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Stand der Technik
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Es ist bereits eine Vielzahl von Schleifmitteln, bei denen Schleifkörner mit einem Streuprozess auf eine Schleifmittelunterlage aufgebracht wurden und in unterschiedlichen Orientierungen auf der Schleifmittelunterlage vorliegen, bekannt. Insbesondere weisen die Schleifmittel nach dem Stand der Technik Schleifkörner mit einer Schleifspitze und/oder mit Schneidkanten auf, die zu einem Materialabtrag an einem Werkstück vorgesehen sind.
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Offenbarung der Erfindung
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Es wird ein Schleifmittel mit einer Schleifmittelunterlage und einer Vielzahl von darauf aufgebrachten Schleifkörnern, von denen zumindest ein Großteil zumindest eine Schleifkanteneinheit mit einer Schleifkante bilden, die in einem Winkel zwischen 0° und 90° gegenüber einer definierten Bearbeitungsrichtung geneigt sind, vorgeschlagen. Insbesondere beträgt der Winkel gegenüber der definierten Bearbeitungsrichtung mindestens 10°, vorzugsweise mindestens 20°, bevorzugt mindestens 30°, besonders bevorzugt minimal 40° und maximal 80°, vorteilhaft maximal 70°, bevorzugt maximal 60° und besonders bevorzugt maximal 50°.
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Unter einem „Schleifmittel“ soll insbesondere eine Einheit mit zumindest einer Schleifmittelunterlage und darauf aufgebrachten und befestigten Schleifkörnern verstanden werden, die dazu vorgesehen ist, in einem Abrasionsprozess Material von einer Oberfläche eines zu bearbeitenden Werkstücks abzutragen. Insbesondere ist das Schleifmittel für eine Bearbeitung eines Werkstücks mittels einer Schleifmaschine vorgesehen, grundsätzlich kann das Schleifmittel jedoch auch für ein Schleifen von Hand vorgesehen sein. Unter einer „Schleifmittelunterlage“ soll insbesondere eine flexible Unterlage, beispielsweise eine Veloursscheibe, ein Papier, ein textiles Gewebe, oder grundsätzlich auch eine feste Unterlage, beispielsweise eine Keramikscheibe, verstanden werden, auf der Schleifkörner aufgebracht und befestigt werden und die vorzugsweise dazu vorgesehen ist, an einer Schleifmaschine befestigt zu werden, grundsätzlich aber auch für ein Schleifen per Hand vorgesehen sein kann. Unter einem „Schleifkorn“ soll insbesondere ein vorzugsweise keramischer, kristalliner und/oder metallischer Körper mit zumindest einer Schleifkante verstanden werden. Ein keramisches Schleifkorn kann beispielsweise teilweise oder vollständig aus Aluminiumoxid, Zirkoniumoxid, Siliziumnitrid, Siliziumkarbid oder einem anderen keramischen Material hergestellt sein. Abhängig von einer gewünschten Anwendung und einem gewünschten Feinheitsgrad weisen die Schleifkörner einen Durchmesser zwischen zehn Millimeter und einem halben Mikrometer auf. Insbesondere kann das Schleifkorn eine definierte Geometrie aufweisen. Unter „Schleifkörnern mit einer definierten Geometrie“ sollen insbesondere Schleifkörner verstanden werden, die zumindest im Wesentlichen eine identische und vorherbestimmte Form, beispielsweise eine Stab- oder Tetraederform, aufweisen. Insbesondere sind Schleifkörner mit einer definierten Geometrie durch einen Prozess hergestellt worden, der gezielt Schleifkörner mit der zumindest im Wesentlichen vorherbestimmten Form herstellt. Unter einer „zumindest im Wesentlichen identischen Form“ soll insbesondere verstanden werden, dass die Schleifkörner bis auf produktionsprozessbedingte Abweichungen eine identische Form und vorzugsweise eine identische Größe aufweisen. Unter „zumindest einem Großteil der Schleifkörner“ soll insbesondere ein Anteil von zumindest 60 Prozent, vorteilhaft zumindest 70 Prozent, bevorzugt zumindest 80 Prozent und besonders bevorzugt zumindest 90 Prozent der Schleifkörner verstanden werden. Unter einer „Schleifkanteneinheit“ soll insbesondere eine Einheit verstanden werden, welche zu einem Spanabtrag vorgesehen ist. Insbesondere kann die Schleifkanteneinheit eine Mehrzahl von Schleifkörnern aufweisen, welche insbesondere in einer Reihe, vorzugsweise unmittelbar nebeneinander auf der Schleifmittelunterlage angeordnet sind, wobei die Schleifkante von Kanten der Schleifkörner gebildet ist. Ferner kann die Schleifkanteneinheit aus einer Kante eines einzelnen Schleifkorns gebildet sein. Insbesondere kann das Schleifmittel eine Mehrzahl von Reihen von benachbarten Schleifkörnern aufweisen, die jeweils eine Schleifkanteneinheit bilden und die vorzugsweise unter demselben Winkel gegenüber der definierten Bearbeitungsrichtung geneigt sind. Vorzugsweise sind die Reihen in einem gleichbleibenden Abstand zueinander angeordnet. Unter einer „Kante eines Schleifkorns“ soll insbesondere ein Teilbereich des Schleifkorns verstanden werden, in dem zwei Oberflächen des Schleifkorns zusammenlaufen und die im Wesentlichen durch eine gerade oder gekrümmte Linie beschrieben ist. Unter einer „Schleifspitze eines Schleifkorns“ soll insbesondere ein Teilbereich des Schleifkorns verstanden werden, in dem zumindest drei Oberflächen des Schleifkorns zusammenlaufen und der im Wesentlichen punktförmig ausgebildet ist. Unter im „Wesentlichen punktförmig“ soll insbesondere verstanden werden, dass der Teilbereich eine Oberfläche aufweist, die maximal ein Prozent, vorteilhaft ein Promille einer kleinsten Oberfläche des Schleifkorns entspricht. In einem idealisierten Fall ist die Schleifspitze von einem einzelnen Atom eines Materials des Schleifkorns gebildet. Darunter, dass „die Schleifkante in einem Winkel zwischen 0° und 90° gegenüber einer definierten Bearbeitungsrichtung geneigt ist“, soll insbesondere verstanden werden, dass die Schleifkante derart verläuft, dass die Reihe benachbarter Schleifkörner in dem Winkel zwischen 0° und 90° zu der definierten Bearbeitungsrichtung verläuft und somit in diesem Winkel an dem Werkstück angreifen und/oder das Kanten der einzelnen Schleifkörner unter diesem Winkel zu der definierten Bearbeitungsrichtung orientiert liegen und somit in diesem Winkel angreifen. Insbesondere verläuft die Schleifkante parallel zu einer Oberfläche der Schleifmittelunterlage. Insbesondere ist der Winkel größer als 0° und geringer als 90°. Insbesondere kann durch eine Neigung der Schleifkante in einem Winkel zwischen 0° und 90° gegenüber einer definierten Bearbeitungsrichtung vorteilhaft eine Schleifkante erreicht werden, die mit einem sogenannten „ziehenden Schnitt“ Material spanend von einer Oberfläche eines Werkstücks abträgt. Unter einer „definierten Bearbeitungsrichtung“ soll insbesondere eine definierte Richtung verstanden werden, entlang der das Schleifmittel vorund/oder zurückbewegt wird, um die Oberfläche des Werkstücks zu bearbeiten und in der ein bestimmtes Bearbeitungsbild der Oberfläche erzeugt wird. Insbesondere wird ein andersartiges Bearbeitungsbild der Oberfläche erzeugt, wenn das Schleifmittel in einer von der definierten Bearbeitungsrichtung verschiedenen Richtung bewegt wird. Unter einem „Bearbeitungsbild“ soll insbesondere eine durch eine festgelegte Anzahl von Bearbeitungszügen an dem Werkstück erzeugte Oberflächengüte verstanden werden, anhand derer unterschiedliche Bearbeitungsgüten von Schleifmitteln unterschieden werden können. Insbesondere ist die erzeugte Oberflächengüte abhängig von einer Schnittcharakteristik einer Schleifkante, wobei bei einer Schnittcharakteristik, die verschieden ist von einer Schnittcharakteristik eines ziehenden Schnitts eine Wahrscheinlichkeit für ein Ausbrechen von Oberflächenstücken und/oder ein Ausreißen von Fasern eines Materials der Oberfläche zusätzlich zu dem spanenden Abtrag erhöht ist. Insbesondere kann die Schleifkanteneinheit von Schleifkörnern mit Schleifspitzen, die in einer Reihe angeordnet sind, gebildet sein, wobei die Schleifkante von der Reihe von Schleifspitzen gebildet ist. Alternativ kann das Schleifmittel Schleifkörner mit einer ausgewählten definierten Geometrie aufweisen, welche eine flache Form mit Kanten aufweisen und die bei einem beliebigen Aufstreuprozess mit einer sehr hohen Wahrscheinlichkeit in einer Orientierung zu liegen kommen, in der zumindest eine Kante parallel zu einer Oberfläche der Schleifmittelunterlage orientiert und in dem Winkel zwischen 0° und 90° gegenüber der definierten Bearbeitungsrichtung geneigt ist.
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Durch die erfindungsgemäße Ausgestaltung des Schleifmittels kann insbesondere ein Schleifmittel erreicht werden, das eine hohe Oberflächengüte eines zu bearbeitenden Werkstücks durch eine ziehende Schnittcharakteristik erreicht.
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Ferner wird vorgeschlagen, dass zumindest ein Großteil der Schleifkörner zumindest eine Schleifkanteneinheit mit einer Schleifkante bildet, die in einem definierten Winkel zwischen 0° und 90° gegenüber einer definierten Bearbeitungsrichtung geneigt ist. Darunter, dass „zumindest ein Großteil der Schleifkörner zumindest eine Schleifkanteneinheit mit einer Schleifkante bildet, die in einem definierten Winkel zwischen 0° und 90° gegenüber der definierten Bearbeitungsrichtung geneigt ist“, soll insbesondere verstanden werden, dass Schleifkanten von Schleifkanteneinheiten einen Winkel gegenüber der definierten Bearbeitungsrichtung aufweisen, der durch ein Aufbringverfahren gezielt eingestellt wurde. Eine Aufbringung in dem definierten Winkel kann beispielsweise dadurch erreicht werden, dass die Schleifkörner auf punktuell gesetzte Klebstoffelemente, die beispielsweise als diagonal verlaufende Streifen auf der Schleifmittelunterlage ausgebildet sind, aufgebracht werden, oder beispielsweise durch Verwendung einer Walzenvorrichtung mit einem Muster von schlitzförmigen Diagonalöffnungen, wobei innerhalb der Walzenvorrichtung eine Schleifkornmenge angeordnet ist, welche durch die schlitzförmigen Diagonalöffnungen in einem Streifenmuster auf die Schleifmittelunterlage aufgebracht wird, so dass die Schleifkörner dann in dem Streifenmuster auf der Schleifmittelunterlage angeordnet sind. Auch kann die Aufbringung in dem definierten Winkel dadurch erreicht werden, dass die Schleifkörner Sockelkörper umfassen, vorteilhaft quadratisch ausgebildete Sockelkörper, mit denen die Schleifkörner auf die Schleifmittelunterlage aufgesetzt werden, wobei die Sockelkörper aneinander angrenzen. Insbesondere können Kanten der Schleifkörner in einer Ebene parallel zu einer Standfläche der Sockelkörper, mit einem gegenüber Sockelkörperkanten schrägen Verlauf angeordnet sein. Beispielsweise können die Schleifkörner mit untereinander verbundenen Sockelkörpern hergestellt und als Gesamteinheit auf der Schleifmittelunterlage angeordnet worden sein, wobei grundsätzlich zu einer Erhöhung einer Flexibilität des Schleifmittels anschließend in einem Vorgang zu einer Vereinzelung der Schleifkörner durchgeführt worden sein kann. Alternativ könnten die Schleifkörner einzeln an den Sockelkörpern ergriffen und gezielt auf der Schleifmittelunterlage platziert worden sein. Es kann insbesondere eine hohe Bearbeitungsqualität durch eine ziehende Schnittcharakteristik erreicht werden.
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Des Weiteren wird vorgeschlagen, dass die zumindest eine Schleifkanteneinheit von einer Reihe von zumindest im Wesentlichen nebeneinanderliegenden Schleifkörnern gebildet ist. Unter einer „Reihe von zumindest im Wesentlichen nebeneinanderliegenden Schleifkörnern“ soll insbesondere verstanden werden, dass die Schleifkörner entlang eines Linienvektors, der in einer Ebene parallel zu der Schleifmittelunterlage verläuft, angeordnet sind, wobei ein ungefüllter Abstand zwischen einzelnen Schleifkörnern der Reihe maximal einem doppelten Durchmesser einer Auflagefläche eines einzelnen Schleifkorns entspricht. Es kann insbesondere auf prozesstechnisch einfach herstellbare Weise ein Schleifmittel mit Schleifkörnern, von denen zumindest ein Großteil zumindest eine Schleifkanteneinheit mit einer Schleifkante bildet, die in einem Winkel zwischen 0° und 90° gegenüber einer definierten Bearbeitungsrichtung geneigt ist, hergestellt werden. Ferner können insbesondere Schleifkörner mit einer beliebigen Geometrien, insbesondere mit einer Geometrie mit Schleifspitzen, eingesetzt werden.
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Weiterhin wird vorgeschlagen, dass die Schleifkörner gezielt gesetzt sind. Unter „gezielt gesetzt“ soll insbesondere verstanden werden, dass die Schleifkörner in einem Aufbringprozess aufgebracht wurden, in dem sie im Wesentlichen mit einer definierten Orientierung und/oder definierten Position auf der Schleifmittelunterlage aufgebracht wurden. Insbesondere können die Schleifkörner einzeln ergriffen und gezielt platziert worden sein. Es kann insbesondere ein Schleifmittel mit einer hohen Schleifleistung, gezielt eingestelltem Winkel zu der definierten Bearbeitungsrichtung und einer hohe Bearbeitungsqualität durch eine ziehende Schnittcharakteristik erreicht werden.
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Ferner wird vorgeschlagen, dass die Schleifmittelunterlage in Form einer Zylinderrolle ausgebildet ist. Bevorzugt sind Schleifkanteneinheiten, die auf der Schleifmittelunterlage in Form einer Zylinderrolle aufgebracht sind, von Schleifkörner mit einer Schleifspitze, die zu einem Materialabtrag vorgesehen ist, gebildet. Bevorzugt sind die Schleifkanten von Reihen von zumindest im Wesentlichen nebeneinanderliegenden Schleifkörnern gebildet. Insbesondere sind die Reihen der zumindest im Wesentlichen nebeneinanderliegenden Schleifkörner schräg auf einer Zylinderoberfläche verlaufend ausgebildet. Insbesondere ist das Schleifmittel dazu vorgesehen, für einen Schleifprozess in Rotation um eine Zylinderachse versetzt zu werden. Es kann insbesondere ein prozesstechnisch einfach herstellbares Schleifmittel erreicht werden.
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Weiterhin wird vorgeschlagen, dass die Schleifkörner eine Oberflächenkontur aufweisen, die zumindest im Wesentlichen durch eine konvexe Einhüllende beschrieben ist. Unter einer „Oberflächenkontur, die zumindest im Wesentlichen durch eine konvexe Einhüllende beschrieben ist“ soll insbesondere verstanden werden, dass eine kleinste Einhüllende, welche an der Oberflächenkontur der Schleifkörner anliegt, konvex ausgebildet ist und konkave Einbuchtungen der Oberfläche, die zu einer Abweichung von einer vollständig konvexen Oberfläche der Schleifkörner führen, höchstens eine Tiefe von maximal zwei Prozent, vorteilhaft maximal einem Prozent und bevorzugt maximal einem halben Prozent eines maximalen Durchmessers des Schleifkorns aufweisen. Es kann insbesondere ein Schleifkorn mit einer vorteilhaften Schnittcharakteristik erreicht werden.
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Des Weiteren wird vorgeschlagen, dass die Schleifkörner ein Verhältnis zwischen einer Höhe der Schleifkörner und einem Durchmesser einer Grundfläche aufweisen, das einen Wert zwischen 0,3 und 1,2 aufweist. Unter einem „Durchmesser der Grundfläche“ soll insbesondere ein Durchmesser eines kleinsten Kreises verstanden werden, von dem die Grundfläche der Schleifkörner vollständig umgeben wird. Unter einer „Höhe der Schleifkörner“ soll insbesondere ein maximaler Abstand zwischen der Grundfläche und einer zu der Grundfläche parallelen Ebene, in der ein Teilbereich des Schleifkorns liegt, verstanden werden. Insbesondere kann aufgrund von Fertigungstoleranzen ein Wert des Verhältnisses zwischen Höhe und Durchmesser der Grundfläche von einzelnen Schleifkörnern in einer Menge von hergestellten Schleifkörnern um maximal 10 Prozent von dem Wert zwischen 0,3 und 1,2 abweichen. Es kann insbesondere ein Schleifkorn mit einer besonders flachen Form erreicht werden, bei dem bei einer ungeregelten Aufstreuung eine hohe Wahrscheinlichkeit für eine Ausrichtung von Kanten mit einem Winkel, der zwischen 0° und 90° gegenüber einer definierten Bearbeitungsrichtung geneigt ist, erreicht werden kann.
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Weiterhin wird vorgeschlagen, dass die Schleifkörner zumindest im Wesentlichen eine Pyramidengrundform aufweisen. Unter einer „Pyramidengrundform“ soll insbesondere eine Form mit einer polygonalen Grundfläche und Seitenflächen mit einer dreieckigen Grundform verstanden werden, welche zumindest in einer Abschlussfläche, bevorzugt in einer Schleifspitze zusammenlaufen. Insbesondere können Kanten der Seitenfläche gekrümmt ausgebildet sein. Insbesondere kann eine Projektion der Schleifspitze auf eine Ebene, in der die Grundfläche liegt, in einem Zentrum der Grundfläche, innerhalb der Grundfläche, an einem Rand der Grundfläche oder auch ausserhalb der Grundfläche angeordnet sein. Insbesondere kann das Schleifkorn als Tetraeder, Pyramide mit viereckiger Grundform, ein Pyramidenstumpf oder ein Tetraederstumpf ausgebildet sein. Es kann insbesondere ein Schleifkorn mit einer einfach aufbringbaren und anordenbaren Grundform erreicht werden.
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Ferner wird vorgeschlagen, dass die Schleifkörner zumindest ein teilweise prismatisch ausgeformtes Teilelement umfassen. Unter einem „prismatisch ausgeformten Teilelement“ soll insbesondere ein Teilelement des Schleifkorns verstanden werden, das eine polyedrische Grundfläche und Seitenkanten aufweist, die parallel zueinander und gleichlang ausgebildet sind. Insbesondere kann das prismatisch ausgeformte Teilelement beispielsweise als Quader, Fünfeck oder Sechseck ausgebildet sein. Darunter, dass das Teilelement „zumindest teilweise prismatisch ausgeformt ist“, soll insbesondere verstanden werden, das einzelne Seitenkanten von einem parallelen Verlauf zu anderen Seitenkanten und von einer gleichen Länge abweichen können. Es kann insbesondere ein Schleifkorn mit einer einfach aufbringbaren und anordenbaren Grundform erreicht werden.
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Des Weiteren wird vorgeschlagen, dass die Schleifkörner eine sechseckig ausgebildete Grundfläche aufweisen. Insbesondere weisen die Schleifkörner mit der sechseckig ausgebildeten Grundfläche ein prismatisch ausgeformtes Teilelement auf, so dass eine Grundform der Schleifkörner eine Form einer Bienenwabe aufweist. Es kann insbesondere ein Schleifkorn mit einer besonders flachen Form erreicht werden, bei dem bei einer ungeregelten Aufstreuung eine hohe Wahrscheinlichkeit für eine Ausrichtung von Kanten mit einem Winkel, der zwischen 0° und 90° gegenüber einer definierten Bearbeitungsrichtung geneigt ist, erreicht werden kann.
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Weiterhin wird vorgeschlagen, dass die Schleifkörner eine viereckig ausgebildete Grundfläche aufweisen. Es können insbesondere besonders leicht nebeneinander anordenbare und gezielt setzbare Schleifkörner erreicht werden.
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Ferner wird vorgeschlagen, dass die Schleifkörner eine oval ausgebildete Grundfläche aufweisen. Unter einer „oval ausgebildeten Grundfläche“ soll insbesondere eine Grundfläche verstanden werden, die eine rundliche konvexe Gestalt aufweist. Insbesondere kann die oval ausgebildete Grundfläche als Ellipse oder Kreis ausgebildet sein. Insbesondere weist das Schleifkorn zusätzlich zu der oval ausgebildeten Grundfläche eine dazu parallele Oberfläche auf, wobei an der dazu parallelen Oberfläche Kanten für ein Schleifen angeordnet sind. Es kann insbesondere ein Schleifkorn mit einer besonders flachen Form erreicht werden, bei dem bei einer ungeregelten Aufstreuung eine hohe Wahrscheinlichkeit für eine Ausrichtung von Kanten mit einem Winkel, der zwischen 0° und 90° gegenüber einer definierten Bearbeitungsrichtung geneigt ist, erreicht werden kann.
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Ferner wird vorgeschlagen, dass die Schleifkörner zumindest einen zurückgesetzten Oberflächenbereich aufweisen, welcher zumindest teilweise als eine Rille ausgebildet ist. Insbesondere ist die zumindest eine Rille dazu vorgesehen, als Sollbruchstelle für eine gesteuerte Brechung des Schleifkorns zu dienen und somit einen Selbstschärfungseffekt des Schleifkorns zu erreichen. Es kann insbesondere ein Schleifmittel mit einer weitgehend gleichbleibende Schleifleistung während einer ganzen Standzeit erreicht werden.
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Weiterhin wird ein Schleifkorn für ein erfindungsgemäßes Schleifmittel vorgeschlagen. Das erfindungsgemäße Schleifmittel soll hierbei nicht auf die oben beschriebene Anwendung und Ausführungsform beschränkt sein. Insbesondere kann das erfindungsgemäße Schleifmittel zu einer Erfüllung einer hierin beschriebenen Funktionsweise eine von einer hierin genannten Anzahl von einzelnen Elementen, Bauteilen und Einheiten abweichende Anzahl aufweisen.
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Zeichnungen
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Weitere Vorteile ergeben sich aus der folgenden Zeichnungsbeschreibung. In den Zeichnungen sind neun Ausführungsbeispiele der Erfindung dargestellt. Die Zeichnungen, die Beschreibung und die Ansprüche enthalten zahlreiche Merkmale in Kombination. Der Fachmann wird die Merkmale zweckmäßigerweise auch einzeln betrachten und zu sinnvollen weiteren Kombinationen zusammenfassen.
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Es zeigen:
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1 ein erfindungsgemäßes Schleifmittel mit einer Schleifmittelunterlage mit einer rechteckigen Grundform und mit in diagonalen Streifen aufgetragenen Schleifkörnern, von denen ein Großteil Schleifkanteneinheiten mit einer Schleifkante bildet, die in einem definierten Winkel zwischen 0° und 90° gegenüber einer definierten Bearbeitungsrichtung geneigt sind,
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2 ein erfindungsgemäßes Schleifmittel mit einer Schleifmittelunterlage in Form einer Zylinderrolle,
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3 ein Schleifkorn eines erfindungsgemäßen Schleifmittels mit einer Pyramidenform mit gekrümmten Seitenflächen, die zu einer Zentralspitze zulaufen,
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4 eine Herstellung des Schleifkorns aus 3 aus einem quadratischen Rohquader,
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5 ein Schleifkorn eines erfindungsgemäßen Schleifmittels mit einer Pyramidenform mit gekrümmten Seitenflächen, die zu einer Seitenspitze zulaufen,
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6 eine Herstellung des Schleifkorns aus 5 aus einem quadratischen Rohquader,
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7 ein Schleifkorn eines erfindungsgemäßen Schleifmittels mit einer sechseckig ausgebildeten Grundfläche,
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8 ein Schleifkorn eines erfindungsgemäßen Schleifmittels mit einer Pyramidenform mit zurückgesetzten Oberflächenbereichen in Rillenform zu einer gesteuerten Brechung für eine Selbstschärfungseffekt,
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9 ein Schleifkorn eines erfindungsgemäßen Schleifmittels mit einem prismatisch ausgeformtem Teilelement, das als quadratisches Element ausgebildet ist, und mit einem Sockelkörper,
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10 ein Schleifkorn eines erfindungsgemäßen Schleifmittels mit einer oval ausgebildeten Grundfläche und
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11 ein Schleifkorn eines erfindungsgemäßen Schleifmittels mit einem prismatisch ausgeformtem Teilelement, das als unregelmässiger Quader ausgebildet ist.
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Beschreibung der Ausführungsbeispiele
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1 zeigt ein erfindungsgemäßes Schleifmittel 10a mit einer Schleifmittelunterlage 12a mit einer rechteckigen Grundform und mit in diagonalen Streifen aufgetragenen Schleifkörnern 14a, die Schleifkanteneinheiten 16a, 18a (weitere Schleifkanteneinheiten aus Gründen der Übersicht nicht mit einem Bezugszeichen in den Zeichnungen versehen) mit einer Schleifkante bilden, die in einem Winkel zwischen 0° und 90° gegenüber einer definierten Bearbeitungsrichtung 20a geneigt ist. Der Winkel beträgt 70° und die Schleifkanteneinheiten 16a, 18a sind durch Reihen von nebeneinanderliegenden Schleifkörnern 14a gebildet. Durch einen Verlauf der Reihen von nebeneinanderliegenden Schleifkörnern 14a ist der Winkel gegenüber der definierten Bearbeitungsrichtung 20a von einem definierten Winkel gebildet und durch eine Änderung des Verlaufs der Reihen kann der Winkel gezielt gewählt werden. Die Schleifkörner 14a sind gezielt gesetzt und auf einzelne Klebstoffelemente in Reihenform auf der Schleifmittelunterlage 12a aufgebracht. Durch den Verlauf der Reihen von nebeneinanderliegenden Schleifkörnern 14a wird eine ziehende Schnittcharakteristik erreicht, bei der eine hohe Oberflächengüte in einer Bearbeitung erreicht wird.
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In den 2 bis 11 sind acht weitere Ausführungsbeispiele der Erfindung gezeigt. Die nachfolgenden Beschreibungen und die Zeichnungen beschränken sich im Wesentlichen auf die Unterschiede zwischen den Ausführungsbeispielen, wobei bezüglich gleich bezeichneter Bauteile, insbesondere in Bezug auf Bauteile mit gleichen Bezugszeichen, grundsätzlich auch auf die Zeichnungen und/oder die Beschreibung der anderen Ausführungsbeispiele, insbesondere der 1 verwiesen wird. Zur Unterscheidung der Ausführungsbeispiele ist der Buchstabe a den Bezugszeichen des Ausführungsbeispiels in der 1 nachgestellt. In den Ausführungsbeispielen der 2 bis 11 ist der Buchstabe a durch die Buchstaben b bis i ersetzt.
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In 2 ist ein weiteres Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Schleifmittels 10b mit einer Schleifmittelunterlage 12b dargestellt, die in Form einer Zylinderrolle ausgebildet ist. In diagonalen Streifen aufgetragene Schleifkörner 14b bilden Schleifkanteneinheiten 16b, 18b (weitere Schleifkanteneinheiten aus Gründen der Übersicht nicht mit einem Bezugszeichen in den Zeichnungen versehen) mit einer Schleifkante, die jeweils in einem Winkel zwischen 0° und 90° gegenüber einer definierten Bearbeitungsrichtung 20b geneigt ist. Die Schleifkanteneinheiten 16b, 18b sind durch Reihen von nebeneinanderliegenden Schleifkörnern 14b gebildet. Der Winkel beträgt in der 2 68° und kann durch Wahl einer Verlaufsrichtung der Reihen von nebeneinanderliegenden Schleifkörnern 14b eingestellt werden. Die Schleifkörner 14b sind gezielt gesetzt und auf einzelne Klebstoffelemente in Reihenform auf der Schleifmittelunterlage 12b aufgebracht. Durch den Verlauf der Reihen von nebeneinanderliegenden Schleifkörnern 14b wird eine ziehende Schnittcharakteristik erreicht, bei der eine hohe Oberflächengüte in einer Bearbeitung erreicht wird.
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3 zeigt ein beispielhaftes Schleifkorn 14c für ein erfindungsgemäßes Schleifmittel. Das Schleifkorn 14c weist eine Pyramidengrundform mit einer quadratischen Grundfläche 26c, gekrümmten Kanten 30c, die Seitenflächen 22c begrenzen, welche in einer Schleifspitze 24b, die über einem Mittelpunkt der Grundfläche 26c angeordnet ist und somit als Zentralspitze ausgebildet ist, zusammenlaufen, auf. Ein Verhältnis zwischen einer Höhe 38c des Schleifkorns 14c und einem Durchmesser 40c der Grundfläche 26c des Schleifkorns 14c weist einen Wert von Eins auf. Das Schleifkorn 14c ist insbesondere für einen Einsatz bei einem Schleifmittel 10a, 10b aus den vorhergehenden Ausführungsbeispielen vorgesehen. Eine Herstellung des Schleifkorns 14c kann beispielsweise durch Abschleifung eines quadratischen Rohkörper 34c mit vier Abtragslinien 32c, beginnend von einer Seite, wobei in einem Verlauf der Abschleifung ein Radius der Abtragslinien 32c kontinuierlich verlängert wird, erreicht werden (4). In einem alternativen Herstellungsverfahren kann das Schleifkorn 14c beispielsweise durch einen Gußvorgang in eine Form oder durch ein anderes, einem Fachmann als geeignet erscheinendes Herstellungsverfahren hergestellt werden.
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5 zeigt ein weiteres beispielhaftes Schleifkorn 14d, das im Wesentlichen gleich zu dem vorherigen Ausführungsbeispiel ausgebildet ist, wobei der wesentliche Unterschied darin besteht, dass eine Schleifspitze 24d nicht als Zentralspitze, sondern als Seitenspitze, welche über einer Seitenkante einer Grundfläche 26d des Schleifkorns 14d angeordnet ist, ausgebildet ist. Eine Herstellung des Schleifkorns 14d kann beispielsweise durch Abschleifung eines quadratischen Rohkörper 34c mit drei Abtragslinien 32d, beginnend von einer Seite, wobei in einem Verlauf der Abschleifung ein Radius der Abtragslinien 32d kontinuierlich verlängert wird, erreicht werden (6). In einem alternativen Herstellungsverfahren kann das Schleifkorn 14d beispielsweise durch einen Gußvorgang in eine Form oder durch ein anderes, einem Fachmann als geeignet erscheinendes Herstellungsverfahren hergestellt werden.
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7 zeigt ein drittes beispielhaftes Schleifkorn 14e, dass ein prismatisch ausgebildetes Teilelement aufweist. Das prismatisch ausgebildete Teilelement bildet einen Grundkörper des Schleifkorns 14e und ist sechseckig ausgebildet. Das Schleifkorn 14e weist somit eine Oberflächenkontur auf, die durch eine konvexe Einhüllende beschrieben ist. Kanten 30e einer Sechseckform des Schleifkorns 14e sind so ausgerichtet, dass mit einer hohen Wahrscheinlichkeit bei einer Aufstreuung des Schleifkorns 14e auf eine nicht dargestellte Schleifmittelunterlage eine Schleifkante erreicht wird, die in einem Winkel zwischen 0° und 90° gegenüber einer definierten Bearbeitungsrichtung (nicht dargestellt) geneigt ist. Die einzelnen Schleifkörner 14e bilden somit jeweils eine Schleifkanteneinheit. Durch die Schleifkörner 14e kann somit auch bei einer beliebigen Aufstreuung ein Schleifmittel mit einer ziehenden Schnittcharakteristik erreicht werden. Optional kann das Schleifkorn 14e einen Sockelkörper 28e (gestrichelt dargestellt) aufweisen, der vorzugsweise eine quaderförmige Gestaltung aufweist, und mit dem eine definierte Anordnung der Schleifkörner 14e auf einer Schleifmittelunterlage (nicht dargestellt) erreicht werden kann. Insbesondere können die Schleifkörner 14e mittels der Sockelkörper 28e gezielt gesetzt werden. Bei einem gezielten Setzen werden die Schleifkörner 14e vorzugsweise mit den Sockelkörpern 28e direkt aneinandergesetzt, wodurch die Kanten 30e einen definierten Winkel mit einer definierten Bearbeitungsrichtung einschließen.
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8 zeigt ein viertes beispielhaftes Schleifkorn 14f, dass eine Pyramidengrundform mit einer quadratischen Grundfläche 26f aufweist, eine als Zentralspitze ausgebildete Schleifspitze 24f, in der Kanten 30f des Schleifkorns 14f zusammenlaufen. Das Schleifkorn 14f kann vorteilhaft anstelle einer Schleifkornform der ersten beiden Schleifkörner 14c, 14d eingesetzt werden. Ein Verhältnis zwischen einer Höhe 38f des Schleifkorns 14f und einem Durchmesser 40f der Grundfläche 26f des Schleifkorns 14f weist einen Wert von 0,8 auf. Das Schleifkorn 14f weist ferner zurückgesetzte Oberflächenbereiche auf, welche als Rillen 36f ausgebildet sind, und die als Sollbruchstellen für eine gesteuerte Brechung des Schleifkorns 14f dienen. Das Schleifkorn 14f weist somit einen Selbstschärfungseffekt auf und ein Schleifmittel mit Schleifkörnern 14f weist eine weitgehend gleichbleibende Schleifleistung während einer ganzen Standzeit auf. In dem gezeigten beispielhaften Schleifkorn 14f verlaufen die Rillen 36f im Wesentlichen parallel zu Rändern der Grundfläche 26f. Es sind jedoch auch alternative Anordnungen der Rillen 36f denkbar, beispielsweise eine Anordnung, die um 45° Grad gegenüber der dargestellten Anordnung verdreht ist, so dass die Rillen 36f und/oder durch Abbruch von Schleifkornbereichen an den Rillen 36f entstehende neue Kanten eine ziehende Schnittcharakteristik bewirken.
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In 9 ist ein fünftes beispielhaftes Schleifkorn 14g, das ein prismatisch ausgebildetes Teilelement aufweist, dargestellt. Das prismatisch ausgebildete Teilelement ist als ein Hauptkörper der Schleifkorns 14g, das eine quaderförmige Gestaltung mit einem quadratischen Grundkörper aufweist, ausgebildet. Das Schleifkorn 14g weist somit eine Oberflächenkontur auf, die durch eine konvexe Einhüllende beschrieben ist. Das prismatisch ausgebildete Teilelement ist auf einem Sockelkörper 28g angeordnet, der eine quaderförmige, viereckige Gestaltung aufweist, wobei der Sockelkörper 28g gegenüber dem Teilelement verdreht angeordnet ist. Aufgrund der Verdrehung des Sockelkörpers 28g gegenüber dem prismatisch ausgebildeten Teilelement wird bei einer beliebigen Aufstreuung des Schleifkorns 14g auf eine (nicht dargestellte) Schleifmittelunterlage eine hohe Wahrscheinlichkeit für eine Aufstreuung der Schleifkörner 14g mit einer Orientierung von Kanten 30g, die in einem Winkel zwischen 0° und 90° gegenüber einer definierten Bearbeitungsrichtung (nicht dargestellt) geneigt ist, erreicht. Einzelne Schleifkörner 14g bilden somit jeweils eine einzelne Schleifkanteneinheit. Die Schleifkörner 14g können in einem beispielhaften Verfahren an den jeweiligen Sockelkörpern 28g ergriffen und gezielt auf die Schleifmittelunterlage gesetzt werden, wobei die Sockelkörper 28g aufgrund der quaderförmigen, viereckigen Gestaltung raumfüllend einfach nebeneinander angeordnet werden können. Aufgrund der Verdrehung des Sockelkörpers 28g gegenüber dem prismatisch ausgebildeten Teilelement bilden dann die Schleifkörner 14g Schleifkanteneinheiten mit Schleifkanten, die in einem definierten, durch Wahl einer bestimmten Verdrehung einstellbaren, Winkel zwischen 0° und 90° gegenüber einer definierten Bearbeitungsrichtung geneigt ist.
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Ein sechstes beispielhaftes Schleifkorn 14h ist in 10 dargestellt. Das Schleifkorn 14h weist eine oval ausgebildete Grundfläche 26h auf. Eine zu der Grundfläche 26h parallele Oberfläche weist eine umlaufende Kante 30h zum Schleifen auf. Das Schleifkorn 14h weist somit eine Oberflächenkontur auf, die durch eine konvexe Einhüllende beschrieben ist. Bei einer Aufstreuung auf eine nicht dargestellte Schleifmittelunterlage kommen die Schleifkörner 14h mit einer hohen Wahrscheinlichkeit so zu liegen, dass Teilbereiche der Kante 30h in einem Winkel zwischen 0° und 90° gegenüber einer definierten Bearbeitungsrichtung geneigt sind. Ein Verhältnis zwischen einer Höhe 38h des Schleifkorns 14h und einem Durchmesser 40h der Grundfläche 26h des Schleifkorns 14h weist einen Wert von 0,5 auf. Auch ist es in alternativen Ausgestaltungen des Schleifkorns 14h denkbar, dass das Verhältnis zwischen der Höhe 38h des Schleifkorns 14h und dem Durchmesser 40h der Grundfläche 26h des Schleifkorns 14h einen anderen Wert, vorzugsweise einen Wert zwischen 0,3 und 1,2, aufweist. Auf der Grundfläche 26h und der dazu parallelen Oberfläche weist das Schleifkorn 14h zurückgesetzte Oberflächenbereiche auf, welche als Rillen 36h ausgebildet sind und die als Sollbruchstellen für eine gesteuerte Brechung des Schleifkorns 14h dienen. Ferner bilden die Rillen 36h Mikrokanten, an denen im Schleifprozess ein weiterer Materialabtrag stattfindet.
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In 11 ist ein siebtes beispielhaftes Schleifkorn 14i dargestellt. Das Schleifkorn 14i weist ein prismatisch ausgebildetes Teilelement auf, das als Körper des Schleifkorns 14i ausgebildet ist. Der prismatisch ausgebildete Körper des Schleifkorns 14i ist als unregelmäßiger Quader mit einer Grundfläche 26i, zwei stumpfen Kanten 30i und zwei spitzen Kanten 30i ausgebildet. Ein Verhältnis zwischen einer Höhe 38i des Schleifkorns 14i und einem Durchmesser 40i der Grundfläche 26i des Schleifkorns 14i weist einen Wert von 0,5 auf. Auch ist es in alternativen Ausgestaltungen des Schleifkorns 14i denkbar, dass das Verhältnis zwischen der Höhe 38i des Schleifkorns 14i und dem Durchmesser 40i der Grundfläche 26i des Schleifkorns 14i einen anderen Wert, vorzugsweise einen Wert zwischen 0,3 und 1,2, aufweist. Bei einer Aufstreuung auf eine nicht dargestellte Schleifmittelunterlage kommen die Schleifkörner 14i mit einer hohen Wahrscheinlichkeit so zu liegen, dass die Kanten 30i in einem Winkel zwischen 0° und 90° gegenüber einer definierten Bearbeitungsrichtung geneigt sind. Grundsätzlich kann das Schleifkorn 14i auch mit einem Sockelkörper (nicht dargestellt) versehen werden und eine Vielzahl von Schleifkörnern 14i können an den Sockelkörpern gezielt aneinandergesetzt werden, um einen definierten Winkel der Kanten 30i gegenüber einer definierten Bearbeitungsrichtung einzustellen. Eine Spanabtragung mit den spitzen Kanten 30i ist besonders vorteilhaft bei relativ weichen Materialien eines Werkstücks, wogegen eine Spanabtragung mit den spitzen Kanten 30i bei relativ harten Materialien eines Werkstücks bevorzugt ist. Ein Schleifmittel mit gezielt gesetzten Schleifkörnern 14i weist somit je nach Wahl der Bearbeitungsrichtung ein unterschiedliches Schnittbild auf.
