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(11) | EP 3 434 414 A1 |
| (12) | EUROPÄISCHE PATENTANMELDUNG |
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| (54) | MATERIALBEARBEITUNGSSCHEIBE |
| (57) Es wird eine Materialbearbeitungsscheibe zur Bearbeitung von Materialoberflächen
vorgeschlagen, die einen Grundkörper (20) mit einer zentralen Ausnehmung (21) zur
Anbindung einer Antriebswelle eines Werkzeugs umfasst. An dem Grundkörper (20) ist
ein Schleifmittel (30) angeordnet, gekennzeichnet durch ein Schruppmittel (40), das
den Grundkörper (20) ringförmig umschließt.
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[0001] Die Erfindung betrifft eine Materialbearbeitungsscheibe zur Bearbeitung von Materialoberflächen mit den Merkmalen des Oberbegriffs des Patentanspruchs 1.
[0002] Aus der Praxis sind Materialbearbeitungsscheiben bekannt, umfassend einen Grundkörper und ein Schleifmittel, das an dem Grundkörper angeordnet ist. Der Grundkörper weist eine zentrale Ausnehmung zur direkten oder indirekten Anbindung einer Antriebswelle eines Werkzeugs auf. Mit den aus der Praxis bekannten Materialbearbeitungsscheiben können Materialoberflächen von zu bearbeitenden Objekten geschliffen bzw. poliert werden. Die Abtragleistung der bekannten Materialbearbeitungsscheiben ist jedoch begrenzt. Somit ist eine grobe Oberflächenbearbeitung nicht möglich. Vielmehr bedarf es hierzu einer separaten Schruppscheibe, was mit hohen Kosten und zusätzlichem Aufwand verbunden ist.
[0003] Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine Materialbearbeitungsscheibe bereitzustellen, die sowohl für eine feine als auch für eine grobe Oberflächenbearbeitung geeignet ist.
[0004] Diese Aufgabe ist erfindungsgemäß durch die Materialbearbeitungsscheibe mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1 gelöst.
[0005] Die Materialbearbeitungsscheibe zur Bearbeitung von Materialoberflächen nach der Erfindung umfasst einen Grundkörper mit einer zentralen Ausnehmung zur Anbindung einer Antriebswelle eines Werkzeugs, ein Schleifmittel und ein Schruppmittel. Das Schleifmittel ist an dem Grundkörper angeordnet und das Schruppmittel umschließt den Grundkörper ringförmig.
[0006] Hierdurch kann durch Anpassung eines Schleifwinkels, das heißt eines Winkels, der zwischen der Achse des Schleifkörpers und der Materialoberfläche des zu bearbeitenden Objekts eingeschlossen ist, entweder das Schruppmittel oder das Schleifmittel mit der zu bearbeitenden Materialoberfläche in Kontakt gebracht werden.
[0007] Somit ist mit der erfindungsgemäßen Materialbearbeitungsscheibe sowohl eine feine als auch eine grobe Materialbearbeitung möglich, ohne dass es hierzu einer weiteren Materialbearbeitungsscheibe bedarf. Somit können im Vergleich zur Nutzung von aus dem Stand der Technik bekannten Materialbearbeitungsscheiben die Kosten reduziert werden. Der Aufwand für einen Werkzeugwechsel entfällt.
[0008] Bei einer bevorzugten Ausführungsform der Materialbearbeitungsscheibe nach der Erfindung ist der Grundkörper ein Trägerteller, der aus Kunststoff besteht und/oder eine Mischung aus Harz und Schleifkorn umfasst.
[0009] Das Schruppmittel der Materialbearbeitungsscheibe nach der Erfindung kann eine konvexe Außenfläche haben, was die Schruppleistung des Schruppmittels verbessert.
[0010] Bei einer vorteilhaften Ausführungsform der Materialbearbeitungsscheibe nach der Erfindung umfasst der Grundkörper an seiner Mantelfläche eine Ausnehmung, in die das Schruppmittel eingreift. Hierdurch kann eine feste Verbindung zwischen dem Grundkörper und dem Schruppmittel gewährleistet werden.
[0011] Bei einer bevorzugten Ausführungsform der Materialbearbeitungsscheibe nach der Erfindung umfasst das Schruppmittel an der Innenfläche eine mit der Ausnehmung des Grundkörpers korrespondierende umlaufende Auskragung, die sich in radialer Richtung nach innen erstreckt.
[0012] Das Schleifmittel der Materialbearbeitungsscheibe nach der Erfindung kann ein Fächerschleifmittel sein, wobei sich dieses durch eine gute Schleifeffizienz und ein gleichmäßiges Schliffbild auszeichnet. Auch kann das Schleifmittel Schleifmittel-Lamellen umfassen, die insbesondere mit einem Klebe-Harz auf den Grundkörper geklebt sind, so dass eine sichere Fixierung des Schleifmittels an dem Grundkörper sichergestellt ist.
[0013] Bei einer vorteilhaften Ausführungsform der Materialbearbeitungsscheibe nach der Erfindung umfasst das Schruppmittel eine Mischung aus Harz und Schleifkorn.
[0014] Gemäß einem weiteren Aspekt wird ein Verfahren zur Herstellung einer Materialbearbeitungsscheibe mit einem Schruppscheibenrand vorgeschlagen, wobei das Verfahren folgende Schritte umfasst:
- a) Herstellen eines Grundkörpers und eines den Grundkörper umschließenden ringförmigen Schruppmittels und
- b) Kleben von Schleifmittel-Lamellen auf eine Schleifseite des Grundkörpers.
[0015] Bei einer vorteilhaften Ausführungsform des Verfahrens nach der Erfindung umfasst das Herstellen des Grundkörpers und des den Grundkörper umschließenden Schruppmittels gemäß Schritt (a) folgende Schritte:
a.1.1) Bereitstellen einer Mischung aus Harz und Schleifkorn,
Einbringen der Mischung in eine Fertigungsform zur Ausbildung eines Schruppmittel-Förmlings,
Pressen des Schruppmittel-Förmlings zum Ausbilden des Schruppmittels,
a.1.2) Einlegen des Schruppmittels in eine Spritzgussform und
a.1.3) Einspritzen eines Kunststoffs in die Spritzgussform zum Ausbilden des Grundkörpers.
[0016] Bei einer alternativen Ausführungsform des Verfahrens nach der Erfindung umfasst das Herstellen des Grundkörpers und des den Grundkörper umschließenden Schruppmittels gemäß Schritt (a) folgende Schritte:
a.2.1) Bereitstellen von zwei unterschiedlichen Mischungen aus Harz und Schleifkorn,
a.2.2) Einbringen der Mischungen in eine Fertigungsform zum Ausbilden einer ersten Schicht S0, wobei die Fertigungsform einen inneren Ring mit einem Innenradius ri, einen äußeren Ring, und eine den inneren Ring und den äußeren Ring verbindende scheibenförmige Grundfläche umfasst, wobei die den Grundkörper bildende erste Mischung auf eine innere Ringfläche mit dem Innenradius ri und einem Außenradius rm,n aufgebracht wird, so dass eine erste Grundkörperschicht gebildet wird, und die zweite Mischung, die das Schruppmittel bildet, angrezend an die erste Grundkörperschicht auf einer an die innere Ringfläche angrenzende äußeren Ringfläche der Grundkörperschicht aufgebracht wird, die den Innenradius rm,n hat und sich bis zum äußeren Ring der Fertigungsform erstreckt, so dass eine erste Schruppmittelschicht gebildet wird,
a.2.3) Aufbringen n weiterer Schichten Sn auf der ersten Schicht S0 gemäß Schritt (a.2.2) zum Ausbilden eines (n+1)-schichtigen Stapels, wobei n eine natürliche Zahl ist, und
a.2.4) Verdichten des (n+1)-schichtigen Stapels in einer Presse, so dass die n Grundkörperschichten den Grundkörper bilden und die n Schruppmittelschichten das Schruppmittel bilden.
[0017] Bei einer vorteilhaften Ausführungsform des Verfahrens nach der Erfindung werden in Schritt (a.2.3) mindestens zwei Schichten S1, S2 gemäß Schritt (a.2.2) auf die erste Schicht S0 aufgebracht, so dass ein mindestens drei-schichtiger Stapel ausgebildet wird. Somit kann durch eine entsprechende Ausgestaltung der Radien rm,n der einzelnen Schichten S0 bis S2 eine Ausnehmung in dem Grundkörper und eine mit der Ausnehmung des Grundkörpers korrespondierende Auskragung des Schruppmittels realisiert werden, so dass das Schruppmittel an dem Grundkörper angebunden ist.
[0018] Bei einer bevorzugten Ausführungsform des Verfahrens nach der Erfindung werden in den Schritten (a.2.2) und (a.2.3) Schichten S0 bzw. S0+u aufgebracht, die jeweils den Radius rm,n haben, wobei der Radius rm,n der Schicht S0 bis S0+u und der Schichten Sn-o bis Sn größer ist als der Radius rm,n der Schichten S0+u+1 bis Sn-0-1 und n - u - o ≥ 1, so dass an dem Grundkörper eine Ausnehmung und an dem Schruppmittel eine Auskragung ausgebildet ist.
[0019] Das Schruppmittel kann in Schritt (a) derart hergestellt werden, dass es eine konkave Außenfläche umfasst, wodurch die Schruppleistung verbessert wird.
[0020] Die Schleifmittel-Lamellen werden in Schritt (b) beispielsweise mit einem Klebe-Harz auf die Schleifseite des Grundkörpers geklebt bzw. auf dieser fixiert, wobei Klebe-Harze besonders gute Klebeeigenschaften aufweisen.
[0021] Weitere Vorteile und vorteilhafte Ausgestaltungen des Gegenstands der Erfindung sind der Beschreibung, der Zeichnung und den Patentansprüchen entnehmbar.
[0022] Ein Ausführungsbeispiel einer Materialabtragungsscheibe nach der Erfindung ist in der Zeichnung schematisch vereinfacht dargestellt und wird in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert. Es zeigt:
- Fig. 1
- eine Draufsicht einer Materialbearbeitungsscheibe nach der Erfindung; und
- Fig. 2
- einen Schnitt durch die Materialbearbeitungsscheibe nach Figur 1 entlang der Linie II-II zusammen mit einem zu bearbeitenden Objekt.
[0023] Fig. 1 zeigt eine erfindungsgemäße Materialbearbeitungsscheibe 10 mit einem Grundkörper 20, einem Schleifmittel 30 und einem Schruppmittel 40.
[0024] Der Grundkörper 20 ist scheibenförmig und hat eine zentrale Ausnehmung 21 mit einem Radius ri zur Anbindung einer Antriebswelle eines Werkzeugs. Das Schruppmittel 40 umschließt den Grundkörper 20 ringförmig, wobei eine Mantelfläche 22 des Grundkörpers 20 mit einer Innenfläche 41 des Schruppmittels 40 in Kontakt ist. An der Mantelfläche 22 des Grundkörpers 20 ist eine Ausnehmung 23 ausgebildet, die sich entlang der Umfangsseite erstreckt. Das Schruppmittel 40 umfasst an einer Innenfläche 41 eine mit der Ausnehmung 23 des Grundkörpers 20 korrespondierende Auskragung 42 und weist bezüglich eines zu bearbeitenden Objekts 50 eine konvexe Außenfläche 43 auf, d. h. im Querschnitt ist die Außenfläche 43 des Schruppmittels 40 nach außen gewölbt.
[0025] Der Grundkörper 20 und das den Grundkörper 20 umschließende Schruppmittel 40 können (n+1)-Schichten S0 bis Sn umfassen. Die (n+1)-Schichten S0 bis Sn umfassen jeweils eine scheibenförmige Grundkörperschicht und eine scheibenförmige Schruppmittelschicht, die jeweils aus einer Mischung aus Harz und Schleifkorn gebildet sind. Die Grundkörperschichten haben jeweils einen Innenradius ri, der dem Radius der Ausnehmung 21 des Grundkörpers entspricht, und einen Außenradius rm,n. Ein Innenradius rm,n der Schruppmittelschicht entspricht dem Außenradius rm,n der Grundkörperschicht.
[0026] Bei der Schicht bzw. den Schichten S0+u+1 bis Sn-o-1, der/die sich in axialer Richtung in Höhe der Ausnehmung 23 des Grundkörpers 20 und der Auskragung 42 des Schruppmittels 40 befinden, ist der Außenradius der entsprechenden Grundkörperschicht(en) bzw. der Innenradius der entsprechenden Schruppmittelschicht(en) rm, 0+u+1 bis n-o-1 kleiner als der Außenradius der Grundkörperschicht(en) bzw. der Innenradius der Schruppmittelschicht(en) rm, 0 bis 0+u und n-o bis n der Schichten S0 bis S0+u und Sn-o bis Sn.
[0028] Auf einer dem zu bearbeitenden Objekt 50 zugewandten Seite bzw. Schleifseite 24 des Grundkörpers 20 ist ein Schleifmittel 30 angeordnet. Das Schleifmittel 30 umfasst Schleifmittel-Lamellen 31, die mit einem Klebe-Harz auf die Schleifseite 24 des Grundkörpers 20 geklebt sind.
[0029] Wie Figur 2 zeigt, hat die Materialbearbeitungsscheibe 10 eine Rotationsachse 11. Die Rotationsachse 11 schließt zusammen mit einer Ebene 52, die der Erstreckung der zu bearbeitenden Oberfläche 51 des Objekts 50 entspricht, einen Winkel SW ein.
[0030] Durch Anpassung des Winkels SW ist eine mit der zu bearbeitenden Oberfläche 51 des Objekts 50 in Kontakt stehende Fläche des Schleifkörpers 10 veränderbar. Bei einem kleinen bzw. stumpfen Winkel SW kann die Oberfläche 51 mit dem Schruppmittel 40 bearbeitet werden. Ist der Winkel SW groß, insbesondere nahe an oder gleich 90 Grad, ist die zu bearbeitende Oberfläche 51 mit dem Schleifmittel 30 in Kontakt.
Bezugszeichenliste
[0031]
- 10
- Materialbearbeitungsscheibe
- 11
- Rotationsachse
- 20
- Grundkörper
- 21
- Ausnehmung
- 22
- Mantelfläche
- 23
- Ausnehmung
- 30
- Schleifmittel
- 31
- Schleifmittel-Lamelle
- 40
- Schruppmittel
- 41
- Innenfläche
- 42
- Auskragung
- 43
- Außenfläche
- 50
- Objekt
- 51
- Oberfläche
- SW
- Winkel
- ri
- Innenradius
- rm, 0+u+1 bis n-o-1
- Außenradius der Grundkörperschicht bzw. Innenradius der Schruppmittelschicht der Schicht(en) S0+u+1 bis Sn-o-1, wobei n, o, u natürliche Zahlen sind und n größer oder gleich eins ist.
- rm, 0 bis 0+u und n-o bis n
- Außenradius der Grundkörperschicht bzw. Innenradius der Schruppmittelschicht der Schicht(en) S0 bis 0+u und Sn-o bis n, wobei n, o, u natürliche Zahlen sind und n größer oder gleich eins ist.
a) Herstellen eines Grundkörpers (20) und eines den Grundkörper (20) umschließenden ringförmiges Schruppmittels (40) und
b) Kleben von Schleifmittel-Lamellen (31) auf eine Schleifseite (24) des Grundkörpers (20).
a.1.1) Bereitstellen einer Mischung aus Harz und Schleifkorn,
Einbringen der Mischung in eine Fertigungsform zur Ausbildung eines Schruppmittel-Förmlings,
Pressen des Schruppmittel-Förmlings zum Ausbilden des Schruppmittels (40);
a.1.2) Einlegen des Schruppmittels (40) in eine Spritzgussform; und
a.1.3) Einspritzen eines Kunststoffs in die Spritzgussform zum Ausbilden des Grundkörpers (20).
a.2.1) Bereitstellen von zwei unterschiedlichen Mischungen aus Harz und Schleifkorn;
a.2.2) Einbringen der Mischungen in eine Fertigungsform zum Ausbilden einer ersten Schicht S0, wobei die Fertigungsform einen inneren Ring mit einem Innenradius ri, einen äußeren Ring, und eine den inneren Ring und den äußeren Ring verbindende scheibenförmige Grundfläche umfasst, wobei die den Grundkörper (20) bildende erste Mischung auf eine innere Ringfläche mit dem Innenradius ri und einem Außenradius rm,n aufgebracht wird, so dass eine erste Grundkörperschicht gebildet wird, und die zweite Mischung, die das Schruppmittel (40) bildet, angrenzend an die erste Grundkörperschicht auf einer an die innere Ringfläche angrenzende äußeren Ringfläche der Grundkörperschicht aufgebracht wird, die den Innenradius rm,n hat und sich bis zum äußeren Ring der Fertigungsform erstreckt, so dass eine erste Schruppmittelschicht gebildet wird,
a.2.3) Aufbringen n weiterer Schichten Sn auf der ersten Schicht S0 gemäß Schritt (a.2.2) zum Ausbilden eines (n+1)-schichtigen Stapels, wobei n eine natürliche Zahl ist, und
a.2.4) Verdichten des (n+1)-schichtigen Stapels in einer Presse, so dass die n Grundkörperschichten den Grundkörper (20) bilden und die n Schruppmittelschichten das Schruppmittel (40) bilden.