyesterharz oder ein Gemisch eines oder mehrerer der vorgenannten Harze ist.

4. Verfahren zum Herstellen eines Schleifwerkzeugs in Form eines mit einer Antriebsspindel kuppelbaren, scheibenförmgen, einen eingesenkten Zentralbereich aufweisenden und mit Schleiflamellen besetzten Trägers, umfassend die Schritte:

- Iprägnieren von Holzfurnieren oder Papierbahnen mit einem Pre-Polymer,

- Zuschneiden von Stücken aus diesem Material mit Mindestabmessungen, die den gewünschten Scheibendurchmesser übersteigen,

- Einschichten der Stücke in eine Preßform,

- Warmverpressen der Stücke unter Ausformen der zentralen Einsenkung, Vernetzung des Hoz- oder Papiermaterials und Polymerisation des Pre-Polymers zum Binden der Holz- oder Papierschichten, wobei vom Rand der Stücke Material nach innen gezogen wird,

- Ausstanzen des Trägers in dem verpreßten Bereich mit Zentrierung bezüglich der Einsenkung, und

- Einbringen eines zentralen Lochs in den Träger, zentriert bezüglich der Einsenkung, wonach der Träger auf der der Einsenkung abgekehrten Seite mit Schleiflamellen beklebt wird.

5. Verfahren nach Anspruch 4, bei dem ein Phenolharz-Pre-Polymer eingesetzt wird.

6. Verfahren nach Anspruch 4 oder 5, bei dem Recycling-Papier verwendet wird.

7. Verfahren nach Anspruch 4 oder 5, bei dem Holzfurniere mit einer Dicke von 0,3 bis 0,8 mm eingesetzt werden.

8. Verfahren nach einem der Ansprüche 4 bis 7, bei dem die Bahnen mit dem Pre-Polymer getränkt werden.

9. Verfahren nach einem der Ansprüche 4 bis 8, bei dem quadratische Stücke geschnitten werden.

10. Verfahren nach einem der Ansprüche 4 bis 9, bei dem das Warmverpressen und Ausstanzen in einem gemeinsamen Werkzeug vorgenommen werden.

11. Verfahren nach einem der Ansprüche 4 bis 10, bei dem das zentrale Loch gestanzt wird.

12. Verwendung von Preßstoff aus einem geschichteten Material auf pflanzlicher Basis mit einem Kunstharz-Bindemittel als Träger für mit Schleiflamellen bestückte Schleifwerkzeuge.

13. Schleifwerkzeug nach einem der Ansprüche 1 bis 3, bei dem der Kunstharzanteil des Trägermaterials unter 10 Gew.-% liegt.

14. Schleifwerkzeug nach Anspruch 13, bei dem der Kunstharzanteil des Trägermaterials bei etwa 5 Gew.-% liegt.