DE1907983A1 - Schleifkoerper und Verfahren zu dessen Herstellung - Google Patents

Description

• B e s c h r e i b u n g zu der Patentanmeldung betreffend Schleifkörper und Verfahren zu dessen Herstellung.
• Die Erfindung bezieht sich auf Zellen enthaltende Schleifkörper und Verfahren zu deren Herstellung.
• Solche Zellen enthaltende Schleifkörper, insbesondere ealstische Schleifkörper, wie sie aus einem künstlichen Schaummaterial, zOBO Polyurethanschaum, der Schleifmittelteilchen enthält, hergestellt werden, werden in der Praxis in zunehmendem Ausmaß in Fällen verwendet, in denen man eine grobe Lebensdauer erreichende, sich der Form des werkstücks anpassende Schleif-, Polier- und Fertigbearbeitungswerkzeuge benötigt. Hierbei erweisen sich solche Schleifkörper als besonders vorteilhaft, in die Schleifmittelkörner bis zu einer erheblichen Tiefe eingebettet sind, so daß ständig selbsttätig erneuernde Arbeitsflächen entstehen, während der chleifkörper als Werkzeug benutzt wird, bis das Material bis auf diejenige Tiefe abgenutzt ist, jenseits deren keine Schleifmittelkörner mehr vorhanden sind0 Somit hängt die Bebensdauer eines Schleifkörpers unter anderem davon ab, bis zu welcher Tiefe die Schleifmittelkörner eingebettet sind, d.h. wie fest sie mit dem sie umgebenden Schaummaterial verbunden sind, sowie von der Art und diese, in der der SchleiIkörper benutzt wird.
• Bei der erstellung solcher Schleifkörper macht es jedoch immer wieder Schwierigkeiten, eine gleichmäßige Verteilung der chleifmittelkörner in dem Schaummaterial derart zu erzielen, daß der fertige Schleifkörper sowohl am Beginn seiner Benutzung eine geeignete Arbeitsfläche aufweist, deren Schleifwirkung innerhalb aller lächenteile im wesentlichen gleichmäßig ist, sondern daß an dem Schleirkörper bei seiner benutzung in ununterbrochener Folge neue Arbeitsflächen entstehen. Die bis jetzt bekannten Verfahren, z.B. das Verfahren, bei dem das olyurethanmaterial zusammen mit einer darin entrlaltenen Dispersion von chleifinittelkörnern an Ort und Stelle aufgeschäumt wird, ermöglichen nicht die Herstellung von Schleifkörpern hoher Festigkeit, die ihre SchleilEähigkeit während einer längeren Zeit beioehalten, und außerdem erweisen sich diese Verfahren als zeitraubend und unwirtschaftlich, da sie die Verwendung von Formen bedingen. Bei Verfahren, mittels deren Schleifmittelkörner kontinuierlich an einer vorgeformten Fläche aus einem Schaummaterial befestigt werden können, ermöglichen es lediglich, einen oberflächlichen Uberzug aus den Schleifmittelkörnern zu erzeugen.
• Die Aufgabe der Erfindung besteht nunmehr darin, einen Zellen enthaltenden Schleifkörper zu schaffen, in dem Schleifmittelkörner bis zu einer erheblichen Tiefe gleichmäßig dispergiert bzw. verteilt sind0 werner bieht die Erfindung ein Verfahren zum Herstellen eines dauerhaften Schleifkörpers, in den Schleifmittelkdrner bis zu einer erheblichen Tiefe eingebettet und gleichmäßig verteilt sind, vor, das sich kontinuierlich durchführen lälSts daß eine wirtschaftliche Herstellung solcher Schleifkorper ermöglicht, und bei dem auf bekannte weise ausgebildete Vorrichtungen zum Verarbeiten von Schaumstoffen benutzt werden können. Weiterhin sieht die erfindung einen Schleifkörper mit einer elastischen Bindung vor, der im Vergleich -zu bekannten ochleifkörpern haltbarer ist, eine gleichmäßige Schleifwirkung zeigt und im Hinblick auf seine ilirtschaftlichkeit Vorteile bietet.
• Genauer gesagt sieht die erfindung ein Verfahren zum Herstellen eines elastischen Schleifkörpers vor, das IlIaßnahmen umfaßt, um einen Teil eines Zellen enthaltenden L,chaumstoffs, der mit einer großen Zahl von Löchern versehen ist,- auf mechanischem Wege so zu behandeln, daß sich die Löcher erweitern, um ferner jeweils eine Anzahl von Schleifmittelkörnern in diese erweiterten Löcher hineinzudrücKen, so daß die Schleifmittelkörner innerhalb des Schaumstoffteils unter dessen Oberfläche angeordnet werden, und um die Schleifmittelkörner durch ein Uindeverfahren festzulegen. Bei zweckmäßigen Ausführungsformen wird der Zellen enthaltende Schaumstoff dadurch gereckt, daß er über eine walze mit einem kleinen Radius geführt wird, so daß erweiterte Löcher entstehen, wobei gleichzeitig die chleifmittelkörner in die Löcher eingeführt werden; das Zellen enthaltende material ist ein synthetischer Elastomerschaum oder ein relativ offener, Zellen enthaltender Schaum, z.B. ein offene Zellen enthaltender Polyurethanschaum, der eine große Zahl von Kanälen zum Aufnehmen von Schleifmittelkörnern aufweist, und diese Kanäle werden dadurch erzeugt, daß man das Zellen enthaltende Schaummaterial über eine walze führt, die mit einem Satz von radial nach außen ragenden Dornen besetzt ist, die dazu dienen, gleichzeitig die kanäle zu erzeugen und Schleifmittelkörner in die Kanäle hineinzudrücken; diese Dorne haben an ihren in das Zellen- oder Schaummaterial eintretenden Enden eine Querschnittsfläche, die mindestens etwas größer ist als die mittlere Querschnittsfläche der ßchleiSmittelkörner; ein klebriges bindemittel wird auf das Zellen- oder Schaummaterial autgebracht, nachdem die Schleifmittelkörner in das Zellenmaterial bis unter dessen Oberfläche eingedrungen ind, um die Scleifmittelkörner festzulegen; bei dem Zellen- oder >3ciiaummaterial handelt es sich um einen künstlichen narzähnlichen Elastomerschaum, der nach dem Einführen der Schleifmittelkörner verdichtet und gehärtet wird; das Bindemittel in Form eines Elastomermaterials wird vor der Verdichtung und Härtung in diesen Elastomerschaum eingefiihrt. Ferner sieht die Erfindung einen Schleifkörper vor, der ein vorgeformtes Flachmaterial aus Polyurethanschaum umfaßt, in dem nach seiner Herstellung eine große Zahl von Schleifmittelkörnern sowohl an der Oberfläche als auch bis zu einer erheblichen Tiefe - zweckmäßig bis zu einer Tiefe von mindestens etwa 3,2 mm - unterhalb der Oberfläche verteilt und mit dem Flachmaterial verbunden worden sind; als besonders vorteilhaft hat sich hierbei ein offene Zellen enthaltender Polyurethanschaum erwiesen, dessen Dichte in der Größenordnung von etwa 0,016 bis 0,240 kgZl liegt.
• Die Erfindung und vorteilhafte Einzelheiten der Erfindung werden im folgenden an Hand schematischer Zeichnungen an einem Ausführungsbeispiel näher erläutert.
• Fig. 1 ist ein in einem übertriebenen Maßstab gezeichneter Teilschnitt durch einen elastischen Schaumschleifkörper nach der Erfindung.
• Fig. 2 zeigt in einem ebenfalls übertriebenen Maßstab in einem Teilschnitt den elastischen Schaumschleifkörper nach Fig. 1 im zusammengedrückten bzw. verdichteten Zustand.
• Fig. 3 veranschaulicht schematisch ein bevorzugtes Verfahren zum iierstellen von Dellen enthaltenden erfindungsgemäßen Schleifkörpern oder abändern.
• Gemäß Fig. 1 umfaßt der insgesamt mit 10 bezeichnete Schleilkörper eine Schicht 12 aus einem elastischen, Zellen enthaltenden Schaummaterial, bei dem es sich vorzugsweise um einen offene Zellen entaltenden Polyurethanschaum handelt, dessen Dichte zweckmäßig in der Größenordnung von 0,o16 bs O'24OjLliegt. Schleifmittelkörner 14 sind sowohl in von Natur aus vorhandenen zellenförmigen Offnungen 15 als auch in nachträglich auf künstlichem ziege erzeugten Offnungen 16 angeordnet, die z.B0 dadurch erzeugt werden, daß man Schleifmittelkörner 14 durch mit gestrichelten Linien angedeutete Kanäle 18 hindurch in das Schaummaterial hineintreibt. Ein Bindemittel 20, bei dem es sich vorzugsweise um ein harzähnliches klebriges Elastomermaterial handelt, überzieht sowohl die Außenfläche 21 der Schaummaterialschicht 12 als auch die freiliegenden Flächen der SchleiIkörner'14; auberdem wird das Bindemittel in die Offnungen 15 und 16 eingeführt, und zwar vorzugsweise während diese Öffnungen etwas erweitert sind. Gemäß Fig. 1 und 2 kann man gegebenenfalls eine Unterlage 22 vorsehen, die vorzugsweise aus einem relativ steifen Material besteht, Zwar zeigt Fig. 1 den Aufbau eines gebrauchsfähigen Schleifkörpers, doch ist bei einer in Fig. 2 dargestellten weiteren Ausführungsform das Schaummaterial nachträglich zusammengedrückt und gehärtet worden; das Bindemittel 20 ist vorzugsweise ein harzähnlicher Elastomerstiff, der zusammen mit der zchaummaterilachicht 12 gehärtet werden kann, damit die Schleifmittelkörner 14 an dem Schaummaterial dauerhaft befestigt bzw. innerhalb des Materials festgelegt werden. Die Schleifmittelkörner sind zweckmäßig bis in eine Tiefe von mindestens etwa 3,2 mm unterhalb der Oberfläche 21 der ochaummaterialschicht 12 verteilt, wenn das Schaummaterial noch nicht verdichtet worden.
• Bei der in Fig. 5 gezeigten Anordnung wird ein bahnförmiges Material 12 aus einem offene Zellen enthaltenen Bolyurethanschaum, bei dem es sich zweckmäßig um ein bereits aufgeschäumtes (reconstitiuted) ochaummaterial handelt, von einer Vorratsrolle 24 aus an einem Abgabebellälter 27 vorbeigeführt, mittels dessen achleifmittelkörner 14 abgegeben und auf die Oberseite des Flachmaterials 12 gebracht werden; danach läuft die Flachmaterialbahn zu einer die Offnungen des Schaummaterials vergröMernden Walze 28, die bei der dargestellten Anordnung einen Durchmesser von etwa 12,5 mm hat. ba die Walze 28 in der gezeigten eise angeordnet ist, werden die Zellenöffnungen der I2faterialbahn 12 durch einen Keckvorgang weiter geöffnet, und gleichzeitig werden Schleifmittelkörner 14 durch Fadial nach außen ragende Dorne 29 auf einer walze 30 in das Schaummaterial hineingedrückt. Die Dorne 29 haben sort, wo sie in das Schaummaterial eindringen, vorzugsweise eine Querschnittsfläche, die mindestens etwas größer ist als die mittlere Querschnittsfläche der Schleifmittelkörner 14. Bei dieser Anordnung können die Dorne 29 die Schleifmittelkörner 14 bis zu einer erheblichen Tiefe unterhalb der Oberfläche 21 des Plachmaterials 12 in das Material hineintreiben. Sobald die Dorne 29 wieder aus dem lliaterial 12 austreten und das Material wieder eine ebene Fläche bildet, sind die durch die Dorne 29 erzeugten Kanäle bestrebt, sich zu schließen, so daß die Schleifmittelkörner 14 innerhalb des flachen Schaummaterials festgehalten werden. Auf ähnliche gleise sind die bereits vorhandenen Zellenöffnungen 15, die beim Hinweglaufen des Materials 12 über die walze 28 durch einen deckvorgang erweitert worden sind, so daß auch sie Schleifmittelkörner 14 aufnehmen konnten, bestrebt, sich zu schließen, so daß die betreffenden Schleit'mittelkörner gerade unterhalb der Oberflache 21 festgehalten werden und teilweise aus der Oberfläche des llaterials herausragen. Die Dorne 29 können so bemessen und angeordnet sein, daß eine gleichmäßige zerteilung der Schleifmittelkörner zwischen den Punkten des tiefsten Eindringesnder Körner und der Oberfläche 21 erzielt wird. Die Dorne treiben die Schleifmittelkörner vorzugsweise mindestens zu einer Tiefe von etwa 3,2 mm in das flache Schaummaterial hinein.
• Das überschüssige Schleifmittel, das nicht von den Zellenöffnungen 15 aufgenommen oder durch die Dorne 29 in das Schaummaterial hineingetrieben worden ist, wird in einem Trog 34 gesammelt. Das Flachmaterial, in das die Körner eingebettet sind, wird dann auf bekannte Weise mit Hilfe von Sollen 35 und 36 an einer Spritzvorrichtung 97 vorbeigeführt, mittels deren ein harzähnliches Bindemittel 20 ;Uf das sich bewegende bahnförmige Schaummaterial aufgespritzt wird. Die zum Überziehen des materials verwendete Lösung soll genügend klebrig sein, so daß sie an dem Schaummaterial haftet, doch soll sie auch genügend fließfähig sein, so daß sie mindestens ebenso tief in das Schaummaterial eindringt, wie die Schleifmittelkörner darin eingedrungen sind. Gemäß Fig. 3 wird das schaummaterial hierbei erneut über eine Rolle mit einem relativ kleinen Radius geleitet, so daß sich die die Schleifmittelkörner enthaltenden offnungen 15 und 16 mindestens teilweise erneut öffnen, um ein ausreichendes Eindringen des Bindemittels zu gewährleisten.
• Schließlich wird das Schaummaterial zusammen mit dem Bindemittel z.B. einem Ofen 40 zugeführt und gehärtet; während der härtung kann das Schaummaterial außerdem zusammengedrückt erden, um die Schleifmittelkörner fest mit dem aterial zu verbinden und eine ochleiffläche von größerer Starrheit zu erzeugen. Danach wird das Flachmaterial zu einer Rolle 42 aufgewickelt.
• Zusätzlich zu der mit Dornen besetzten walze 30 oder an deren Jtelle kann man auch andere Vorricntungen zum Einbringen der Schleifmittelkörner benutzen. Beispielsweise könnte man die Innenseite der zum Erweitern der Offnungen dienenden walze 28 mit einem vorbestimmten Unterdruck beaufschlagen, um Schleifmittelkörner in unter der Oberfläche des Schaummaterials liegende Teile des Materials hineinzusaugen. Ferner könnte man die chleifmittelkörner unter einem Druck gegen das Schaummaterial blasen, der ausreicht, um zu bewirken, daß die Schleifmittelkörner im wesentlichen in da Schaummaterial eingebettet werden.
• Weiterhin ist es möglich, das ochaummaterial einer Vorbehandlung zu unterziehen, z*BO mit hilfe einer ersten mit Dornen besetzten walze, mittels deren das Schaunimaterial mit zahlreichen Offnungen bzw. Kanälen versehen wird, wahrend aer späteren auf eine Reckwirkung zurückzufünrenden Ver'rößerung der Offnungen in dem 3chaummateril könnten die Schleifmittelkörner über die Offnungen oder Kanäle in das Innere des Schaummaterials eindringen. Ferner könnte man das zchaummaterial mit hilfe von Messern mit mehreren parallelen Einschnitten versehen. Wenn man ein geeignetes bindemittel verwendet und das erzeugnis in einem späteren zeitpunkt zusätzlich härtet, würde in Verbindung mit der natürlichen plastizität des Schaummaterials erreicht werden, daß sich das ''lorhandensein der beschriebenen Öffnungen in keiner eise auswirkt, z.B. auf die Festigkeit oder Haltbreit des fertigen sSchleifmittelerzeugnisses.
• Die Sahl der Größe und Art der Schleifmittelkörner richtet sich nach der Größe der Zellen in dem Schaummaterial, nach dem Ausmaß, in dem diese Öffnungen durch einen Reckvorgang erweitert werden, sowie nach dem Verwendungszweck des fertigen Erzeugnisses. enn als Schaummaterial z.B. ein Polyurethanschaum-Flachmaterial mit offenen Zellen und einem spezifischen Gewicht in der Größenordnung von etwa 0,016 bis etwa 0,240 verwendet wird, wird die Verwendung von Schleifmittelkörnern entsprechend 30 Maschaa je Zoll bevorzugt.
• Patentansprüche:

Claims (1)

1. P A T E N T A N 5 P R Ü 0 H E 1. Verfahren zum herstellen eines elastischen Schleifkörpers, dadurch g e k e n n z e i c h n e t , daß ein eil eines Zellen enthaltenden Schaummaterials (12), das eine große Zahl von Löchern aufweist, auf mechanischem Wege so behandelt wird, daß sich die Löcher erweitern, daß Schleifmittelkörner (14) in großer Zahl in die erweiterten Löcher hineingedrückt werden, so daß die Schleifmittelkörner bis unterhalb der Oberfläche des Schaummaterials in das Material eindringen, und daß die behleifmittelkörner mit dem Schaummaterial verbunden werden, um sie in ihrer Lage zu halten.

   2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch g e k e n n -z e i c h n e t , daß das Zellen enthaltende Schaummaterial zum Zweck des zackens über eine Walze (28) geführt wird, die einen kleinen Radius hat, um erweiterte Löcher zu erzeugen, während die Schleifmittelkörner in diese Löcher eingeführt werden0 Verfahren nach Anspruch 1, dadurch g e k e n n -z e i c h n e t , daß das erwähnte Material ein synthetisches Elastomerschaummaterial ist.

   4. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch g e k e n n -z e i c h n e t , daß das Zellen enthaltende Schaummaterial ein Schaummaterial mit relativ offenen Zellen ist, 5. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch g e k e n n -z e i c h n e t , daIX das Zellen enthaltende Schaummaterial ein Polyurethanschaum mit offenen Zellen ist.

   6. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch g e k e n n -z e i c h n e t , daß das Zellen enthaltende Schaummaterial mit einer großen Zahl von Kanälen zum Aufnehmen von Schleifmittelkörnern versehen ist, und daß diese Kanäle (18) dadurch erzeugt werden, daß man das Zellen enthaltende Schaummaterial über eine mit radial nach außen ragenden-Dornen (29) besetzte walze (30) laufen läßt.

   1. Verfahren nach Anspruch 6, dadurch g e k e n n -z e i c h n e t , daß die Dorne gleichzeitig die erwähnten Kanäle erzeugen und Schleifmittelkörner in diese Kanäle drücken.

   8. Verfahren nach Anspruch 7, dadurch g e k e n n -z e i c h n e t , daß jeder Dorn an seinem in das Zellen enthaltende Dchaummaterial eindringenden Ende eine Quert schnittsfläche hat, die mindestens etwas größer ist als die mittlere Querschnittsfläche der ßchleifmittelkörner.

   9. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch g e E e n n -z e i c h n e t , daß ein klebriges Bindemittel (20) auf das Zellen enthaltende bohaummaterial aufgebracht wird, nachdem die Schleifmittelkörner bis unterhalb der Oberfläche des nchaummaterials in dieses eingedrungen sind, um die Schleifmittelkörner mit dem Schaummaterial zu verbinden und sie in ihrer Lage zu halten 10. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch g e k e n n -z e i c h n e t , daß das ellen enthaltende ochaummaterial ein synthetischer harzähnlicher Elastomerschaum ist, und daß dieser Schaum nach dem Eindringen der Schleifmittelkörner zusammengedrückt und gehartet wird.

   11. Verfahren nach Anspruch 10, dadurch g e k e n n -z e i c h n e t , daß ein synthetisches harzähnliches Elastomerbindemittel auf das Zellen entiialtende Schaummaterial aufgebracht wird, bevor dieses zusaminengedrückt und uehärtet wird.

   22" Elastischer Schleifkörper, g e k e n n z e i c h -n e t durch ein vorgeformtes Flachmaterial (12) aus Polyuretnanschaum, in dem eine große Zahl von Schleifmittelkörnern (14) längs der Oberfläche dispergiert bzw. verteilt und bis zu einer erheblichen Tiefe unterhalb der Oberfläche des Flachmaterials in dieses eingeführt und mit dem Flachmaterial verbunden ist.

   13. Schleifkörper nach Anspruch 12, dadurch g e -k e n n z e i c h n e t , daß der Polyuretnanschaum ein spezifisches Gewicht in der Größenordnung von etwa 0,016 bis etwa 0,240 hat.

   14. Schleifkörper nach Anspruch 12, dadurch g e -k e n n z e i c h n e t , daß Schleifmittelkörner unterhalb der Oberfläche des Schleifkörpers in diesen bis zu einer Tiefe von mindestens etwa 3,2 mm eingebettet sind0 Leerseite