[0001] Die Erfindung betrifft ein Schleifmittel.
[0002] Schleifmittel mit einer flächigen Unterlage und einer an der Unterlage fixierten
Wirkbeschichtung zum Bearbeiten eines Werkstücks sind bekannt. Die Wirkbeschichtung
kann sich vornehmlich aus zwei Elementen zusammensetzen. Ein erstes Element ist ein
Trägerelement und mittels eines Bindemittels an der Unterlage fixiert. Das zweite
Element ist ein Schleifelement, welches mittels eines zweiten Bindemittels an der
Oberfläche des Trägerelements fixiert ist.
[0003] Bisher bekannte Schleifmittel sind gegebenenfalls nicht in der Lage, eine hohe Schleifleistung
über einen langen Zeitraum zu gewährleisten.
[0004] Zudem werden bei bekannten Schleifmitteln die Wirkbeschichtungen teilweise aus einem
Agglomerat gebildet, welches aus einem Gemisch von Bindemittel und Schleifelement
besteht. Das Agglomerat ist teuer in der Herstellung, was sich im Endpreis des Schleifmittels
niederschlägt.
[0005] Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ein Schleifmittel zu schaffen, welches
die Nachteile des Standes der Technik überwindet, insbesondere dadurch, dass das Schleifmittel
gegenüber dem Stand der Technik optimierte Schleifeigenschaften aufweist.
[0006] Diese Aufgabe ist erfindungsgemäß durch das Schleifmittel mit einer Unterlage nach
Anspruch 1 gelöst.
[0007] Erfindungsgemäß wird also ein Schleifmittel vorgeschlagen, umfassend eine flächige
Unterlage und eine an der Unterlage fixierte Wirkbeschichtung zum Bearbeiten eines
Werkstücks, die ein Trägergranulat, welches aus Trägergranulatelementen gebildet ist
und mittels eines ersten Bindemittels an der Unterlage fixiert ist, und ein Schleifgranulat
umfasst, welches aus Schleifgranulatelementen gebildet ist und mittels eines zweiten
Bindemittels an der Oberfläche der Trägergranulatelemente fixiert ist. Das erfindungsgemäße
Schleifmittel zeichnet sich dadurch aus, dass die Trägergranulatelemente jeweils homogen
ausgeführt sind. Die Struktur bzw. der Aufbau der Trägergranulatelemente ist somit
in jedem Bereich eines Trägergranulatelements gleich, so dass jedes Trägergranulatelement
in beliebig kleine Teile zerlegt werden kann, welche alle gleiche physikalische und
chemische Eigenschaften aufweisen. Zudem weisen die Trägergranulatelemente eine unregelmäßige
Form auf. Eine unregelmäßige Form ist dann gegeben, wenn die Form keiner gesetzmäßigen
Regelmäßigkeit folgt und unregelmäßig verteilte Ausnehmungen, Vorsprünge, Zerklüftungen
und/oder Ähnliches aufweist. Die Schleifgranulatelemente sind derart an den Trägergranulatelementen
fixiert, dass durch die unregelmäßige Form der Trägergranulatelemente unregelmäßige
Bindungsabstände der Schleifgranulatelemente zu der flächigen Unterlage gebildet sind.
[0008] Während eines Schleifvorgangs, bei welchem sich das Schleifmittel relativ zu einer
Schleiffläche eines Werkstücks bewegt, wird die Wirkbeschichtung in Richtung der flächigen
Unterlage abgetragen. Zu Beginn des Schleifvorgangs kommen lediglich diejenigen Schleifmittelgranulatelemente
in Kontakt mit dem Werkstück, welche von der flächigen Unterlage am weitesten entfernt
an den Trägergranulatelementen angeordnet sind. Im Laufe des Schleifvorgangs werden
diese Schleifgranulatelemente abgetragen und die Trägergranulatelemente allmählich
aufgebrochen. Das Aufbrechen der Trägergranulatelemente wird dadurch begünstigt, dass
diese unregelmäßig geformt sind. Des Weiteren führt die unregelmäßige Form der Trägergranulatelemente
und der Abtrag der Wirkbeschichtung dazu, dass im Laufe eines Schleifprozesses neue,
bisher ungenutzte Schleifgranulatelemente in Kontakt mit der Schleiffläche des Werkstücks
kommen, welche auf gleicher Höhe über der flächigen Unterlage angeordnet sind. Somit
ist eine lange Nutzbarkeit des Schleifmittels gewährleistet. Da bei einem derartigen
Aufbau einer Wirkbeschichtung regelmäßig neue Schleifgranulatelemente in den Schleifprozess
eingreifen, weist das Schleifmittel eine hohe Abtragleistung auf. Auch wird ein gleichmäßiger
Schliff ermöglicht.
[0009] Bei einer bevorzugten Ausführungsform des Schleifmittels nach der Erfindung sind
die Trägergranulatelemente aus Bimsstein, wobei deren unregelmäßige Form natur- und/oder
bruchbedingt ist. Bimssteine weisen vielerlei positive Eigenschaften im Hinblick auf
das erfindungsgemäße Schleifmittel auf. So sind sie beispielsweise durch ihren schaumig-porösen
Aufbau homogen ausgeführt und sie weisen je nach Abbruch eine unregelmäßige Form auf.
Sie sind zudem leicht aufzubrechen, weisen jedoch durch ihre schaumig-poröse Ausgestaltung
eine Gitterstruktur auf, welche derart druckfest ist, dass sie während des Schleifvorgangs
nicht verformt wird. Die Druckfestigkeit führt auch dazu, dass das zweite Bindemittel
sehr dünn aufgetragen werden kann, wodurch sehr kleine Schleifgranulatelemente angebunden
werden können. Da die Schichtdicke des zweiten Bindemittels die Druckfestigkeit der
Wirkbeschichtung beeinflusst, kann das Schleifmittel in einfacher Weise in seiner
Härte beeinflusst werden, sodass verschiedene Schleifmittel für unterschiedliche Einsatzzwecke
ausgeführt werden können. Die Formen der Bimssteine können unterschiedlich ausgeführt
sein. So ist es beispielsweise denkbar, die Bimssteine in ihrem Querschnitt weitestgehend
oval auszuführen. Es ist jedoch auch denkbar, dass die Bimssteine im weitesten Sinne
kegelartig ausgeführt sind, wodurch sie mit einer Fläche an der Unterlage fixiert
sind und sich weitestgehend spitz zulaufend von der Unterlage weg erstrecken.
[0010] Bei einer alternativen Ausführungsform des Schleifmittels nach der Erfindung sind
die Trägergranulatelemente jeweils aus einer Anordnung von einzelnen, kleineren Teilelementen
gebildet, und zwar in gewünschter Größe und/oder Form. Bei einem derartig ausgeführten
Gebilde ist es denkbar, die Teilelemente homogen zu einem Trägergranulatelement zu
fügen und/oder Teilelemente vorzusehen, deren Materialstruktur homogen ausgeführt
ist. Es ist jedoch auch möglich, Teilelemente gleicher Größe zu verwenden, so dass
eine homogene Teilelementgröße realisiert ist. Zum Bilden eines Trägergranulatelements
werden die Teilelemente mittels eines adäquaten Bindemittels zusammengefügt. Jedes
Teilelement weist eine Oberfläche auf, wobei die an den Außenseiten des Gebildes liegenden
Oberflächen der Teilelemente zusätzlich die Oberfläche des entsprechenden Trägergranulatelements
bilden.
[0011] Bei einer weiteren bevorzugten Ausführungsform umfassen die Teilelemente das Schleifgranulat,
welches aus Schleifgranulatelementen gebildet ist. Das Schleifgranulat ist bei dieser
Ausführungsform zumindest an der Oberfläche des Trägergranulatelements angeordnet,
welche von den an den Außenseiten des Gebildes liegenden Oberflächen der Teilelemente
gebildet ist. Es ist jedoch auch denkbar, an der gesamten Oberfläche jedes Teilelements
Schleifgranulatelemente vorzusehen. Eine derartige Ausführung steigert die je Trägergranulatelement
aufnehmbare Menge an Schleifgranulat enorm. Zum Bilden eines derartig ausgeführten
Trägergranulatelements werden die Teilelemente zunächst mit einer Ummantelung von
Schleifgranulatelementen bzw. mit einer Kornummantelung versehen, bevor sie zu einem
Trägergranulatelement mittels eines adäquaten Bindemittels zusammengefügt werden.
Dabei ist es denkbar, anschließend auf die Oberfläche des Trägergranulatelements eine
weitere Schicht aus Schleifgranulatelementen aufzubringen.
[0012] Bei einer weiteren bevorzugten Ausführungsform des Schleifmittels nach der Erfindung
weisen die Trägergranulatelemente überwiegend einen Durchmesser von etwa 1 bis 2 mm
auf. Diese Größe ist besonders vorteilhaft, da sie zu einer Dicke einer Wirkbeschichtung
führt, welche ein Knicken oder Biegen des flächigen Schleifmittels ermöglicht, ohne
dass die Wirkbeschichtung dadurch beschädigt bzw. gebrochen wird. Das Verhindern eines
Brechens kann auch dadurch unterstützt werden, dass das erste Bindemittel weich oder
elastisch ausgeführt ist, um die Trägergranulatelemente ausreichend von der Unterlage
zu entkoppeln.
[0013] Bei einer weiteren bevorzugten Ausführungsform des Schleifmittels nach der Erfindung
weisen die Trägergranulatelemente ein Porenvolumen von 50% bis 80 % auf. Derartig
ausgeführte Trägergranulatelemente sind aufgrund ihrer geringen Schleifhärte besonders
vorteilhaft abzutragen und bringen somit im Laufe des Schleifvorgangs immer neue Schleifgranulatelemente
in Kontakt mit dem zu bearbeitenden Werkstück.
[0014] Bei einer weiteren bevorzugten Ausführungsform des Schleifmittels nach der Erfindung
sind die Trägergranulatelemente mittels elektrostatischer Streuung auf der Unterlage
aufgebracht. Eine elektrostatische Streuung führt dazu, dass die Trägergranulatelemente
bezogen auf ihre Hauptachsen senkrecht zur flächigen Unterlage ausgerichtet und in
dieser Ausrichtung mittels des ersten Bindemittels fixiert werden. So wird ein lange
nutzbares Schleifmittel mit einer dicken Wirkbeschichtung ausgebildet.
[0015] Bei einer weiteren bevorzugten Ausführungsform des Schleifmittels nach der Erfindung
sind die Schleifgranulatelemente mittels elektrostatischer Streuung auf das zweite
Bindemittel aufgebracht. Durch die resultierende, bezogen auf ihre Hauptachsen senkrechte
Ausrichtung der Schleifgranulatelemente gegenüber der Unterlage können diese über
einen langen Zeitraum an dem Schleifvorgang teilnehmen. Die schleifenden Schleifgranulatelemente
werden mit Abtrag der Wirkbeschichtung zunehmend kürzer und stumpfer. Neue Schleifgranulatelemente
greifen in gleichem Maße in den Schleifvorgang ein, wie schleifende Schleifgranulatelemente
kürzer werden. Die senkrechte Ausrichtung der Schleifgranulatelemente führt somit
zu einem geringeren Verschleiß und einer reduzierter Belastung der schleifenden Schleifgranulatelemente.
[0016] Bei einer weiteren bevorzugten Ausführungsform des Schleifmittels nach der Erfindung
ist das Schleifgranulat als F-Körnung ausgeführt. Unter einer F-Körnung ist eine Körnung
zu verstehen, welche für Schleifkörnungen starr ausgeführter Schleifmittel vorgesehen
ist. Die Ausführung des Schleifgranulats nach einem FEPA-Standard (Federation Europeenne
des Fabricants de Produits Abrasifs) aus beispielsweise Elektrokorund und/oder Siliziumkarbid
führt zu einer optimalen Schleifleistung bei metallischen und nicht metallischen Werkstoffen
mit geringer Zugfestigkeit, da sehr harte und spröde Schleifgranulatelemente zum Schleifen
vorgesehen sind.
[0017] Bei einer weiteren bevorzugten Ausführungsform des Schleifmittels nach der Erfindung
sind die Schleifgranulatelemente aus Korund, Siliciumcarbid, Bornitrid, Diamant, Keramik
oder einem vergleichbaren anderen Material gebildet. Somit ist es möglich unterschiedliche
Schleifgranulatelement vorzusehen und diese je nach Anforderungsprofil an das Schleifmittel
anzupassen. Die vorstehende Aufzählung kann jedoch nicht als abschließend betrachtet
werden.
[0018] Bei einer weiteren bevorzugten Ausführungsform des Schleifmittels nach der Erfindung
besteht die Unterlage aus Polyester, Papier oder einem schweren und flexiblen Baumwollgewebe.
An eine derartige Unterlage ist die Wirkbeschichtung stabil anbindbar und kann dadurch
eine vorteilhafte Schleifleistung erzielen.
[0019] Weitere Vorteile und vorteilhafte Ausgestaltungen des Schleifmittels nach der Erfindung
sind der Beschreibung, der Zeichnung und den Patentansprüchen entnehmbar. Ein Ausführungsbeispiel
eines Schleifmittels nach der Erfindung ist in der Zeichnung schematisch vereinfacht
dargestellt und wird in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert. Es zeigt:
- Figur 1
- eine schematische Seitenansicht eines Schleifmittels nach der Erfindung;
- Figur 2
- einen Ausschnitt in seitlicher Schnittansicht einer Wirkoberfläche des Schleifmittels
nach Figur 1;
- Figuren 3a bis 3g
- das Abtragen einer Wirkbeschichtung während eines Schleifvorgangs; und
- Figur 4
- eine schematische Seitenansicht eines weiteren Schleifmittels nach der Erfindung.
[0020] Figur 1 zeigt einen Abschnitt eines flächigen Schleifmittels. Das Schleifmittel umfasst
eine flächige Unterlage 2, welche als schweres und flexibles Baumwollgewebe ausgeführt
ist. An einer Wirkseite 3 der Unterlage 2 ist eine Wirkbeschichtung 4 zum Bearbeiten
eines Werkstücks 18 fixiert. Die Wirkbeschichtung 4 umfasst ein Trägergranulat, welches
aus Trägergranulatelementen 6 gebildet ist. Die Trägergranulatelemente 6 sind als
Bimssteine ausgeführt, wobei deren unregelmäßige Form bruchbedingt ist. Die unregelmäßige
Form der Bimssteine ist durch eine Zerklüftung gebildet, welche unregelmäßig auf der
Oberfläche der Bimssteine verteilte Vorsprünge und Ausnehmungen aufweist. Die Bimssteine
sind kegelartig ausgeführt, weisen einen Durchmesser von etwa 1 bis 2 mm auf und sind
mittels einer offenen Streuung auf die Unterlage 2 aufgebracht und dort durch das
erste Bindemittel 8 fixiert. Schleifgranulatelemente 10 mit länglicher/gestreckter
und scharfkantiger Form sind mittels eines zweiten Bindemittels 12 auf die Trägergranulatelemente
6 aufgebracht. Durch eine elektrostatische Streuung sind die Schleifgranulatelemente
10 weitestgehend senkrecht zur Unterlage 2 ausgerichtet, so dass sie aufgestellten
Stacheln eines Igels ähneln.
[0021] Figur 2 zeigt einen detaillierten Ausschnitt in seitlicher Schnittansicht einer Wirkoberfläche
16. Auf die Oberfläche des als porösen Bimsstein ausgeführten Trägergranulatelements
6 ist das zweite Bindemittel 12 aufgebracht. Das zweite Bindemittel 12 fungiert als
Grundbindung und fixiert so die Schleifgranulatelemente 10 an der Oberfläche des Trägergranulatelements
6. Auf das zweite Bindemittel 12 ist eine Lackierung 14 aufgebracht, welche als Deckbindung
fungiert und die Schleifgranulatelemente 10 fixiert.
[0022] Die Figuren 3a bis 3g zeigen, wie im Laufe eines Schleifvorgangs die Wirkbeschichtung
4 abgetragen wird. Figur 3a bildet eine unbenutzte Wirkbeschichtung 4 vor dem Schleifvorgang
ab. Zum Bearbeiten eines Werkstücks 18 wird die Wirkbeschichtung 4 mittels einer entsprechenden
Druckkraft in Richtung des Werkstücks 18 bewegt, so dass eine Bearbeitungsfläche des
Werkstücks 18 und die Unterlage 2 weitestgehend parallel zueinander verlaufen. Zu
Beginn des Schleifvorgangs kommen zunächst die Spitzen der Schleifgranulatelemente
10 mit dem Werkstück 18 in Kontakt, welche den größten Abstand zur Unterlage 2 haben.
Wie Figur 3b zeigt, werden diese Schleifgranulatelemente 10 abgetragen, bis die Trägergranulatelemente
6 mit dem Werkstück 18 in Kontakt kommen. Durch die unregelmäßige Form der Trägergranulatelemente
6 werden diese in einfacher Weise aufgebrochen, wie Figur 3c zeigt. Durch die unregelmäßige
Form der Trägergranulatelemente 6 sind unregelmäßige Bindungsabstände der Schleifgranulatelemente
10 bezüglich der flächigen Unterlage 2 gebildet. Durch eine derartige Ausbildung kommen
im Laufe des Schleifprozesses regelmäßig neue Schleifgranulatelemente 10 mit dem Werkstück
18 in Kontakt. Dadurch, dass neu in Kontakt kommende Schleifgranulatelemente 10 die
bereits im Schleifen begriffenen Schleifgranulatelemente 10 in ihrer Schleifleistung
unterstützen, findet eine Entlastung der bereits länger schleifenden Schleifgranulatelemente
10 statt.
[0023] Durch den zunehmenden Abtrag der Wirkbeschichtung 4 und dem damit verbundenen Verkürzen
von schleifenden Schleifgranulatelementen 10 kommen zunehmend neue Schleifgranulatelemente
10 in Kontakt mit dem Werkstück 18. Mit dem Werkstück 18 ist ebenfalls je eine Aufbruchfläche
eines Trägergranulatelements 6 in Kontakt. Die Aufbruchfläche weist an ihrer sie umgebenden
Kante einen Umfang auf. Durch den zunehmenden Abtrag der Wirkbeschichtung 4 und eine
in Richtung der Unterlage 2 sich vergrößernden Querschnittsfläche der Trägergranulatelemente
6 wird die Aufbruchfläche der Trägergranulatelemente 6 und daher auch gleichsam die
Umfangslänge der Aufbruchfläche vergrößert. Die Schleifgranulatelemente 10 sind an
der Oberfläche der Trägergranulatelemente 6 angeordnet, reihen sich entlang des Umfangs
der Aufbruchfläche auf. Diese in Kontakt mit dem Werkstück 18 stehenden Schleifgranulatelemente
10 definieren dadurch einen Schleifkranz eines Trägergranulatelements 6 in einer Ebene
der Aufbruchfläche. Mit zunehmender Umfangslänge der Aufbruchfläche vergrößert sich
folglich auch der Schleifkranz.
[0024] Figur 4 zeigt einen Abschnitt eines flächigen Schleifmittels in einer zu Figur 1
alternativen Ausführungsform. Die Wirkbeschichtung 4 umfasst ein Trägergranulat, welches
aus Trägergranulatelementen 6 gebildet ist. Die Trägergranulatelemente 6 sind wiederum
gebildet aus einer Anordnung von Teilelementen 7, wobei das linke abgebildete Trägergranulatelement
6 größere Teilelemente 7 aufweist als das rechte abgebildete Trägergranulatelement
6. Die Teilelemente 7 umfassen das Schleifgranulat, welches aus Schleifgranulatelementen
10 gebildet ist und an der gesamten Oberfläche jedes Teilelements 7 angeordnet ist.
Die Außenseiten des Trägergranulatelements 6 sind von den außen liegenden Oberflächen
der Teilelemente 7 gebildet.
Bezugszeichenliste
[0025]
- 2
- Unterlage
- 3
- Wirkseite
- 4
- Wirkbeschichtung
- 6
- Trägergranulatelement
- 7
- Teilelement
- 8
- erstes Bindemittel
- 10
- Schleifgranulatelement
- 12
- zweites Bindemittel
- 14
- Lackierung
- 16
- Wirkoberfläche
- 18
- Werkstück
1. Schleifmittel, umfassend eine flächige Unterlage (2) und eine an der Unterlage (2)
fixierte Wirkbeschichtung (4) zum Bearbeiten eines Werkstücks, die ein Trägergranulat,
welches aus Trägergranulatelementen (6) gebildet ist und mittels eines ersten Bindemittels
(8) an der Unterlage (2) fixiert ist, und ein Schleifgranulat umfasst, welches aus
Schleifgranulatelementen (10) gebildet ist und mittels eines zweiten Bindemittels
(12) an der Oberfläche der Trägergranulatelemente (6) fixiert ist, dadurch gekennzeichnet, dass die Trägergranulatelemente (6) jeweils homogen ausgeführt sind und eine unregelmäßige
Form aufweisen und die Schleifgranulatelemente (10) derart an den Trägergranulatelementen
(6) fixiert sind, dass durch die unregelmäßige Form der Trägergranulatelemente (6)
unregelmäßige Bindungsabstände der Schleifgranulatelemente (10) zu der flächigen Unterlage
(2) gebildet sind.
2. Schleifmittel nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass ein Trägergranulatelement (6) ein Bimssteine ist und dessen unregelmäßige Form natur-
und/oder bruchbedingt ist.
3. Schleifmittel nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Trägergranulatelemente (6) jeweils aus einer Anordnung von Teilelementen (7)
gebildet sind.
4. Schleifmittel nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Teilelemente (7) das Schleifgranulat umfassen, welches aus Schleifgranulatelementen
(10) gebildet ist.
5. Schleifmittel nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Trägergranulatelemente (6) überwiegend einen Durchmesser von etwa 1 bis 2 mm
aufweisen.
6. Schleifmittel nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Trägergranulatelemente (6) ein Porenvolumen von 50% bis 80 % aufweisen.
7. Schleifmittel nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Trägergranulatelemente (6) bis 1000 °C hitzebeständig sind.
8. Schleifmittel nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Trägergranulatelemente (6) eine Mohshärte zwischen 2 und 4 aufweisen.
9. Schleifmittel nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Trägergranulatelemente (6) derart auf der Unterlage (2) aufgebracht sind, dass
eine offene Streuung gebildet ist.
10. Schleifmittel nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Trägergranulatelemente (6) mittels elektrostatischer Streuung auf der Unterlage
(2) aufgebracht sind.
11. Schleifmittel nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Schleifgranulatelemente (10) mittels elektrostatischer Streuung auf das zweite
Bindemittel (12) aufgebracht sind.
12. Schleifmittel nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass die Schleifgranulatelemente (10) eine unregelmäßig gestreckte Form aufweisen und
deren Längsachsen senkrecht zur Unterlage (2) ausgerichtet sind.
13. Schleifmittel nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass das Schleifgranulat als F-Körnung ausgeführt ist.
14. Schleifmittel nach einem der Ansprüche 1 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass die Schleifgranulatelemente (10) aus Korund, Siliciumcarbid, Bornitrid, Diamant,
Keramik oder einem vergleichbaren anderen Material gebildet sind.
15. Schleifmittel nach einem der Ansprüche 1 bis 14, dadurch gekennzeichnet, dass die Unterlage (2) aus Polyester, Papier oder einem schweren und flexiblen Baumwollgewebe
besteht.
16. Schleifmittel nach einem der Ansprüche 1 bis 15, gekennzeichnet durch eine Lackierung (14) der Wirkbeschichtung (4).