Verfahren zur Herstellung von Schleifwerkzeugen Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung von Schleifwerkzeugen, und zwar von solchen, bei denen die Schleifpartikel, vornehmlich Diamantsplitter, in einer ein zigen Lage angeordnet sind.
Zur Erhöhung der Wirksamkeit derarti ger Werkzeuge wurde vorgeschlagen, zu ver-' suchen, die Schleifpartikel in bestimmten An ordnungen auf der Werkzeugoberfläche an zubringen. Dies gelang jedoch nur bei müh seligem Einsetzen der Schleifpartikel von Hand. Wurden die Partikel in einer fein ver teilten Form, zum Beispiel als Diamantstaub, verwendet, so war es unmöglich, das Schleif mittel nach einem bestimmten Muster anzu bringen.
Die Erfindung bezweckt bei vernünftigem Kostenaufwand ein Schleifwerkzeug zu schaf fen, dessen Schleifpartikel auf der Arbeits fläche in einem bestimmten Muster angeord net sind.
Nach der Erfindung wird dies dadurch erreicht, dass nach dem Aufbringen seines flächenhaften Musters eines Haftmittels auf einer Tragfläche in letzteres Schleifpartikel eingebracht werden, worauf die mit den Schleifpartikeln versehene Tragfläche mit einer Metallschicht versehen wird.
Zweckmässig wird die Metallschicht zum Einbetten der Schleifpartikel galvanisch auf die Tragfläche aufgebracht. Bei einer Ausführungsform des Verfah rens nach der Erfindung dient als Tragfläche für die Schleifpartikel die Oberfläche der Futterplatte des Werkzeuges, und die Stärke der Metallschicht wird so gewählt, däss die Schleifpartikel über diese hervorstehen.
Bei einer weiteren Ausführungsform der Erfindung dient die Oberfläche einer Blind platte als Tragfläche für die Schleifpärtikel, die zunächst ganz in eine Metallschicht ein gebettet werden, worauf die Metallschicht von der Blindplatte abgenommen und auf der Futterplatte des Werkzeuges befestigt wird.
In der beiliegenden Zeichnung sind zwei Ausführungsbeispiele des Erfindtngsgegen= standes dargestellt, und zwar zeigen: Fig.1 bis 3 vergrösserte Darstellungen auf einanderfolgender Verfahrensschritte einer Ausführungsart der Erfindung, Fig. 4 bis 9 ähnliche Darstellungen für eine weitere Ausführungsart der Erfindung: In den Fig.1 bis 3 zeigt 7 ein Teilstück der Futterplatte 7 eines Schleifrades, auf dessen Arbeitsfläche die Elemente 8 eines ge wünschten Musters aufgedruckt sind.
Diese aufgedruckten Elemente 8 bestehen aus einem Klebemittel, das in der Wärme in einem späteren Verfahrensstadium gehärtet oder vulkanisiert wird, um ein geeignetes Binde mittel zum Festhalten der Schleifteilchen in der gewünschten Lage zu bilden. Das von den Elementen 8 gebildete flä chenhafte Klebstoffmuster kann auf verschie dene Weise auf die Tragfläche 20 aufgebracht werden. Dies kann von freier Hand erfolgen, wird aber vorteilhaft mittels eines Gummi stempels vorgenommen, dessen erhabene Teile die Form der Elemente des Musters haben und mit Klebstoff bedeckt werden und gegen die Futterplatte 7 gedrückt werden.
Hierbei bleiben sehr dünne Schichten des aktivierten plastischen (Kunstharz-) Klebstoffes an den Stellen zurück, wo die einzelnen Schleifele mente 8 gebildet werden sollen.
Die Futterplatte ist eine ebene Platte, welche die Stirnseite des Schleifrades bildet. Die Gummistempeltechnik ist vorteilhaft, da das gewünschte Muster mit Feder und Tinte vorgezogen werden kann. Die mittels Feder und Tinte entworfenen Muster werden dann auf einen Gummistempel durch eines der verschiedenen zur Verfügung stehen den photographischen Gravürverfahren äufge- bracht, welche bei der Herstellung von Faksi- milestempeln oder andern Schablonen für vielfache Zwecke angewendet werden.
Beim Aufdrucken des Musters mit dem Gummistempel muss Vorsorge getroffen wer den, däss der Stempel exakt auf der Futter platte 7 aufgedrückt und dabei nicht zu fest aufgedrückt wird, da sonst die Elemente des auf dem Stempel vorhandenen Musters in ungleicher und unerwünschter Weise ans spreizen können.
Während die Guministempeltechnik für komplizierte Muster vorzuziehen ist, kann das gewünschte Ergebnis bei einfacheren Mustern auch mittels einer Rändelrolle erreicht wer den, die aus Messing sein und zum Übertragen des Musters auf den Umfang eines Kanten schneid-Schleifrades dienen kann. Wenn die Rändelrolle verwendet wird, werden zweck mässig Mittel zum fortlaufenden Speisen mit Klebstoff vorgesehen, damit auf die Futter platte eine gleichmässig dicke Klebstoffschicht aufgedruckt wird.
Für den vorgesehenen Verwendungszweck gibt es mehrere zufriedenstellend arbeitende Klebmittel. Gute Ergebnisse sind beispiels- weise - mit einem -unter der Markenbezeieh- nung Araldite bekannten Klebstoff erzielt worden, der von der Ciba and Company her gestellt wird.
Dieser Klebstoff ist ein Äthoxy- linharz, eine Mischung eines Kondensations produktes aus Polyaryläthyl'enoxyd mit SäLi- ren und Hydraten, Aminen und andern Be- ; standteilen. Ein derartiges Material hat den Vorteil, dass es während des Vulkanisieren, oder Härten. wenig oder kein Wasser oder andere flüchtige Bestandteile abgibt.
Das plastische Klebmittel soll ganz dünn , angewendet werden, um ein leichtes Ab drucken des Musters zu ermöglichen. Bei Ver wendung der obengenannten Kunstharzmasse als Klebmittel wird Toluol als Verdünnungs mittel benutzt. c Nach dem Abdrucken des Ktlnsthar z- musters auf der Futterplatte lässt man es trocknen, wobei ein Teil des Lösungsmittels verflüchtigt. Durch Wärme kann der Vorgang beschleunigt werden, die Hitzeanwendung .darf aber nicht so weit getrieben werden, dass eine bleibende Härtung oder ein Vulkani sieren der plastischen Masse eintritt.
Ist das Klebmittel genügend getrocknet, so dass es klebrig wird, so werden Diamant splitter oder andere Schleifpartikel 10 über die das Muster tragende Fläche 20 ausge streut. Wie Fig.2 zeigt, haften dann die Partikel an den vom Klebstoffmuster bedeek- ten Stellen. Wenn die Elemente des Musters gegenüber der Abmessung der Partikel gross sind, so kommt auf jedes Element eine Anzahl von Schleifpartikeln. Sind die Partikel aber gegenüber der Abmessung der Elemente gross genug, so wird auf jedes Element nur ein Partikel kommen. Haben die Elemente bei spielsweise .
Kreisform und einen Durchmesser von 0,35 mm (0,014") und haben die Schleif partikel eine Kornfeinheit von 60 bis 80; so ist an jedem Element nur Platz für ein Korn.
Nachdem die Partikel im Überschuss auf die zu bedeckende Fläche ausgestreut worden sind und sich auf dem Klebmittel festgesetzt haben, werden die überschüssigen Teilchen abgebürstet oder fortgeblasen. Fig. 2 zeigt im Schnitt dieses Stadium des Herstellungsverfahrens mit den in der Klebmasse der Elemente 8 haftenden Schleif partikeln 10.
Anschliessend wird die Oberfläche der Futterplatte 7, die einen Teil des Schleifwerk- zeuges bildet, vorbereitet, um einen galva nischen Überzug aufzunehmen. Wurde zum Austreiben des im Klebmittel enthaltenen flüssigen Lösungsmittels Wärme angewendet, so kann es nötig sein, die Oberfläche 20 der Futterplatte 7 zu ätzen, um sie von Oxyden oder Zunder zu befreien. Hierauf wird die ge samte Futterplatte 7 mit den aufgebrachten Klebstoffelementen 8 und den Schleifpar tikeln 10 galvanisiert. Im allgemeinen wird es zweckmässig sein, die nicht arbeitenden Oberflächenteile der Futterplatte abzudecken, um den Metallniederschlag auf die Arbeits fläche zu beschränken.
In Fig.3 ist jedoch die ganze Fläche mit einem galvanischen Niederschlag 12 versehen worden; er kann aus Kupfer, Nickel, Eisen oder einer Kombi nation dieser Metalle bestehen, er soll gutes Haftvermögen und eine hinreichende Festig keit zum Halten der Schleifpartikel besitzen. Der galvanische Niederschlag wird so lange vorgenommen, bis etwas mehr als die Hälfte der Höhe der Partikel 10 von ihm bedeckt ist.
Es sei bemerkt, dass das verwendete Kleb mittel dünn genug und seine Isoliereigen- sehaften schlecht genug sein sollen, damit der Metallniederschlag auf die Klebstoffteilchen 8 erfolgen kann und auch unmittelbar auf das Metall der Futterplatte 7: Auf diese Weise wird eine besonders feste Halterung der Schleifpartikel 10 erreicht.
Nach dem Fertigstellen des galvanischen Überzuges wird die ganze Anordnung so weit erhitzt, bis das Klebmittel gehärtet ist und eine bleibende Struktur von beträcht licher Festigkeit erhalten hat. Auf diese Weise trägt die plastische Masse dazu bei, die Schleifpartikel dauernd an Ort und Stelle zu halten. Wenn gewünscht, kann das Härten oder Vulkanisieren auch vor der Elektro- plattierung vorgenommen werden. In diesem Falle muss jedoch besonders darauf geachtet werden, dass vor der Plattierung die Metall oberfläche 20 gründlich von Zunder und Oxyden gereinigt wird.
Die Schwierigkeit des bei den Fig. 4 bis 9 angewendeten Verfahrens besteht in dem zu nächst vorzunehmenden Aufdruck eines ge wünschten Muster, das aus Elementen be steht, in Form eines Klebemittels, das die Schleifpartikel oder Körnchen in der ge wünschten Zusammenstellung hält. Wie in Fig.4 angedeutet, wurden die Klebmittelele- mente 8 hier nicht auf die Futterplatte auf gedruckt, sondern auf eine Blindplatte 3, die je nach den Erfordernissen flach oder ge formt sein kann.
Die Blindplatte 3 wird zwar beim Herstellungsverfahren verwendet, sie bildet aber keinen bleibenden Bestandteil des Schleifwerkzeuges. Das Haftmittel 8 wird nach einem der zuvor beschriebenen Verfah ren auf der Blindplatte 3 aufgedruckt. Die Haftschicht soll sehr dünn sein, und zwar so dünn, dass es nicht möglich ist, die Stärke mittels irgendeiner mechanischen Messtechnik zu messen.
Die Schleifpartikel 10 werden dann über die Oberfläche der Blindplatte 3 ausgestreut, so dass sie an dem Klebmittel 8 haften blei ben. Gewöhnlich braucht nichts unternommen. zu werden, um die Partikel 10 zu trenneu, oder über die Oberfläche der Haftmittelele- mente B zu verteilen. Es kann aber zweck mässig sein, den Schleifpartikeln Salz beizu mischen.
Die Klebmittelelemente 8 können so klein gehalten werden, dass auf jedes nur ein Schleifkorn oder -partikel 10 kommt. Auf alle Fälle soll zu jedem Element 8 nur eine Lage von Schleifpartikeln 10 gehören. Dies wird dadurch erreicht, dass die Dicke des ,Haft mittels 8 nur ausserordentlich gering gehalten wird.
Die überschüssigen Partikel werden abge bürstet oder anderweitig von der Blind platte 3 entfernt. Dieses Verfahrenssta dium ist in Fig. 5 angedeutet. An schliessend wird auf der Blindplatte 3 ein galvanischer Metallniederschlag 13 aufge bracht, wobei ein Teil des Metalles durch die Klebmittelelemente hindurch niederge schlagen wird, so dass eine dichte und feste Bindung rings um die Partikel und die Zwi schenräume zwischen ihnen erhalten wird, wie Fig. 6 zeigt.
Der Metallniederschlag 13 kann zunächst aus Kupfer bestehen; er soll die gleiche Dicke haben wie die gewünschte Höhe, um die schliesslich die Schleifpartikel 10 im fertigen Werkzeug hervorstehen sollen.
Nachdem die erste Schicht aus Kupfer oder einem ähnlichen Metall niedergeschlagen worden ist, wird anschliessend eine dickere Schicht 14 aus Nickel oder Eisen niederge schlagen, bis die Partikel 10, vollkommen be deckt sind. Anschliessend wird entsprechend Fig. 7 der gesamte galvanische Metallniederschlag von der Blindplatte 3 abgenommen und dann auf eine Futterplatte 2 eines Schleifwerk- zeuges aufgelötet oder anderweitig -mit ihr fest verbunden, wie dies Fig. 8 zeigt. Darauf.
wird die Kupferschicht 13 fortgeätzt, so dass die Schleifpartikel 10 aus der sie haltenden Metallschicht 14 entsprechend Fig. 9 heraus stehen.
Die Blindplatte 3 soll eine solche Ober flächenbeschaffenheit haben, däss der galva nische Niederschlag nicht fest haftet, so dass die Trennung leicht vorgenommen werden kann. Hierfür gibt es verschiedene Möglich keiten. Eine besteht darin, dass eine sehr dünne Schicht aus Öl, Wachs oder Graphit aufgebracht- wird, ehe mit irgendeinem, an dern Verfahrensstadium begonnen wird. Die ser Film soll so dünn sein, dass er dem Strom durchgang beim Galvanisieren keinen oder nur geringen Widerstand entgegensetzt, aber anderseits eine feste und dauerhafte Verbin dung zwischen dem niedergeschlagenen Metall und der Blindplatte verhindert.
Falls er wünscht, kann die Futterplatte 2', an dem Nickel- oder Eisenniederschlag 14 bereits be festigt werden, ehe das Niederschlagsmetall von der Blindplatte 3 abgenommen wird. Vor dem Befestigen des galvanischen Metallnieder schlages an der Futterplatte 2 ist es im ai11- gemeinen nötig, zunächst die Rückseite des Niederschlagsmetalles zu schleifen, bis sie glatt und eben ist.
Eine weitere Anwendungsmöglichkeit der Musterung eines Schleifwerkzeuges steht in keiner Beziehung zur Nützlichkeit. Es gibt einige Anwendungen von Schleifwerkzeugen, bei denen innerhalb gewisser breiter Grenzen das Muster keine wesentliche Bedeutung für ; den Nutzen des Werkzeuges hat. Dies trifft insbesondere für Schleifwerkzeuge zu, die für zahlreiche V erwendungszweeke in kleinen Ge schäften angeboten werden und bei denen ein Höchstmass an Wirtschaftlichkeit, Schneid-, gesehwindigkeit, Aufmachung und derglei chen nicht von grosser Bedeutung ist.
Für derartige Käufer stellt der durch den An blick des Musters vermittelte Effekt einen ebenso grossen wirtschaftlichen Wert dar wie die technische Brauchbarkeit des Werkzeu- ges. Die beschriebenen Verfahren können da her auch eine beträchtliche Bedeutung zur Herstellung von Mustern grosser Vielfältig keit haben, bei denen das gefällige Äussere gegenüber dem Gebrauchswert überwiegt.
Entsprechend der Erfindung ist es mö7 lieh, Schleifwerkzeuge herzustellen, die die Schleifpartikel in bestimmter Anordnung und Verteilung enthalten, so dass ein Höchstmass an Gebrauchswert oder auch eine gefällige künstlerische Aufmachung erzielt werden kann. Die beschriebenen Verfahren zur Her stellung von gemusterten Schleifwerkzeugen verursachen nur geringe Kosten, ausserdem haben sie den Vorteil, dass die Schleifpartikel in dem fertigen Werkzeug alle praktisch um den gleichen Betrag vorstehen.
Die beschriebenen Verfahren können auch auf verschiedene Weise abgeändert werden, ohne aus dem Rahmen der Erfindung zu fallen.