SCHLEIF-WERKZEUG SOWIE VERFAHREN ZUR HERSTELLUNG EINES DERARTIGEN SCHLEIF-WERKZEUGS

Beschreibung

[0001] Die Erfindung betrifft ein Schleif-Werkzeug gemäß dem Obergriff des Anspruchs 1. Die Erfindung betrifft ferner ein Verfahren zur Herstellung eines Schleif-Werkzeugs.

[0002] Aus der EP 2 153 939 A1 ist ein Schleif-Werkzeug in Form einer Fächerschleifscheibe bekannt. Die verwendeten Schleiflamellen werden aus Schleifmittel auf Unterlage hergestellt. Die Unterlage verschleißt während des Schleifprozesses, so dass auf der Unterlage haftendes und verbrauchtes Schleifmittel entfernt und immer wieder neues Schleifmittel in Schleifeingriff gebracht wird. Der Einsatz des Schleif-Werkzeugs ist umso wirtschaftlicher, je höher die Standzeit und je höher der Gesamtmaterialabtrag bei der Bearbeitung eines Werkstücks bis zum vollständigen Verschleiß des Schleif-Werkzeugs ist.

[0003] Aus der DE 90 02 385 U1 ist eine Fächerschleifscheibe bekannt, die einen Grundteller und daran befestigte Schleiflamellen aufweist. Die Schleiflamellen ragen über den Rand des Grundtellers hinaus. In eine Klebefuge zwischen dem Grundteller und den Schleiflamellen ist ein offenes Gewebe eingelegt, das sich über den Rand des Grundtellers hinaus erstreckt. Der Teil der Schleiflamellen und des Gewebes, der sich über den Grundteller hinaus erstreckt, bildet einen ringförmigen Bereich aus. In dem ringförmigen Bereich stützt eine ringförmige Schicht aus schleifmittelhaltigen gehärteten Polymeren die Schleiflamellen am Grundteller ab und verankert diese am Grundteller.

[0004] Aus der US 2003/0 134 584 A1 ist eine Fächerschleifscheibe bekannt, bei der auf einem Werkzeugträger Schleiflamellen angeordnet sind. Der Werkzeugträger umfasst Fasern, die in einem Binder gebunden und stabilisiert sind.

[0005] Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Schleif-Werkzeug mit einer höheren Standzeit und einem höheren Gesamtmaterialabtrag zu schaffen.

[0006] Diese Aufgabe wird durch ein Schleif-Werkzeug mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst. Es wurde erkannt, dass die Schleiflamellen bei SchleifWerkzeugen nach dem Stand der Technik einer ausgeprägten zyklischen Auslenkung unterworfen sind. Die zyklische Auslenkung der Schleiflamellen resultiert aus der Rotation des Schleif-Werkzeugs und dem Schleifeingriff einer bestimmten Anzahl von benachbarten Schleiflamellen bei der Bearbeitung eines Werkstücks. Das Ausmaß der zyklischen Auslenkung und damit die Belastung der Schleiflamellen ist abhängig von der Schrägstellung des Schleif-Werkzeugs relativ zu der zu bearbeitenden Werkstückoberfläche, der Breite des zu bearbeitenden Werkstücks, der Drehzahl und dem Außendurchmesser des Schleif-Werkzeugs sowie von der Anpresskraft, mit der die Schleiflamellen im Schleifprozess senkrecht gegen die Werkstückoberfläche gepresst werden. Durch die ausgeprägte zyklische Auslenkung der Schleiflamellen wird das in Form von Schleifmittelpartikeln bzw. Schleifkorn vorliegende Schleifmittel aus der Unterlage gerissen, bevor das Schleifmittel verschlissen ist und sein Materialabtragspotential erreicht hat. Weiterhin wird durch das herausgerissene Schleifmittel, also die herausgerissenen Schleifmittelpartikel bzw. Schleifkörner, die Schleifmittelschicht geschwächt, da benachbarte Schleifmittelpartikel sich nicht mehr gegenseitig stützen können. Dies führt insbesondere bei den endseitig der Schleiflamellen angeordneten letzten Schleifmittelpartikeln, die nur einseitig gestützt sind, zu einem frühzeitigen Ausbruch. Insgesamt werden somit durch die ausgeprägte zyklische Auslenkung der Schleiflamellen die Standzeit und der Gesamtmaterialabtrag des Schleif-Werkzeugs stark beeinträchtigt.

[0007] Durch das Versteifen der Schleiflamellen wird ihre zyklische Auslenkung im Vergleich zum Stand der Technik stark reduziert. Somit werden eine höhere Standzeit und ein höherer Gesamtmaterialabtrag des jeweiligen Schleif-Werkzeugs erzielt. Die höhere Standzeit und der höhere Gesamtmaterialabtrag werden erzielt, ohne den Verschleißanteil der Unterlage zu erhöhen. Bei Schleifmittel auf Unterlage erfolgt im Schleifprozess ein Entfernen der Unterlage mit verbrauchtem Schleifmittel durch Verflusen. Verflusen bedeutet ein Auflösen der Unterlage in Staubpartikel bzw. kleine Fasern oder Faserbündel. Die Masse an aufgelöster Unterlage bezogen auf die Masse des gesamten Schleif-Werkzeugs wird als Verschleißanteil der Unterlage definiert. Ein hoher Verschleißanteil der Unterlage ist nachteilig, da hierdurch alveolengängige Staubpartikel erzeugt werden. Ein erhöhter Verschleißanteil wird bei dem erfindungsgemäßen Schleif-Werkzeug vermieden. Der Verschleißanteil ist bezogen auf ein gleichartiges Schleif-Werkzeug nach dem Stand der Technik zumindest konstant. Durch das Versteifen der Schleiflamellen wird das Verhältnis des Verschleißanteils der Unterlage zu dem Gesamtmaterialabtrag verringert. Der Gesamtmaterialabtrag und die Standzeit des Schleif-Werkzeugs sind variabel erhöht.

[0008] Das Versteifen der Schleiflamellen erfolgt durch Versehen der Schleiflamellen mit einem Füllharz und anschließendem Aushärten des Füllharzes. Das Füllharz ist beispielsweise ausgewählt aus der Gruppe Duroplaste, Elastomere, Kunstharze und/oder Thermoplaste und Kombinationen davon.

[0009] Vorzugsweise ist das Füllharz ein Duroplast, beispielsweise ein Phenolharz. Beispielsweise ist das Phenolharz ein Resol oder ein Novolak. Das Füllharz sollte zur Gewährleistung einer dauerhaften Versteifung der Schleiflamellen unterhalb einer Grenztemperatur kein Erweichungsverhalten zeigen. Dies bedeutet beispielsweise, dass das Füllharz bei Erreichen der Grenztemperatur einen Festigkeitsverlust gegenüber einer Festigkeit bei Raumtemperatur hat, der einen maximal zulässigen Festigkeitsverlust nicht überschreitet. Die Grenztemperatur und der maximal zulässige Festigkeitsverlust sind abhängig vom gewünschten Ausmaß der Versteifung der Schleiflamellen.

[0010] Bei dem erfindungsgemäßen Schleif-Werkzeug weist mindestens eine der Schleiflamellen ein ausgehärtetes Füllharz auf. Vorzugsweise weisen mehrere Schleiflamellen ein ausgehärtetes Füllharz auf, insbesondere mindestens 30 %, insbesondere mindestens 50 %, und insbesondere mindestens 60 % der an dem Tragkörper befestigten Schleiflamellen. Beispielsweise weisen alle an dem Tragkörper angeordneten Schleiflamellen ein ausgehärtetes Füllharz auf.

[0011] Das erfindungsgemäße Schleif-Werkzeug ist beispielsweise als Fächerschleifscheibe, Lamellenschleifscheibe oder Lamellenschleifstift ausgebildet. Das Schleif-Werkzeug weist eine Mittelachse auf und wird zur Bearbeitung eines Werkstücks mittels eines Werkzeugantriebs um die Mittelachse drehangetrieben. Durch die Versteifung der Schleiflamellen wird die zyklische Auslenkung der Schleiflamellen reduziert, wodurch die Standzeit und der Gesamtmaterialabtrag erhöht werden.

[0012] Das Schleif-Werkzeug gewährleistet in einfacher Weise eine höhere Standzeit und einen höheren Gesamtmaterialabtrag.

[0013] Dadurch, dass die Unterlage der jeweiligen Schleiflamelle mit Füllharz versehen bzw. getränkt wird, das anschließend aushärtet, können die Schleiflamellen in einfacher Weise wirkungsvoll versteift werden. Vorzugsweise befinden sich mindestens 70 Gew.-%, insbesondere mindestens 80 Gew.-%, insbesondere mindestens 90 Gew.-%, und insbesondere 100 Gew.-% des ausgehärteten Füllharzes in der Unterlage.

[0014] Die jeweilige Unterlage weist ein Trägertextil mit mindestens einem Faden auf. Das Trägertextil ist beispielsweise als Trägergewebe ausgebildet, das durch Kettfäden und Schussfäden gebildet ist. Das Trägertextil weist mindestens einen Faden auf, der mit dem Füllharz versehen bzw. getränkt ist. Nach dem Aushärten des Füllharzes ist der mindestens eine Faden versteift. Beispielsweise sind bei einem Textilgewebe die Kettfäden und die Schussfäden versteift. Das Trägertextil weist somit eine hohe Steifigkeit bzw. Biegesteifigkeit auf, wodurch die Auslenkung der jeweiligen Schleiflamelle im Schleifprozess stark reduziert wird.

[0015] Ein Schleif-Werkzeug nach Anspruch 2 gewährleistet eine wirkungsvolle Versteifung und somit eine erhöhte Standzeit und einen erhöhten Gesamtmaterialabtrag.

[0016] Ein Schleif-Werkzeug nach Anspruch 3 gewährleistet eine erhöhte Steifigkeit und somit eine höhere Standzeit sowie einen höheren Gesamtmaterialabtrag. Der mindestens eine festigkeitsverstärkende Füllstoff ist beispielsweise faserförmig, plättchenförmig und/oder kugelförmig ausgebildet. Faserförmige Füllstoffe sind beispielsweise Glasfasern, Kohlenstofffasern, Synthesefasern, Cellulose, Wollastonit und Whiskers. Als Whiskers werden nadelförmige Einkristalle bezeichnet. Beispielsweise die Werkstoffe Antimon, Cadmium, Indium, Zink und Zinn bilden verstärkt Whisker (vgl. R. J. Klein Wassink: Weichlöten in der Elektronik, Eugen G. Leuze Verlag, 1991, Seiten 305 bis 306).

[0017] Plättchenförmige Füllstoffe sind beispielsweise Glimmer, Talkum und Graphit. Kugelförmige Füllstoffe sind beispielsweise Quarz, Silica, Kaolin, Glaskugeln, Calciumcarbonat, Metalloxide und Ruß. Geeignete festigkeitsverstärkende Füllstoffe sind beispielsweise Kreide und Aluminiumoxid (Al₂O₃).

[0018] Ein Schleif-Werkzeug nach Anspruch 4 gewährleistet eine höhere Standzeit und einen höheren Gesamtmaterialabtrag. Durch den mindestens einen schleifaktiven Füllstoff werden die Schleifeigenschaften der Schleiflamellen verbessert und/oder gezielt für einen bestimmten Anwendungsfall eingestellt. Schleifaktive Füllstoffe sind beispielsweise Kryolith und Kaliumtetrafluoroborat (KBF₄). Der mindestens eine schleifaktive Füllstoff weist beispielsweise eine Partikelgröße im nanoskaligen Bereich auf.

[0019] Durch ein Schleif-Werkzeug nach Anspruch 5 wird eine Fächerschleifscheibe mit einer höheren Standzeit und einem höheren Gesamtmaterialabtrag bereitgestellt.

[0020] Der Erfindung liegt ferner die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zur Herstellung eines Schleif-Werkzeugs mit einer höheren Standzeit und einem höheren Gesamtmaterialabtrag zu schaffen.

[0021] Diese Aufgabe wird durch ein Verfahren mit den Merkmalen des Anspruchs 6 gelöst. Die Vorteile des erfindungsgemäßen Verfahrens entsprechen den bereits beschriebenen Vorteilen des erfindungsgemäßen Schleif-Werkzeugs. Das erfindungsgemäße Verfahren kann insbesondere auch mit den Merkmalen eines der Ansprüche 1 bis 5 weitergebildet werden. Dadurch, dass die Schleiflamellen mit einem Füllharz versehen werden, das anschließend aushärtet, werden die Schleiflamellen wirkungsvoll versteift. Durch die Versteifung der Schleiflamellen wird ihre zyklische Auslenkung bei der Bearbeitung eines Werkstücks deutlich reduziert, wodurch die Standzeit und der Gesamtmaterialabtrag erhöht werden. Die Schleiflamellen werden beispielsweise durch Bekleben, Kaschieren oder Tauchen mit dem Füllharz versehen. Das Versehen der Schleiflamellen mit dem Füllharz erfolgt nach dem Anordnen bzw. Befestigen der Schleiflamellen an dem Tragkörper. Das Verfahren gewährleistet in einfacher Weise das Versteifen der Schleiflamellen. Dadurch, dass die Schleiflamellen zuerst an dem Tragkörper angeordnet werden und anschließend mit Füllharz versehen werden, können eine Vielzahl von Schleiflamellen in der gewünschten Weise mit Füllharz versehen und versteift werden. Beispielsweise werden die an dem Tragkörper angeordneten Schleiflamellen mit einer gewünschten Ausrichtung in ein Bad mit Füllharz eingetaucht. Die Schleiflamellen werden insbesondere so mit dem Füllharz versehen, dass vorwiegend die jeweilige Unterlage das Füllharz aufnimmt und/oder das Schleifmittel in der Schleifmittelschicht üblicherweise nicht vollständig mit dem Füllharz bedeckt ist. Vorzugsweise umfasst die jeweilige Unterlage ein Trägertextil, das mit dem Kunstharz getränkt wird und dieses aufnimmt. Nach dem Aushärten des Füllharzes ist das Trägertextil versteift, weist also eine erhöhte Biegesteifigkeit auf. Das Aushärten des Füllharzes erfolgt vorzugsweise durch Zuführung von Wärme, beispielsweise mittels eines Ofens.

[0022] Ein Verfahren nach Anspruch 7 gewährleistet in einfacher Weise die Herstellung eines Schleif-Werkzeugs mit einer höheren Standzeit und einem höheren Gesamtmaterialabtrag. Durch das Eintauchen der Schleiflamellen in ein Bad mit Füllharz werden die Schleiflamellen, insbesondere die jeweilige Unterlage, in einfacher Weise mit dem Füllharz getränkt. Vorzugsweise werden die Schleiflamellen derart in das Füllharz-Bad eingetaucht, dass das Füllharz infolge der Gewichtskraft einfacher von dem Schleifmittel abtropft als von der Unterlage. Beispielsweise werden die Schleiflamellen derart in das Füllharz-Bad eingetaucht, dass das Schleifmittel in Richtung der Gewichtskraft gerichtet ist bzw. die Unterlage entgegen der Gewichtskraft gerichtet ist. Hierdurch wird gewährleistet, dass im Wesentlichen die Unterlage mit dem Füllharz getränkt wird.

[0023] Ein Verfahren nach Anspruch 8 gewährleistet in einfacher Weise das Versehen der Schleiflamellen mit Füllharz. Dadurch, dass der Tragkörper während des Eintauchens der Schleiflamellen in das Füllharz-Bad rotiert, werden die Schleiflamellen gleichmäßig mit dem Füllharz versehen bzw. getränkt. Vorzugsweise werden die Schleiflamellen derart in das Füllharz-Bad eingetaucht, dass die jeweilige Schleiflamelle nur zeitweise eingetaucht wird. Auf diese Weise wird gewährleistet, dass die jeweilige Schleiflamelle während des Eintauchens mit Füllharz versehen bzw. getränkt wird und außerhalb des Füllharz-Bads das Füllharz von dem Schleifmittel bzw. der Schleifmittelschicht abtropfen kann. Vorzugsweise wird die jeweilige Schleiflamelle während der Rotation des Tragkörpers mehrfach in das Füllharz-Bad eingetaucht. Hierdurch wird die jeweilige Schleiflamelle bzw. die Unterlage der jeweiligen Schleiflamelle im Wesentlichen bis zu der Sättigung mit Füllharz getränkt.

[0024] Ein Verfahren nach Anspruch 9 ermöglicht in einfacher Weise ein Einstellen der Steifigkeit und/oder der Schleifeigenschaften der Schleiflamellen.

[0025] Weitere Merkmale, Vorteile und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung mehrerer Ausführungsbeispiele. Es zeigen:

Fig. 1

eine perspektivische Ansicht eines als Fächerschleifscheibe ausgebildeten Schleif-Werkzeugs mit einem Tragkörper und daran angeordneten Schleiflamellen, wobei mehrere Schleiflamellen zur Veranschaulichung des Aufbaus der Fächerschleifscheibe fehlen,

Fig. 2

ein Schnitt durch eine Schleiflamelle der Fächerschleifscheibe in Fig. 1 gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel,

Fig. 3

eine schematische Darstellung eines Tauchvorgangs zum Versehen der Schleiflamellen mit einem Füllharz,

Fig. 4

ein Schnitt durch eine Schleiflamelle vor dem Versehen mit einem Füllharz in 50-facher mikroskopischer Vergrößerung,

Fig. 5

ein Schnitt durch eine Schleiflamelle nach dem Versehen mit Füllharz in 50-facher mikroskopischer Vergrößerung,

Fig. 6

eine schematische Darstellung der Fächerschleifscheibe bei der Bearbeitung eines Werkstücks und der Auslenkung der Schleiflamellen in Abhängigkeit eines Drehwinkels der Fächerschleifscheibe, und

Fig. 7

einen Schnitt durch eine Schleiflamelle gemäß einem zweiten Ausführungsbeispiel.

[0026] Nachfolgend ist anhand der Fig. 1 bis 6 ein erstes Ausführungsbeispiel der Erfindung beschrieben. Ein als Fächerschleifscheibe ausgebildetes Schleif-Werkzeug 1 weist einen tellerförmig ausgebildeten Tragkörper 2 auf. Der Tragkörper 2 umfasst einen äußeren ringförmigen Randbereich 3 und eine Nabe 4, die über einen Ringsteg 5 verbunden sind. Die Nabe 4 weist eine konzentrische, kreisförmige Öffnung 6 auf, die zum Spannen und Drehantreiben des Tragkörpers 2 um eine Mittelachse 7 mittels eines nicht näher dargestellten Werkzeugantriebs dient.

[0027] Der Randbereich 3 dient zur Aufnahme von Schleiflamellen 8. Die Schleiflamellen 8 sind einander überdeckend mittels einer Klebstoff-Schicht 9 auf dem Randbereich 3, also seitlich an dem Tragkörper 2 befestigt. Die Schleiflamellen 8 sind auf dem Tragkörper 2 in gleichen Winkelabständen angeordnet. Die Schleiflamellen 8 weisen jeweils in einer Drehrichtung 10 um die Mittelachse 7 betrachtet eine nachlaufende Kante 11 und eine voreilende Kante 12 auf. Jede der Schleiflamellen 8 bildet einen schleifaktiven Bereich 13 aus, der sich von ihrer nachlaufenden Kante 11 bis zu der nachlaufenden Kante 11' der in Drehrichtung 10 vorgeordneten Schleiflamelle 8 erstreckt. Die jeweilige voreilende Kante 12 ist von der in Drehrichtung 10 vorgeordneten Schleiflamelle 8 überdeckt. Die Schleiflamellen 8 sind rechteckförmig ausgebildet und weisen jeweils eine der Mittelachse 7 zugewandte Innenkante 14 und eine der Mittelachse 7 abgewandte Außenkante 15 auf. Durch die Außenkanten 15 der Schleiflamellen 8 wird ein Außendurchmesser D des Schleif-Werkzeugs 1 definiert.

[0028] Die jeweilige Schleiflamelle 8 weist eine Unterlage 16 auf, auf die eine Schleifmittelschicht 17 aufgebracht ist. Die Unterlage 16 umfasst ein Trägertextil 18 in Form eines Textilgewebes, das aus Kettfäden 19 und Schussfäden 20 ausgebildet ist. An einer der Schleifmittelschicht 17 abgewandten Seite weist die Unterlage 16 eine Deckschicht 21 auf, die als Rückenstrich bezeichnet wird. Das Trägertextil 18 ist mit der Deckschicht 21 verbunden, die beispielsweise aus einer Polymerdispersion besteht, und ist mittels Trocknung ausgehärtet. Das Trägertextil 18 besteht beispielsweise aus Polyester oder Baumwolle, während sich die Polymerdispersion üblicherweise aus Harz und/oder einer Kunststoffdispersion zusammensetzt.

[0029] Die Schleifmittelschicht 17 umfasst Schleifmittel 22, das mittels eines Bindemittels 23 an der Unterlage 16 befestigt ist. Das Schleifmittel 22 ist in Form von Schleifmittelpartikeln bzw. Schleifkörnern ausgebildet, die zusammen mit Stützkörnern 24 in das Bindemittel 23 eingebunden sind. Das Bindemittel 23 ist beispielsweise als Bindeharz ausgebildet. Das Bindeharz 23 und das Füllharz 25 können identisch oder unterschiedlich sein.

[0030] Zur Versteifung weisen die Schleiflamellen 8 jeweils ein ausgehärtetes Füllharz 25 auf. Das Füllharz 25 befindet sich in und/oder an der jeweiligen Unterlage 16. Vorzugsweise sind die Kettfäden 19 und die Schussfäden 20 des Trägertextils 18 mit dem Füllharz 25 versehen und aufgrund der Aushärtung des Füllharzes 25 versteift. Die Unterlage 16 ist beispielsweise foulardiert, das bedeutet, es ist eine Vollbadimprägnierung durchgeführt, wobei über eine Quetschkraft durch Walzenpaare eine Durchdringung, insbesondere bis zu 100 %, erwirkt ist, bevor eine Trocknung erfolgt.

[0031] Das ausgehärtete Füllharz 25 hat bezogen auf das Gesamtgewicht einer Schleiflamelle 8 einen Gewichtsanteil von 1 Gew.-% bis 30 Gew.-%, insbesondere von 5 Gew.-% bis 25 Gew.-%, und insbesondere von 8 Gew.-% bis 20 Gew.-%.

[0032] Das erfindungsgemäße Schleif-Werkzeug 1 wird wie folgt hergestellt:
Das unfertige Schleif-Werkzeug wird vor dem Aushärten des Füllharzes 25 nachfolgend mit dem Bezugszeichen 1' bezeichnet. In einem Behälter 26 ist ein Bad mit dem Füllharz 25 bereitgestellt. Das Schleif-Werkzeug 1' wird zum Eintauchen der Schleiflamellen 8 derart schräg gestellt, dass die Mittelachse 7 relativ zu einer Oberfläche 27 des Füllharzes 25 einen Winkel α einschließt. Für den Winkel α gilt vorzugsweise: α < 90°, insbesondere α ≤ 85°, und insbesondere α ≤ 80°. Das Schleif-Werkzeug 1' wird relativ zu dem Bad mit Füllharz 25 derart angeordnet, dass die dem Füllharz 25 nächstliegenden Schleiflamellen 8 in dieses eintauchen, jedoch nicht der mit den Schleiflamellen 8 verbundene Tragkörper 2. Das Schleif-Werkzeug 1' wird um die Mittelachse 7, vorzugsweise in der Drehrichtung 10 rotiert, so dass die Schleiflamellen 8 mehrfach nacheinander in das Bad eintauchen und wieder aus dem Bad austauchen. Dies ist in Fig. 3 veranschaulicht.

[0033] Durch das mehrfache Eintauchen der Schleiflamellen 8 in das Füllharz 25 werden diese mit dem Füllharz 25 versehen. Das Füllharz 25 dringt im Wesentlichen in die jeweilige Unterlage 16 ein. Demgegenüber tropft das Füllharz 25 im Wesentlichen wieder von der jeweiligen Schleifmittelschicht 17 ab, so dass die Schleifkörner 22 nicht von dem Füllharz 25 überdeckt sind.

[0034] Nach dem Versehen der Schleiflamellen 8 mit dem Füllharz 25 wird dieses ausgehärtet. Das Aushärten erfolgt vorzugsweise durch die Zuführung von Wärme, beispielsweise mittels eines Ofens. Durch das Aushärten wird das erfindungsgemäße Schleif-Werkzeug 1 hergestellt bzw. fertiggestellt. Durch das ausgehärtete Füllharz 25 weisen die Schleiflamellen 8 eine erhöhte Steifigkeit auf.

[0035] Fig. 4 zeigt einen Schnitt durch eine Schleiflamelle 8 eines unfertigen Schleif-Werkzeugs 1' in 50-facher mikroskopischer Vergrößerung, wohingegen Fig. 5 einen Schnitt durch eine versteifte Schleiflamelle 8 eines erfindungsgemäßen Schleif-Werkzeugs 1 in 50-facher mikroskopischer Vergrößerung zeigt. Aus einem Vergleich zwischen den Fig. 4 und 5 wird deutlich, dass die Unterlage 16 insbesondere im Bereich der Deckschicht 21 und dem benachbarten Trägertextil 18 mit dem Füllharz 25 versehen wird.

[0036] Das Füllharz 25 kann beispielsweise ausgewählt werden aus der Gruppe der Duroplaste, Elastomere, Kunstharze und/oder Thermoplaste und Kombinationen davon. Beispielsweise ist das Füllharz 25 ein Kunstharz, vorzugsweise ein Phenolharz. Das ausgehärtete Füllharz 25 sollte unterhalb einer Grenztemperatur, beispielsweise von 70° C, kein Erweichungsverhalten zeigen. Beispielsweise sollte unterhalb der Grenztemperatur die Festigkeit gegenüber der Festigkeit bei Raumtemperatur, beispielsweise bei 20 °C, um nicht mehr als 10 % reduziert sein. Die Eigenschaften von Kunststoffen, beispielsweise das Verhalten des Elastizitätsmoduls, in Abhängigkeit der Temperatur sind grundsätzlich bekannt (vgl. Peter Eyerer, Thomas Hirth, Peter Elsner: Polymer Engineering, Springer-Verlag, 2008, Seiten 4 und 5).

[0037] In Fig. 6 ist die Anwendung des erfindungsgemäßen Schleif-Werkzeugs 1 veranschaulicht. Ein Werkstück 28 mit einer Breite b soll mittels des Schleif-Werkzeugs 1 bearbeitet werden. Bei der Bearbeitung des Werkstücks 28 sind die Schleiflamellen 8, die sich innerhalb eines Eingriffsbereichs E befinden, in Schleifeingriff mit dem Werkstück 28. Der Eingriffsbereich E wird durch einen Eingriffswinkel δ definiert. Der Eingriffswinkel δ ist abhängig von der Breite b des Werkstücks 28. Ausgehend von einer Null-Lage A₀ werden die nachlaufenden Kanten 11 der Schleiflamellen 8 aufgrund des Schleifeingriffs zyklisch in negativer und positiver Richtung ausgelenkt. Die Null-Lage A₀ kennzeichnet die Lage der nachlaufenden Kanten 11 der Schleiflamellen 8 im rotierenden Zustand des Schleif-Werkzeugs 1 ohne Kontakt mit dem Werkstück 28. Die Null-Lage A₀ ist somit abhängig von der Drehzahl des rotierenden Schleif-Werkzeugs 1 um die Mittelachse 7 und von dem Außendurchmesser D.

[0038] Die in Fig. 6 dargestellte Auslenkung A in Abhängigkeit eines Drehwinkels ϕ beschreibt die Auslenkung der nachlaufenden Kante 11 der jeweiligen Schleiflamelle 8 senkrecht zu der bearbeiteten Werkstückoberfläche. Die Schleiflamellen 8 werden beim Überstreichen des Werkstücks 28 in negativer Richtung, also in Richtung des Tragkörpers 2, gemäß ihrer Winkelposition verbogen. Die Auslenkung setzt bereits vor der Kante des Werkstücks 28 bei der Winkelposition A ein, da sich die Auslenkung der voreilenden Schleiflamellen 8 durch Berührung auf die nacheilenden Schleiflamellen 8 überträgt. Im Eingriffsbereich E ist die Auslenkung in negativer Richtung maximal. Diese ist mit A_max gekennzeichnet. Nachdem der Kontakt zwischen der jeweiligen Schleiflamelle 8 und dem Werkstück 28 endet, schwingt diese zurück und wird zunächst aufgrund eines Überschwingens in positiver Richtung ausgelenkt, bevor die Null-Lage A₀ wieder erreicht wird. Die maximale Auslenkung während des Überschwingens in positiver Richtung ist mit A_F bezeichnet. Die Winkelposition B kennzeichnet das Erreichen der Null-Lage A₀ nach dem Überschwingen.

[0039] Die maximale Auslenkung A_max sowie die Auslenkung A_F während des Überschwingens sind abhängig von der Steifigkeit der Schleiflamellen 8 sowie deren Belastung infolge der Bearbeitung des Werkstücks 28. Die Belastung der Schleiflamellen 8 ist abhängig von dem Winkel, mit dem das Schleif-Werkzeug 1 gegenüber der zu bearbeitenden Werkstückoberfläche schräggestellt ist, der Breite b des Werkstücks 28, der Anzahl der gleichzeitig in Schleifeingriff befindlichen Schleiflamellen 8, der Anpresskraft des Schleif-Werkzeugs 1, also der Kraft mit der die Schleiflamellen 8 im Schleifprozess senkrecht auf die Werkstückoberfläche gepresst werden, der Drehzahl und dem Außendurchmesser D des Schleif-Werkzeugs 1. Die Belastung ist umso größer, je größer die Schrägstellung, die Anpresskraft, die Drehzahl und der Außendurchmesser und je kleiner die Breite b des Werkstücks 28 ist.

[0040] In Fig. 6 ist zu Vergleichszwecken die Auslenkung bei einem Schleif-Werkzeug gemäß dem Stand der Technik und identischen Belastungsbedingungen als gestrichelte Linie dargestellt. Die maximale negative Auslenkung ist mit A'_max und die maximale Auslenkung während des Überschwingens ist mit A'_F gekennzeichnet. Es ist zu erkennen, dass die maximale Auslenkung A_max bzw. A_F bei dem erfindungsgemäßen Schleif-Werkzeug 1 deutlich geringer ist, wodurch das erfindungsgemäße Schleif-Werkzeug 1 eine höhere Standzeit und einen höheren Gesamtmaterialabtrag bis zum vollständigen Verschleiß hat. Insbesondere werden die höhere Standzeit und der höhere Gesamtmaterialabtrag nicht dadurch erreicht, dass der Verschleißanteil der Unterlage 16 bzw. des Trägertextils 18 erhöht wird. Hierdurch wird ein erhöhter Anteil an alveolengängigen Staubpartikeln vermieden.

[0041] Nachfolgend ist anhand von Fig. 7 ein zweites Ausführungsbeispiel der Erfindung beschrieben. Im Unterschied zu dem ersten Ausführungsbeispiel weist das Füllharz 25 einen festigkeitsverstärkenden Füllstoff 29 und/oder einen schleifaktiven Füllstoff 30 auf. Der festigkeitsverstärkende Füllstoff 29 befindet sich in und/oder an der Unterlage 16. Bei dem festigkeitsverstärkenden Füllstoff 29 handelt es sich beispielsweise um Kreide oder Aluminiumoxid. Der festigkeitsverstärkende Füllstoff 29 ist in das Bad mit Füllharz 25 eingemischt, so dass die Unterlage 16 entsprechend dem vorangegangenen Ausführungsbeispiel und wie anhand von Fig. 3 beschrieben, mit dem Füllharz 25 und zusätzlich mit dem festigkeitsverstärkenden Füllstoff 29 versehen wird. Der schleifaktive Füllstoff 30 ist alternativ oder zusätzlich in das Füllharz 25 eingemischt. Bei dem schleifaktiven Füllstoff 30 handelt es sich beispielsweise um Kryolith und Kaliumtetrafluoroborat. Das Füllharz 25 beinhaltet vorzugsweise den festigkeitsverstärkenden Füllstoff 29 und den schleifaktiven Füllstoff 30. Hinsichtlich des weiteren Aufbaus und der weiteren Herstellung des Schleif-Werkzeugs 1 wird auf das vorangegangene Ausführungsbeispiel verwiesen.

Ansprüche

1. Schleif-Werkzeug, mit

- einem Tragkörper (2),

- mehreren Schleiflamellen (8),

-- die an dem Tragkörper (2) angeordnet sind und

-- die jeweils eine Unterlage (16) und Schleifmittel (22) aufweisen, wobei das Schleifmittel (22) mittels eines Bindemittels (23) an der Unterlage (16) gebunden ist,

dadurch gekennzeichnet,
dass mindestens eine der Schleiflamellen (8) zur Versteifung ein ausgehärtetes Füllharz (25) aufweist und die jeweilige Unterlage (16) mindestens einen Faden (19, 20) umfasst, der mit dem ausgehärteten Füllharz (25) versehen ist.

2. Schleif-Werkzeug nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das ausgehärtete Füllharz (25) bezogen auf das Gesamtgewicht einer Schleiflamelle (8) einen Gewichtsanteil von 1 Gew.-% bis 30 Gew.-%, insbesondere von 5 Gew.-% bis 25 Gew.-%, und insbesondere von 8 Gew.-% bis 20 Gew.-% hat.

3. Schleif-Werkzeug nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass in das ausgehärtete Füllharz (25) mindestens ein festigkeitsverstärkender Füllstoff (29) eingebunden ist.

4. Schleif-Werkzeug nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet,
dass in das ausgehärtete Füllharz (25) mindestens ein schleifaktiver Füllstoff (30) eingebunden ist.

5. Schleif-Werkzeug nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet,
dass der Tragkörper (2) tellerförmig ausgebildet ist, und
dass die Schleiflamellen (8) einander überdeckend seitlich an dem Tragkörper (2) verklebt sind.

6. Verfahren zur Herstellung eines Schleif-Werkzeugs, umfassend die Schritte:

- Bereitstellen von mehreren Schleiflamellen (8), die jeweils eine Unterlage (16) und Schleifmittel (22) aufweisen, wobei das Schleifmittel (22) mittels eines Bindemittels (23) an der Unterlage (16) gebunden ist,

- Anordnen und Befestigen der Schleiflamellen (8) an einem Tragkörper (2),

- Versehen der Schleiflamellen (8), insbesondere der jeweiligen Unterlage (16), mit einem Füllharz (25), wobei die Schleiflamellen (8) mit dem Füllharz (25) versehen werden, nachdem diese an dem Tragkörper (2) angeordnet wurden,

- anschließendem Aushärten des Füllharzes (25) zur Versteifung der Schleiflamellen (8).

7. Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet,
dass die Schleiflamellen (8) in ein Bad mit Füllharz (25) eingetaucht werden.

8. Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet,
dass der Tragkörper (2) während eines Eintauchens der Schleiflamellen (8) in ein Bad mit Füllharz (25) rotiert, insbesondere derart, dass die jeweilige Schleiflamelle (8) nur zeitweise in das Füllharz (25) eintaucht.

9. Verfahren nach einem der Ansprüche 6 bis 8, dadurch gekennzeichnet,
dass in das Füllharz (25) mindestens ein festigkeitsverstärkender Füllstoff (29) und/oder schleifaktiver Füllstoff (30) eingemischt ist.

Claims

1. Abrasive tool having

- a support (2),

- a plurality of abrasive flaps (8),

-- which are arranged on the support (2) and

-- which each have a base (16) and abrasive material (22), wherein the abrasive material (22) is attached to the base (16) by means of a binder (23),

characterized
in that at least one of the abrasive flaps (8) has a cured filling resin (25) for reinforcement, and the respective base (16) comprises at least one thread (19, 20), which is provided with the cured filling resin (25).

2. Abrasive tool as claimed in claim 1, characterized
in that the cured filling resin (25) makes up 1% by weight to 30% by weight, in particular 5% by weight to 25% by weight and, in particular, 8% by weight to 20% by weight of the total weight of an abrasive flap (8).

3. Abrasive tool as claimed in claim 1 or 2, characterized
in that at least one strength-enhancing filler (29) is incorporated into the cured filling resin (25).

4. Abrasive tool as claimed in one of claims 1 to 3, characterized
in that at least one filler (30) with an abrasive action is incorporated into the cured filling resin (25).

5. Abrasive tool as claimed in one of claims 1 to 4, characterized
in that the support (2) is of dish-shaped design, and
in that the abrasive flaps (8) are bonded laterally onto the support (2) in such a way as to overlap one another.

6. Method for producing an abrasive tool, comprising the following steps:

- providing a plurality of abrasive flaps (8), which each have a base (16) and abrasive material (22), wherein the abrasive material (22) is attached to the base (16) by means of a binder (23),

- arranging and securing the abrasive flaps (8) on a support (2),

- providing the abrasive flaps (8), in particular of the respective base (16), with a filling resin (25), wherein the abrasive flaps (8) are provided with the filing resin (25) after the flaps have been arranged on the support (2),

- subsequently curing the filling resin (25) to reinforce the abrasive flaps (8).

7. Method as claimed in claim 6, characterized
in that the abrasive flaps (8) are dipped into a bath containing filling resin (25).

8. Method as claimed in claim 7, characterized
in that the support (2) rotates while the abrasive flaps (8) are being dipped into a bath containing filling resin (25), in particular in such a way that the respective abrasive flap (8) dips only temporarily into the filling resin (25).

9. Method as claimed in one of claims 6 to 8, characterized
in that at least one strength-enhancing filler (29) and/or filler (30) with an abrasive action is mixed into the filling resin (25).

Revendications

1. Outil abrasif, comportant :

- un corps de support (2)

- plusieurs lamelles abrasives (8),

-- qui sont disposées sur le corps de support (2) et

-- qui présentent chacun une base (16) et un moyen abrasif (22), le moyen abrasif (22) étant relié à la base (16) au moyen d'un moyen de liaison (23),

caractérisé en ce
qu'au moins l'une des lamelles abrasives (8) présente une résine de remplissage durcie (25) destinée à la rigidification et la base (16) respective comprend au moins un fil (19, 20), lequel est pourvu de la résine de remplissage durcie (25).

2. Outil abrasif selon la revendication 1, caractérisé en ce que la résine de remplissage durcie (25) a, par rapport au poids total d'une lamelle abrasive (8), un rapport de poids de 1 % en poids à 30 % en poids, en particulier de 5 % en poids à 25 % en poids, et en particulier de 8 % en poids à 20 % en poids.

3. Outil abrasif selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce qu'au moins une substance de remplissage renforçant la solidité (29) est intégrée dans la résine de remplissage durcie (25).

4. Outil abrasif selon l'une des revendications 1 à 3, caractérisé en ce qu'au moins une substance de remplissage à effet abrasif (30) est intégrée dans la résine de remplissage durcie (25).

5. Outil abrasif selon l'une des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que
le corps de support (2) est constituée en forme d'assiette, et
les lamelles abrasives (8) étant collées l'une à l'autre de manière recouverte latéralement sur le corps de support (2).

6. Procédé de production d'un outil abrasif, comprenant les étapes :

- de mise à disposition de plusieurs lamelles abrasives (8) présentant chacune une base (16) et un moyen abrasif (22), le moyen abrasif (22) étant relié à la base (16) au moyen d'un agent de liaison (23),

- de disposition et de fixation des lamelles abrasives (8) sur un corps de support (2),

- du fait de pourvoir les lamelles abrasives (8), en particulier la base (16) respective, d'une résine de remplissage (25), les lamelles abrasives (8) étant pourvues de la résine de remplissage (25) après que celles-ci ont été disposées sur le corps de support (2),

- de durcissement ultérieur de la résine de remplissage (25) pour la rigidification des lamelles abrasives (8).

7. Procédé selon la revendication 6, caractérisé en ce que les lamelles abrasives (8) sont immergées dans un bain de résine de remplissage (25).

8. Procédé selon la revendication 7, caractérisé en ce que le corps de support (2) tourne en rotation dans un bain de résine de remplissage (25) durant une immersion des lamelles abrasives (8), en particulier de sorte que la lamelle abrasive (8) respective n'est immergée que temporairement dans la résine de remplissage (25).

9. Procédé selon l'une des revendications 6 à 8, caractérisé en ce qu'au moins une substance de remplissage renforçant la solidité (29) et/ou une substance de remplissage à effet abrasif (30) est intégrée dans la résine de remplissage (25).

Zeichnung