DE102011107675A1 - Method for producing a lamellar grinding wheel with a dish-shaped carrier - Google Patents
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Abstract
Verfahren zur Herstellung einer Lamellenschleifscheibe 4 mit einem tellerförmigen Träger, wobei eine Mehrzahl von sich schindelartig überlappenden Schleiflamellen 7 auf einen ringförmigen auf eine Rotationsachse A der Lamellenschleifscheibe 4 zentrierten Trägerabschnitt 3, 5 aufgeklebt werden, wobei der Trägerabschnitt 3, 5 aus einem amorphen Thermoplast, insbesondere aus ABS, gefertigt ist, wobei die Oberfläche 6 des Trägerabschnitts 3, 5 vor dem Bekleben aktiviert wird, dass ein warmhärtender Klebstoff 7 auf die aktivierte Oberfläche 6 des Trägerabschnittes aufgebracht wird und dass die Schleiflamellen 8 auf den mit warmhärtenden Klebstoff 7 versehenen Trägerabschnitt 5 aufgesetzt und angedrückt werden.Method for the production of a flap grinding wheel 4 with a plate-shaped carrier, wherein a plurality of shingle-like overlapping grinding flaps 7 are glued onto an annular carrier section 3, 5 centered on an axis of rotation A of the flap grinding wheel 4, the carrier section 3, 5 being made of an amorphous thermoplastic, in particular made of ABS, wherein the surface 6 of the carrier section 3, 5 is activated before gluing, that a thermosetting adhesive 7 is applied to the activated surface 6 of the carrier section and that the abrasive flaps 8 are placed on the carrier section 5 provided with thermosetting adhesive 7 and be pressed.
Description
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung einer Lamellenschleifscheibe mit einem tellerförmigen Träger, wobei eine Mehrzahl von sich schindelartig überlappenden Schleiflamellen auf einen ringförmigen auf die Rotationsachse der Lamellenschleifscheibe zentrierten Trägerabschnitt aufgeklebt werden, wobei der Trägerabschnitt aus einem amorphen Thermoplast, insbesondere aus ABS, gefertigt ist. Des Weiteren betrifft die Erfindung eine ebensolche Lamellenschleifscheibe.The invention relates to a method for producing a lamellar grinding wheel with a plate-shaped carrier, wherein a plurality of shingled overlapping grinding lamellae are adhesively bonded to an annular carrier section centered on the rotation axis of the lamellar grinding wheel, wherein the carrier section is made of an amorphous thermoplastic, in particular of ABS. Furthermore, the invention relates to a lamella grinding disc of the same type.
Bekannte Lamellenschleifscheiben weisen einen Lamellen-Träger auf, der üblicherweise aus gewebe- oder faserverstärkten Kunstoffen besteht oder aus unverstärktem thermoplastischen Material aufgebaut ist. Auf den Träger werden die Schleif-Lamellen aus Schleifmittel auf Unterlage schindelartig überlappend aufgeklebt. Bekanntermaßen ist der die Lamellen tragende Trägerabschnitt meist senkrecht zur Rotationsachse. Um besser flächig schleifen zu können, ist bei einer besonderen Art der Lamellenschleifscheibe der Trägerabschnitt schräg, so dass die Spannschraube bei Auflage der schrägen Schleiffläche sich quasi von der zu bearbeitenden Fläche abhebt.Known lamella grinding wheels have a lamella carrier, which usually consists of woven or fiber-reinforced plastic or constructed of unreinforced thermoplastic material. On the carrier, the abrasive slats are glued from abrasive on a shingle overlapping. As is known, the support section carrying the slats is usually perpendicular to the axis of rotation. In order to be able to grind better flat, in a special type of lamellar grinding wheel, the carrier section is inclined, so that the clamping screw, when the inclined grinding surface rests, virtually lifts itself off the surface to be machined.
Beim Einsatz einer Lamellenschleifscheibe ist immer darauf zu achten, dass der Träger und/oder der unter den Schleif-Lamellen liegende Kleber nicht in Kontakt mit dem Werkstück kommt. Dies führt zu einer Verschmutzung oder Beschädigung des zu bearbeitenden Werkstückes. Solange die am Trägerabschnitt verklebten Schleiflamellen in radialer Richtung an der Mantelfläche des Trägers überstehen, schirmen sie das Werkzeug sicher vor einem Kontakt mit dem Träger ab. Allerdings lässt der Verschleiß der Schleif-Lamellen den Durchmesser der Lamellenschleifscheibe schrumpfen, so dass die Mantelfläche des Trägers unter den Schleif-Lamellen zum Vorschein kommt. In der Praxis kann somit meist nur ein Drittel des Lamellenbelages genutzt werden.When using a lamellar grinding wheel, always make sure that the carrier and / or the adhesive underneath the grinding lamellae does not come into contact with the workpiece. This leads to contamination or damage to the workpiece to be machined. As long as the grinding lamellae glued to the carrier section protrude in the radial direction against the lateral surface of the carrier, they reliably shield the tool from contact with the carrier. However, the wear of the grinding lamellae causes the diameter of the lamellar grinding wheel to shrink, so that the outer surface of the carrier appears under the grinding lamellae. In practice, therefore, usually only one third of the lamellar lining can be used.
Diesem Nachteil wird in der Praxis dadurch begegnet, dass das vom Träger überstehende Material abgetragen wird, indem dieser drehend an eine geeignete Kante gehalten wird. Diese Vorgehensweise ist als Abrichten oder Trimmen des Trägers bekannt. Durch das spanende Entfernen des überstehenden Teils ist ein Schleifen wieder möglich, ohne einen Kontakt des Trägers mit dem Werkstück befürchten zu müssen. Auf diese Weise kann ein wesentlich größerer Teil des Lamellenbelages genutzt werden. Um ein definiertes Trimmen mit Erhalt eines sauber abgedrehten Trägerrandes zu ermöglichen, werden statt der faserverstärkten Kunststoffe bekanntermaßen thermoplastische Kunststoffe, insbesondere amorphe Thermoplaste, wie ABS, für die Träger genutzt.This disadvantage is counteracted in practice in that the material protruding from the carrier is removed by keeping it rotating at a suitable edge. This procedure is known as dressing or trimming the wearer. The cutting removal of the protruding part makes it possible to grind again without having to fear contact between the carrier and the workpiece. In this way, a much larger part of the lamellar lining can be used. In order to enable a defined trimming with the receipt of a cleanly turned-off carrier edge, it is known to use thermoplastics, in particular amorphous thermoplastics, such as ABS, for the carriers instead of the fiber-reinforced plastics.
Für das Bekleben solcher Träger aus amorphem Thermoplast werden bislang jedoch nur kalt aushärtende zwei Komponenten Klebstoffe verwendet, da diese Klebstoffe einen besonders guten Halt der Lamellen auf dem Träger gewährleisten. Diese Klebstoffe haben jedoch den Nachteil einer verhältnismäßig geringen Viskosität, die dazu beiträgt, dass die frisch aufgeklebten Schleiflamellen bei mechanischer Beaufschlagung oder bei unsachgemäßer Lagerung leicht verrutschen, solange der Kleber nicht durch ausgehärtet ist. Auf der anderen Seite ist die Einstellung einer ausreichend hohen Viskosität kaum möglich, da der Kleber gefördert und mit dem Härter vermischt werden muss. Auch kann die Viskosität zum Zwecke des besseren Pumpens und Dosierens nicht über einen Beheizung der Düse erniedrigt werden, da durch die Temperaturerhöhung eine Beschleunigung der Aushärtung stattfinden würde.However, to date, only cold-curing two-component adhesives have been used for bonding such amorphous thermoplastic carriers since these adhesives ensure particularly good hold of the lamellae on the carrier. However, these adhesives have the disadvantage of a relatively low viscosity, which contributes to the fact that the freshly adhered abrasive flaps slip easily under mechanical loading or improper storage, as long as the adhesive is not cured by. On the other hand, the setting of a sufficiently high viscosity is hardly possible because the adhesive has to be conveyed and mixed with the hardener. Also, for the purpose of better pumping and dosing, the viscosity can not be lowered by heating the nozzle, since the temperature increase would accelerate the curing.
Wird statt dessen zum Bekleben eines Trägers aus amorphen Thermoplast ein warmhärtendes System auf Epoxidharzbasis verwendet, zeigt sich eine schlechte Haftung des Klebers und damit der Lamellen auf dem Träger. Das führt zum Lösen der Leimschicht und der Lamellen vom Träger, woraus eine erhöhte Unfallgefahr resultiert. Warmhärtende Klebstoffe sind somit für die Herstellung von trimmbaren Lamellenschleifscheiben bislang nicht geeignet.If, instead, a thermosetting epoxy resin-based system is used for bonding an amorphous thermoplastic support, poor adhesion of the adhesive and thus of the fins to the support is shown. This leads to the release of the glue layer and the slats from the carrier, resulting in an increased risk of accidents. Thermosetting adhesives are thus far not suitable for the production of trimmable lamellar grinding wheels.
Es stellt sich hieraus die Aufgabe, ein Verfahren zur Herstellung einer Lamellenschleifscheibe der eingangs genannten Art vorzuschlagen, bei dem die Lamellen auf dem Träger auf einfache und schere Art und Weise befestigt werden können. Darüber hinaus ist es die Aufgabe der Erfindung, eine demgemäße Lamellenschleifscheibe vorzuschlagen.This raises the object of proposing a method for producing a lamellar grinding wheel of the type mentioned, in which the lamellae can be fastened on the carrier in a simple and shear manner. Moreover, it is the object of the invention to propose a corresponding flap grinding wheel.
Diese Aufgaben werden gelöst von einem Verfahren mit den Merkmalen des Anspruchs 1 und von einer Vorrichtung mit den Merkmalen des Anspruchs 6. Weitere besonders bevorzugte Ausgestaltungen der Erfindung werden in den abhängigen Ansprüchen genannt.These objects are achieved by a method having the features of
Der wesentliche Grundgedanke der Erfindung liegt darin, die Oberfläche des Trägerabschnitts vor dem Bekleben so zu verändern, dass ein sicherer Halt auch des warmhärtender Klebstoffes gewährleistet ist. Diese Veränderung wird als Aktivierung bezeichnet und lässt sich auf verschiedene Weise bewerkstelligen. Nach der erfindungsgemäßen Aktivierung wird der warmhärtende Klebstoff auf die aktivierte Oberfläche des Trägerabschnittes aufgebracht. Auf den mit Kleber versehenen Trägerabschnitt werden dann die Schleiflamellen aufgesetzt und angedrückt.The essential basic idea of the invention is to modify the surface of the carrier section before gluing in such a way that a secure hold of the thermosetting adhesive is ensured as well. This change is called activation and can be accomplished in various ways. After the activation according to the invention, the thermosetting adhesive is applied to the activated surface of the support section. On the provided with adhesive support section, the grinding blades are then placed and pressed.
Der Hauptvorteil liegt darin, dass mit der Aktivierung die Haftung des warmhärtenden Klebstoffes auf der Oberfläche des Trägers verbessert wird. Unter einer Aktivierung im Sinne der Anmeldung ist eine mechanischen, physikalischen und/oder chemischen Behandlung zu verstehen, durch welche die Oberfläche aufgerauht oder mit einem die Haftung des warmhärtenden Klebstoffs verbesserten Beschichtung versehen wird. Das Aufrauen der Oberfläche erhöht die verfügbare Kontaktfläche des Klebstoffes auf dem Trägerabschnitt, das Beschichten verändert ihre Eigenschaften. Zusätzlich werden durch die Aktivierung an der Oberfläche anhaftende Fremdkörper entfernt. Durch die Aktivierung erhöht sich die Haftung des Klebstoffes auf der Oberfläche. Die Oberfläche des Trägers aus ABS wird durch die erfindungsgemäße Aktivierung auf den Einsatz des warmhärtenden Klebstoffes vorbereitet.The main advantage is that the activation improves the adhesion of the thermosetting adhesive to the surface of the support. Activation in the sense of the application means a mechanical, physical and / or chemical treatment by which the surface is roughened or provided with a coating which improves the adhesion of the thermosetting adhesive. The roughening of the surface increases the available contact surface of the adhesive on the support section, the coating changes its properties. In addition, debris adhering to the surface is removed. Activation increases the adhesion of the adhesive to the surface. The surface of the carrier made of ABS is prepared by the activation according to the invention for the use of the thermosetting adhesive.
In Folge weist die erfindungsgemäße Lamellenschleifscheibe einen deutlich erhöhten Mindestsprengwert auf. Beispielsweise wird bei einem Durchmesser der Lamellenschleifscheibe von 115 mm der geforderte Mindestsprengwert von 140 m/s deutlich überschritten. Die verklebten Schleif-Lamellen werden also trotz des Einsatzes eines warmhärtenden Klebstoffs sicher auf dem aktivierten Träger gehalten. Außerdem ist ein flächiges Ablösen des Klebers vom Träger nicht mehr zu beobachten. Bei Überlastung lösen sich nur einzelne Schleif-Lamellen vom Trägerabschnitt, die nahezu kein Verletzungsrisiko darstellen.As a result, the lamellar grinding wheel according to the invention has a significantly increased minimum explosive value. For example, with a diameter of the lamellar grinding wheel of 115 mm, the required minimum explosive value of 140 m / s is clearly exceeded. The bonded abrasive slats are thus held securely on the activated support despite the use of a thermosetting adhesive. In addition, a flat detachment of the adhesive from the carrier is no longer observed. When overloaded, only individual grinding lamellae detach from the carrier section, which represent almost no risk of injury.
Die Verwendung des warmhärtenden Klebstoffes bietet darüber hinaus auch wesentliche Vorteile im Produktionsprozess der Lamellenschleifscheiben. Ein warmhärtender Klebstoff härtet deutlich oberhalb der Raumtemperatur aus, insbesondere in einem Temperaturbereich zwischen 100 und 150°Celsius. Die Reaktion der Klebstoffes und seine Reaktionszeit sind von der Temperatur abhängig und können folglich über die Temperatur gesteuert werden.In addition, the use of the thermosetting adhesive also offers significant advantages in the production process of the lamella grinding wheels. A thermosetting adhesive cures significantly above room temperature, especially in a temperature range between 100 and 150 ° Celsius. The reaction of the adhesive and its reaction time are temperature dependent and thus can be controlled by temperature.
Ein warmhärtendes Klebstoffsystem kann somit im Gegensatz zu einem kalthärtenden Klebstoffsystem bereits fertig gemischt in den Produktionsprozess eingegeben werden. Eine Mischkammer ist nicht mehr erforderlich. Die Einstellung der Viskosität mit Hilfe von z. B. Füllstoffen und/oder dem mittleren Molekulargewicht und die benötigte Homogenität können schon in der Herstellung des Klebers, also vor der Verarbeitung, beim Lieferanten eingestellt werden.Thus, in contrast to a cold-curing adhesive system, a thermosetting adhesive system can already be introduced into the production process in ready-mixed form. A mixing chamber is no longer required. The adjustment of the viscosity by means of z. As fillers and / or the average molecular weight and the required homogeneity can be set in the manufacture of the adhesive, ie before processing, the supplier.
Auf Grund der relativ hohen Toleranz gegen Wärme kann auch die Einstellung der gewünschten Viskosität des Klebstoffes über die Temperatur erfolgen. Der warmhärtende Klebstoff kann auf diese Weise problemlos gepumpt und dosiert werden. Durch die schnelle Abkühlung auf dem Lamellenträger erhöht sich die Viskosität des Klebstoffes in kurzer Zeit, so dass die Lamellen handlingsfest gesetzt werden können und der Leim auf dem Träger nicht verläuft.Due to the relatively high tolerance to heat, it is also possible to set the desired viscosity of the adhesive over the temperature. The thermosetting adhesive can be easily pumped and dosed in this way. Due to the rapid cooling on the plate carrier, the viscosity of the adhesive increases in a short time, so that the lamellae can be set handling-resistant and the glue does not run on the carrier.
Ein weiterer Vorteil der warmhärtenden Systeme ist, dass diese bei einem längeren Stillstand im Produktionsprozess in den von ihnen durchlaufenen Komponenten nicht aushärten können. Ein zeit- und kostenintensiver Austausch dieser Komponenten, beispielsweise der Düse, nach einem Stillstand des Produktionsprozesses ist somit nicht erforderlich.Another advantage of thermosetting systems is that they can not cure in the production process during a longer standstill in the production process. A time-consuming and costly replacement of these components, such as the nozzle, after a stoppage of the production process is therefore not required.
In einer bevorzugten Ausführungsform erfolgt die Aktivierung der Oberfläche des Trägerabschnitts durch ein Anschleifen, ein chemisches Anlösen oder Anätzen. Jede dieser Aktivierungsmethoden lässt sich leicht automatisieren und ist damit für eine Massenproduktion von Lamellenschleifscheiben geeignet.In a preferred embodiment, the activation of the surface of the support section is accomplished by abrading, chemical annealing or etching. Each of these activation methods is easy to automate, making it suitable for mass production of flap discs.
Die erfindungsgemäße Aktivierung der Oberfläche wird vorzugsweise direkt im Produktionsprozess integriert. Das Aktivieren der Oberfläche ist automatisierbar, so dass trotz des zusätzlich auszuführenden Arbeitsschritts eine Verminderung des Produktionssausstoßes vermieden werden kann.The activation of the surface according to the invention is preferably integrated directly in the production process. The activation of the surface can be automated, so that a reduction of the production output can be avoided despite the additional work to be performed.
Ein ganz wesentlicher Vorteil der Erfindung fegt nun darin, dass mit der erfindungsgemäßen Vorgehensweise zum ersten mal eine trimmbare, weil auf einem thermoplastischen Kunststoff aufbauende Lamellenschleifscheibe mit schrägem Trägerabschnitt hergestellt werden kann. Bei dieser ist der Trägerabschnitt zur Rotationsachse des Trägers hin in einem Winkel zwischen 50 und 85 Grad, insbesondere zwischen 60 und 80 Grad, geneigt. Dies ist nun möglich, weil der warm härtende Klebstoff eine ausreichend hohe Viskosität bei ausreichender Klebekraft im Stadium der Verarbeitung hat, so dass die aufgesetzten Lamellen in ihrer Position verbleiben und nicht von der Schräge abrutschen. Solche Lamellenschleifscheiben mit schrägem Trägerabschnitt haben den großen Vorteil, dass die mögliche Auflagefläche und damit der größte Materialabtrag durch den gegen die Rotationsachse geneigte Schleiffläche besonders groß ist. Durch die schräge Ausrichtung und die mögliche höhere Auflagefläche ergibt sich ein deutlicher Mehrwert für den Benutzer von Lamellenscheiben mit schräger Geometrie.A very significant advantage of the invention now sweeps the fact that with the procedure according to the invention for the first time a trimmable, because on a thermoplastic plastic-building slat grinding wheel can be produced with an inclined support portion. In this, the support portion is inclined to the axis of rotation of the support at an angle between 50 and 85 degrees, in particular between 60 and 80 degrees. This is now possible because the thermosetting adhesive has a sufficiently high viscosity with sufficient adhesive strength at the stage of processing, so that the attached lamellae remain in their position and do not slip off the slope. Such lamella grinding wheels with an inclined support section have the great advantage that the possible contact surface and thus the largest material removal by the inclined against the rotation axis grinding surface is particularly large. Due to the oblique orientation and the possible higher contact surface results in a significant added value for the user of slats with oblique geometry.
Mit dem erfindungsgemäß genutzten Klebstoff hoher Viskosität können die einzelnem Schleif-Lamellen beim Legen auf der Schräge handlingsfest gehalten und ein Verlaufen des Klebstoffes vor dem Aushärten vermieden werden. Im Gegensatz zu dem erfindungsgemäßen Einsatz eines warmhärtenden Klebstoffs ist der bisher zum Bekleben von Trägern aus ABS verwendete, kalt aushärtende Klebstoff nicht geeignet, Schleif-Lamellen auf einen schräg ausgerichteten Lamellenträger zu kleben.With the adhesive of high viscosity used according to the invention, the individual sanding lamellae can be held in a manner resistant to handling during laying on the slope, and a bleeding of the adhesive before curing can be avoided. In contrast to the use of a thermosetting adhesive according to the invention, the cold-curing adhesive hitherto used for bonding substrates made of ABS is not suitable for bonding sanding disks to an obliquely oriented disk carrier.
Im Folgenden werden anhand der
Die
Die verschiedenen Gebrauchsstadien einer Lamellenschleifscheibe mit einem trimmbaren Träger werden in den weiteren Figuren exemplarisch an einem gerade ausgerichteten Träger dargestellt, sind aber auf eine Lammellenschleifscheibe mit schräg ausgerichtetem Trägerabschnitt übertragbar.The various stages of use of a lamellar grinding wheel with a trimmable carrier are shown in the further figures by way of example on a straight carrier, but are transferable to a Lammellenschleifscheibe obliquely oriented carrier section.
In der
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