DE2350139A1

DE2350139A1 - Schleifmittel

Info

Publication number: DE2350139A1
Application number: DE19732350139
Authority: DE
Inventors: Eckhard Wangner
Original assignee: Hermes Schleifmittel GmbH and Co KG
Current assignee: Hermes Schleifmittel GmbH and Co KG
Priority date: 1973-10-05
Filing date: 1973-10-05
Publication date: 1975-04-10
Also published as: DE2350139B2; DE2350139C3

Description

Schleifmittel
Zusatz zu Patent ....(Patentanmeldung P 23 48 338.7)

Das Hauptpatent betrifft ein flächiges Sohleifmitteil, bei dem das Korn in der Schleifkornschicht in Form einer Vielzahl von aus Schleifkorn und Bindemittel bestehenden Hohlkörpern angeordnet ist. Diese Anordnung ergibt gegenüber herkömmlichen Schleifmitteln eine über die Standzeit gleichmässigere Rauhtiefe sowie bei einer während des ganzen Schleifprozesses

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durchlaufenden Zuführung von frischen Schleifkörnern eine wesentliche Steigerung des Kornwirkungsgrades und damit bedeutend gesteigerte Standzeit.

Die vorliegende Erfindung bezweckt eine Weiterbildung des Gegenstands des Hauptpatents im Sinne einer Verallgemeinerung. Es liegt ihr die Feststellung zugrunde, dass die Anordnung des Schleifkorns in Form einer Vielzahl von Hohlkörpern auch bei anderen als flächigen Schleifmitteln erhebliche Vorteile besitzt.

Demgemäss zeichnet sich das erfindungsgemässe Schleifmittel dadurch aus, dass an der Bildung seiner Schleiffläche eine Vielzahl von jeweils aus Schleifkorn und Bindemittel aufgebauten Hohlkörpern beteiligt ist. Dies hat sich insbesondere bei Feinschleif- und Poliermitteln als vorteilhaft erwiesen. Jedoch kann es auch bei mittlerer und gröberer Körnung angewendet werden.

Das erfindungsgemässe Schleifmittel kann in der einfachsten Form als Schüttung der Hohlkörper angewendet werden, nämlich beispielsweise in Poliertrommeln. Dabei ergibt sich der Vorteil, dass eine bestimmte Schüttungsmenge, die im allgemeinen durch Grosse und Form der Poliertrommel sowie durch die Grosse und Art der zu polierenden Gegenstände bestimmt wird, mit einer verhältnismässig geringen Kornmenge dargestellt werden kann. Wenn die Hohlkörper gasgefüllt sind, haben sie auch ein sehr geringes spezifisches Gewicht und ist die Schüttung

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entsprechend locker, was für eine geleichmässige Schleifwirkung günstig ist. Dabei bleibt die gleichmassige Sohleif wirkung auch dann erhalten, wenn die Hohlkugeln mit der Zeit aufbrechen und nicht mit ihrer Aussenoberflache sondern mit der Bruchfläche ihrer Teilstücke zur Einwirkung kommen.

Bei der Verwendung der erfindungsgemässen Hohlkörper für die Herstellung von Schleifkörpern (insbesondere Schleifscheiben) ist als erheblicher Vorteil zu werten, dass die gewünschte Porosität des Schleifkörpers in genau vorherbestimmbarer Weise zustande kommt, wobei überdies die Poren unmittelbar dem Schleifkorn benachbart sind. Jeder Hohlkörper kommt nämlich nur zu Beginn seiner Sohleifwirkung mit seiner Aussenflache zur Wirkung, In fortschreitender Abnutzung der Schleiffläche (der schleifend wirkenden Oberfläche des Schleifkörpers) reisst der Hohlkörper auf, so dass sich sein Hohlraum kraterartig öffnet. Die wirksame Schleiffläche des Hohlkörpers wird dann vom Kraterrand gebildet, dem der Krater zur Aufnahme des Abschliffe und herausbrechenden Korns unmittelbar benachbart ist„ Dieser Vorteil tritt besonders stark bei solchen Schleifvorgängen zu Tage, bei denen leicht verschmierend wirkende Stoffe gegenwärtig sind, die aus der Bindung des Schleifmittels, aus dem Werkstücke oder Schleifhilfsstoffe herrühren können, insbesondere bei durch Kunstharz, durch Kautschuk oder metallisch gebundenen Schleifkörpern. Jedoch eignen sich die erfindungsgemässen Hohlkörper auch für keramische Bindung. In ' jedem Fall ist der Zerspannungswirkungsgrad besser.

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Ein weiterer Vorteil besteht darin, dass der Schleifkörper trotz ausgezeichneter Festigkeit der Kornbindung leichter als bekannte Schleifkörper ist. Schleifscheiben und -räder lassen sich daher mit höherer Umfangsgeschwindigkeit betreiben. Das Spanverhältnis (Verhältnis des Schleifmittelverbrauchs zum abgeschliffenen Werkstoff) wird verbessert.

Ferner ist es vorteilhaft, dass die erfindungsgemässen Hohlkörper mit einem Schleifhilfsmittel gefüllt werden können.

Es ist zwar bereits bekannt, Schleifkörper aus Schleifmittel-Hohlkugeln aufzubauen (US-PS 2 986 455), jedoch handelt es sich dabei um ausschliesslich und einstückig aus einem harten Werkstoff, insbesondere Korund, erschmolzene Hohlkugeln. Solche Hohlkugeln werden erst bei starker Kräfteinwirkung aufgebrochen, die bei verschiedenen Kugeln sehr unterschiedlich sein kann. Der unkontrolliert ausgezackte Bruchrand verhält sich schleiftechnisch unberechenbar und jedenfalls völlig anders als die Hohlkugel-Aussenflache. Ausserdem besteht die Gefahr, dass vagabundierende Hohlkugelpartikel die zu bearbeitende Oberfläche verkratzen. Demgegenüber liegt ein wesentlicher Vorteil der erfindungsgemässen Schleifmittel in der Gleichmässigkeit der Sohleif wirkung.

Die Dicke des sohleifkornhaltigen Teils des Hohlkörpers kann insbesondere im Bereich bis zu 10, vorzugsweise 3 Schleifkorndurchmessern liegen. Dabei wird in diesem Bereich eine möglichst dichte Schleif-

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kornanordnung angestrebt. In den meisten Fällen reicht eine im wesentlichen einschichtige Anordnung des Schleifkorn* in bzw« an den Hohlkörpern aus. Man ist somit bestrebt, einen aus Schleifkorn und einem geeigneten Bindemittel bestehenden, möglichst stabilen und dichten Hohlkörpermantel herzustellen. Als Bindemittel eignen sich Kunstharze. Aber auch keramische oder metallische Bindungen sind verwendbar. Im Interesse grösstmöglicher Stabilität haben die Hohlkörper zweckmässigerweise angenäherte Hohlkugelgestalt, Sie können aber auch zylindrisch oder in anderer Weise geformt sein, wobei sie vorzugsweise allseitig geschlossen sind· Hohlzylindrische Ausführung mit beiderseits oder einerseits offenem Ende ist jedoch nicht ausgeschlossen.

Hohlkugelige Gestalt bewährt sich insbesondere bei solchen Schleifmitteln, die hohen Schleifdruck aufnehmen oder hohen Fliehkräften standhalten müssen sowie bei solchen Schleifmitteln, bei denen hohe Anforderungen an gleichmässige Partikelgrösse gestellt werden, wie beispielsweise Schleif- oder Polierwerkzeugen.

Die Hohlkörper können ausschliesslich aus dem von Schleifkorn und Bindemittel gebildeten Mantel bestehen. Solche Hohlkörper erhält man beispielsweise durch Aufblähung von aus Schleifkorn und Bindemittel bestehenden Granulaten oder durch Ummantelung von Trägerkörpern, die beim Aushärten des das Korn bindenden Bindemittels verschwinden, indem sie verdampfen oder sich zersetzen. Beispielsweise können

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keramisch gebundene Schleifkornmäntel auf organischen Trägerstoffen aufgebaut werden, die sich beim Verbrennen verflüchtigen. Auch bei der Verwendung von Kunstharz als Bindemittel, das zum Aushärten einer erhöhten Temperatur unterworfen wird, kann der Trägerkörper verschwinden oder seine ursprüngliche Gestalt verlieren, wenn er bei der Aushärttemperatur flüssig oder gasförmig ist. Es schadet jedoch nicht, wenn der fertige Hohlkörper einen Trägerpartikel noch vollständig oder teilweise enthält, sofern die Trägerpartikel sich im Schleifverfahren nicht ungünstig auswirkt. Bei der Verwendung der Hohlkörper in Form einer Schüttung brechen die einzelnen Hohlkörper weniger leicht auf, so dass es in den meisten Fällen auf die Natur einer Trägerpartikel nicht ankommt. Es kann in solchem Zusammenhang sogar vorteilhaft sein, wenn sie verhältnismässig stabil ist, um den Hohlkörper von innen gegenüber den Schleifkräften zu stützen. In allen denjenigen Fällen jedoch, in denen das Schleifen mit einem Aufbrechen des Hohlkörpers und seinem Verbrauch von einer Seite her zu rechnen ist, also bei allen in fest gebundener Form vorliegenden Schleifmitteln, sollen sämtliche an der Bildung des Hohlkörpers beteiligten Bestandteile einschliesslich einer eventuellen Füllung des Hohlkörpers unter Schleifbedingungen leichter abtragbar sein als der aus Schleifkorn und Bindemittel bestehende Mantel des Hohlkörpers. Zu diesem Zweck führt man die Trägerpartikel zweckmässigerweise dünn und/oder weich aus. Wegen der Einzelheiten wird auf die Ausführungen im Hauptpatent verwiesen, insbesondere auch hinsichtlich der Ausbildung der Trägerpartikel als Hohlperle aus Kunststoff oder einem spröden

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Werkstoff sowie hinsichtlich der Füllung des Hohlkörpers mit einem Schleifhilfsmittel und der Grosse der Hohlkörper im Verhältnis zum Schleifkorndurchmesser. Die absolute Grosse richtet sich nach den Jeweiligen Einsat2zwecken. Für Schleifscheiben mittlerer und gröberer Körnung verwendet man selbstverständlich Hohlkörper grösseren Durchmessers als für Polierschleifmittel. Die zweckmässigsten Durchmesser liegen zwischen 0,1 und 8 mm und vorzugsweise zwischen 0,2 und 2 mm.

Bei der Verwendung der erfindungsgemässen Hohlkugeln zur Herstellung eines Schleifkörpers können die Hohlkugeln in derselben Weise verarbeitet werden, wie dies bislang mit dem Schleifkorn geschieht, d.h., sie können mit einem Bindemittel in die Form des Schleifkörpers gebracht werden, wonach man das Bindemittel aushärten lässt. Bei Verwendung für die Herstellung eines Schleifbandes bindet man die Hohlkörper in gewohnter Weise an ein Basismaterial, wie dies im einzelnen im Hauptpatent beschrieben ist»

Bei der Herstellung der Hohlkörper verfährt man nach der Erfindung zweckmässigerweise so, dass Trägerpartikeln im klebfähigen Zustand mit dem Schleifkorn gemischt werden. Die Trägerpartikel können selbst, d.h., ohne Zusatz eines Klebmittels, in klebfähigen Zustand gebracht werden, indem sie beispielsweise vor der Mischung mit dem Schleifkorn auf ihre Erweichungstemperatur erwärmt werden, sofern sie aus thermoplastischem Werkstoff bestehen. Wenn die Trägerpartikel aus einem thermoplastischen oder nichtthermoplastischen Kunstharz bestehen, können sie

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auch mit dem Schleifkorn gemischt werden, bevor ihr Material vollständig polymerisiert ist und sie demzufolge noch klebrig sind. In denjenigen Fällen, in denen die Trägerpartikel selbst klebrig sind, vermischt man sie mit dem Schleifkorn zweckmässigerweise im Wirbelschichtverfahren.

Dieses Verfahren ist selbstverständlich auch anwendbar, wenn die Partikel durch Benetzung mit einem Bindemittel klebfähig gemacht wurden. Jedoch ist es in einem solchen Fall meist einfacher und deshalb vorteilhafter, die Mischung auf mechanischem Wege in der Schüttung, beispielsweise innerhalb einer bewegten Trommel, vorzunehmen.

Die einzige Figur veranschaulicht einen schematischen Schnitt durch einen Schleifkörper in vergrössertem Masstab. Dabei stelle man sich bei 1 die Schleiffläche vor, während bei 2 eine am Schleifvorgang nicht beteiligte seitliche Begrenzungsfläche des Schleifkörpers angedeutet sein soll. Die beiden anderen Begrenzungslinien sind als Bruchlinien vorzustellen.

Der Schleifkörper ist aus einer Vielzahl von erfindungsgemässen Hohlkörpern 3 aufgebaut, von denen jeder aus einer bläschenförmigen Trägerpartikel 4, z.B., aus thermoplastischem Kunststoff, und einem Kornmantel 5 besteht, der durch ein nicht dargestelltes Bindesmittel an der Trägerpartikel gehalten ist. Je nach Art und Menge des zur Bindung des Korns an das Trägerpartikel verwendeten Bindemittels ist dies auch unmittelbar zwischen benachbarten Körnern wirksam.

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Untereinander sind die Hohlkörper durch ein die einzelnen Hohlkörper umhüllendes Bindemittel'6 miteinander verbunden. Je nach der Menge des verwendeten Bindemittels füllt dies die Zwickelhohlräume zwischen den Hohlkörpern aus oder bedeckt es nur wie im gezeichneten Fall - deren Oberflächen, wobei die Zwickelhohlräume unausgefüllt bleiben₀ Wünscht man die Zwickelhohlräume zu füllen, so kann man das Bindemittel auch mit einer gewissen Menge an Schleifkorn 7 oder Füllstoff und/oder Schleifhilfsstoffen anreichern, das in der Zeichnung stellenweise angedeutet ist und von dem lediglich durch seine Umrisse angedeuteten Korn der Hohlkörper durch flächig schwarze Ausführung unterseheidbar ist·

Einige oder alle der Hohlkörper können mit einem Schleifhilfsstoff 8 gefüllt sein, beispielsweise einem Schmiermittel. Der Schleifhilfsstoff kann in fester, pastöser, flüssiger oder gasförmiger Form vorliegen.

An der Schleiffläche 1 erkennt man, dass einige der Hohlkörper aufgebrochen sind und daher grosse Poren 9 bilden, während andere 10 noch mit iher Aussenflache wirksam sind. Man erkennt ferner, dass die Poren gross sind im Vergleich mit der Korngrösse, während bei bekannten Schleifkörnern die Porengrösse normalerweise gering ist im Vergleich mit der Grosse des Korns.

Bei Schleifkörpern ist es nicht unbedingt erforderlich, dass die Festigkeit des im wesentlichen aus Schleifkorn bestehenden Hohlkörpermantels überwiegend

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durch dasjenige Bindemittel vermittelt wird, welches das Schleifkorn an die Trägerpartikel bindet. Die bei der Herstellung der Hohlkörper bewirkte Bindung des Korn an der Trägerpartikel und der Schleifkörner untereinander braucht lediglich so stark zu sein, dass die Hohlkörper den bei der späteren Herstellung des Schleifkörpers auftretenden Kräften widerstehen können. Die Endfestigkeit nicht nur des Schleifkörpers, sondern auch der Hohlkörper, wird vorzugsweise im wesentlichen durch dasjenige Bindemittel bestimmt, welches die Hohlkörper bei deren Verbindung zum Schleifkörper von aussen her benetzt.

Jedoch kann die Herstellung des Schleifkörpers nach der Erfindung auch überwiegend oder ausschliesslich mit Hilfe desjenigen Bindemittels erfolgen, das bei der vorausgehenden Herstellung des Hohlkörpers verwendet wurde, indem die Hohlkörper vor der Aushärtung dieses Bindemittels in dichter Packung zu dem Schleifkörper geformt werden.

Bei der Herstellung von Schleifkörpern braucht die Festigkeit der Hohlkörpermäntel übrigens nicht so stark zu sein, dass Verformungen unter der Verpressung vermieden werden.

Erfindungsgemäss aufgebaute Schleifkörper stellen an der Schleiffläche ständig eine Vielzahl frischer Schleifkörner zur Verfügung. In vielen Fällen kann daher ein Abrichten oder Schärfen des Schleifkörpers entfallen oder in grösseren Zeitabständen durchgeführt werden.

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Claims

Patentansprüche :

1. Schleifmittel, insbesondere Feinschleif- oder

. Poliermittel, aus Schleifkorn und Bindemittel, dadurch gekennzeichnet , dass an der Bildungseiner Schleiffläche (1) eine Vielzahl von jeweils aus Schleifkorn (5) und Bindemittel aufgebauten Hohlkörpern (3) beteiligt ist.

2. Schleifmittel nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet , dass die Dicke des sohleifkornhaltigen Teils der Hohlkörper bis zu zehn Schleifkorndurchmessern beträgt.

3. Schleifmittel nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Dicke des schleifkornhaltigen Teils der Hohlkörper bis zu drei Schleifkorndurcnmessern beträgt.

4. Schleifmittel nach Anspruch 3» dadurch gekennzeichnet , dass das Schleifkorn in bzw. an den Hohlkörpern im wesentlichen einschichtig angeordnet ist.

5. Schleifmittel nach einem der Ansprüche 2 bis 4, dadurch gekennzeichnet , dass das Schleifkorn mit einem Bindemittel als Mantel auf einer Trfgerpartikel angeordnet ist.

6. Schleifmittel nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet , dass die

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Hohlkörper überwiegend aus dem aus Schleifkorn und Bindemittel aufgebauten Mantel bestehen.

7. Schleifmittel nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet , dass die ausser dem Schleifkorn und dem zugehörigen Bindemittel an der Bildung des Hohlkörpers beteiligten Bestandteile (einschliesslich einer eventuellen Füllung des Hohlkörpers) unter Schleifbedingungen leichter abtragbar als der aus Schleifkorn und Bindemittel bestehende Hohlkörperteil sind.

8. Schleifmittel nach Anspruch 5 und 7, dadurch gekennzeichnet , dass die Trägerpartikel dünn und/oder weich ist.

9. Schleifmittel nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet , dass der Hohlkörper gasgefüllt ist.

10. Schleifmittel nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet , dass der Hohlkörper ein Schleifhilfsmittel enthält.

11. Schleifmittel nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Hohlkörper näherungsweise Hohlkugeln sind.

12. Schleifmittel nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet , dass der Aussendurchmesser der Hohlkörper 3- bis 50-mal, insbesondere 6- bis 20-mal so gross ist wie der mittlere Korndurchmesser.

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13. Schleifmittel nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet , dass die Hohlkörper einen Aussendurchme sser -von 0,1 bis 8 mm, insbesondere 0,2 bis 2 mm, haben.

14. Schleifmittel nach einem der Ansprüche 1 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass das für das Korn in den Hohlkörpern verwendete Bindemittel ein Kunstharz ist.

15. Schleifmittel nach einem der Ansprüche 1 bis 14, dadurch g e k en η-zeichnet , dass es ein Schleifkörper ist, in welchem die Hohlkugeln untereinander durch ein Bindemittel verbunden sind.

16. Schleifmittel nach einem der Ansprüche 1 bis 14, dadurch gekennzeichnet , dass es flächig, insbesondere als Schleifband, ausgebildet ist, wobei die Hohlkörper durch ein Bindemittel an ein Basismaterial gebunden sind.

17. Verfahren zur Herstellung der Hohlkugeln für Schleifmittel nach einem der Ansprüche 1 bis 16, dadurch gekennzeichnet , dass Trägerpartikeln in klebfähigem Zustand mit Schleifkorn gemischt werden.

18. Verfahren nach Anspruch 17, dadurch g e k e η η zeichnet, dass als Trägerpartikeln Hohlperlen verwendet werden.

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19. Verfahren nach Anspruch 17 oder 18, dadurch gekennzeichnet , dass die Trägerpartikeln durch Benetzung mit einem Bindemittel klebfähig gemacht werden.

20. Verfahren zur Herstellung eines Schleifkörpers nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet , dass die Hohlkugeln mit einem Bindemittel in die Form eines Schleifkörpers gebracht und das Bindemittel ausgehärtet wird.

21. Hohlkörper, bestehend aus Schleifkorn und Bindemittel, zur Herstellung eines Schleifmittels nach einem der Ansprüche 1 bis 16.

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