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Die
Erfindung betrifft einen Schleifkörper mit einem kappenförmigen,
ringförmigen
oder hohlzylindrischen Körper
und einer auf einen Arbeitsbereich des Körpers aufgebrachten Schleifschicht,
wobei die Schleifschicht eine Matrix und in der Matrix eingebettete
Hartstoffe als Schleifmittel aufweist und der Schleifkörper auf
einen Schleifträger
festlegbar ist.
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Derartige
Schleifkörper
sind vielfach bekannt. Hierbei werden die eingelagerten Hartstoffe auch
vielfach als Mineral bezeichnet. Nachteilig ist, dass sie nur schwer
unter erhöhten
Arbeitsbedingungen, wie erhöhte
Temperatur und Heißdampf
zum Beispiel zur ihrer Sterilisation einsetzbar sind, ohne eine
zumindest Minderung ihrer Verschleißfestigkeit bzw. Standfestigkeit
zu erfahren.
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Der
Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, einen Schleifkörper der
eingangs genannten Art bereitzustellen, der den genannten Nachteilen wirkungsvoll
begegnet.
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Die
gestellte Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die Merkmale des Anspruches
1 gelöst.
Somit ist vorgesehen, dass der Körper
aus einem Metallwerkstoff gefertigt ist. Üblicherweise wird bei den Schleifkörpern ein
Gewebe als Träger
für die
Schleifschicht eingesetzt, bei welchem bei erhöhten Temperaturen und insbesondere
unter Heißdampf
zumindest eine Haftungsminderung der Schleifschicht auf dem Körper, wenn
nicht sogar ein zumindest partielles Ablösen der Schleifschicht von
dem Körper
auftreten kann. Durch den Einsatz eines metallischen Werkstoffes
für den
Körper
kann die Gefahr der Haftungsminderung zumindest vermindert werden.
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Vorzugsweise
ist vorgesehen, dass der Schleifkörper mit der Schleifschicht
sterilirisierbar und/oder desinfizierbar ist. So sind die Werkstoffeigenschaften
von Körper
und Schleifschicht sowie das Haftungsvermögen der Schleifschicht auf
dem Körper
und das Haftungsvermögen
der in der Matrix eingebetteten Hartstoffe vorzugsweise so ausgelegt, dass
die zur Sterilisation und/oder Desinfektion einzustellen Bedingungen,
wie erhöhte
Temperatur und insbesondere wässrige
Desinfektionsmittel und/oder Reinigungsmittel, die Standzeit des
Schleifkörpers nicht
oder nicht merklich verringern.
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Insbesondere
kann der Schleifkörper
für eine Heißdampf-Sterilisation, eine
Heißluft-Sterilisation und/oder
eine Sterilisation mit Gammastrahlen und/oder Elektronenstrahlen
ausgelegt sein. Während
bei der Heißdampf-Sterilisation
und der Heißluft-Sterilisation
eine erhöhte
Temperatur von bis zu 180°C
angewandt wird, wird der Schleifkörper bei der Sterilisation
mit Gammastrahlen und/oder Elektronenstrahlen einer Gamma-Strahlung und/oder
einer Elektronenstrahlung ausgesetzt, die zu Versprödung beispielsweise
durch Leerstellenbildung und -Kondensation führen kann.
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Als
Werkstoffkörper
ist im Prinzip jeder Werkstoff geeignet, der der Bedingung genügt, dass
er im Verbund mit der Schleifschicht insbesondere desinfizierbar
und/oder sterilisierbar ist. Hierbei wird bei einem Metallwerkstoff
ein besonderer Vorteil darin gesehen, dass er elektrisch leitend
ist, welches bei einem noch zu beschreibenden Beschichtungsverfahren,
der Galvanik, zur verfahrensgemäßen Abscheidung
von Matrixwerkstoffen der Schleifschicht als notwendig erachtet
wird. Es könnte
bei der Verwendung eines Kunststoffes als Werkstoffkörper vorgesehen
sein, dass dieser durch Einlagerung elektrisch leiten der Teile oder
durch Innenaustausch elektrisch leitfähig gemacht werden kann. Insbesondere
ist vorgesehen, dass der Metallwerkstoff ein Stahl, vorzugsweise
ein rostbeständiger
Stahl, ein Buntmetallwerkstoff, sowie ein Kupfer-, Messing- oder Bronzewerkstoff
oder ein Aluminiumwerkstoff ist. Da der Schleifkörper auch im Bereich der Dentalmedizin, z.B.
zum Abschleifen von Zähnen
vorgesehen sein kann, ist es von Vorteil, wenn der Metallwerkstoff
nickelfrei ist.
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Vorzugsweise
sind die Hartstoffe mit einer Kunstharzbindung, einer Metall-Sinterbindung,
einer galvanischen Bindung oder einer keramischen Bindung in der
Matrix festgelegt. Somit können
die Hartstoffe in einer Kunstharzmatrix eingebunden sein. Die Hartstoffe
können
auch in der Schleifschicht eingesintert sein, in der die in der
Regel hochschmelzenden Hartstoffe in einem pulverisierten Zustand
mit einem pulverförmigen
Zusatzwerkstoff, der die spätere
Matrix bildet, gemischt und auf Temperaturen unterhalb des Schmelzpunktes
der Hartstoffe gebracht werden. Hierbei wird der Sinterprozess mit
Temperatur und Zeitdauer vorzugsweise so gewählt, dass der Zusatzwerkstoff
zur Ausbildung der Matrix zumindest oberflächlich erweicht, zusammen backt
und hierbei die Hartstoffe möglichst
netzt. Hierzu kann der Matrixwerkstoff ein Buntmetall, wie Nickel
oder Kobalt sein. Ferner kann der Matrixwerkstoff ein Kunststoff, insbesondere
ein Kunstharz, sein, in den unter Aufschmelzung die Hartstoffe eingebunden
werden. Zur Ausbildung einer keramischen Bindung kann die Matrix
einen keramischen Werkstoff aufweisen, der zusammen mit den Hartstoffen
einem Sinterprozess unterworfen wird, in dem der keramische Werkstoff
für die
Matrix zumindest oberflächlich
erweicht und die Hartstoffe möglichst
netzt.
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Die
Hartstoffe bzw. das Mineral können
aus Diamant, kubischem Bornitrit (CBN), Borcarbid, Saphir, Rubin,
Korund, insbesondere Edelkorund, Siliciumcarbid, Titancarbid, Titannitrit,
Vanadiumcarbid, Wolframcarbid, Zirconiumdioxyd und/oder Cermet (Ceramic
Metal) sein. Die Hartstoffe können
entweder rein oder in einer Mischform in der Schleifschicht verwendet
werden. Hinsichtlich des Korundes wird insbesondere ein sogenanntes α-Al2O3 als besonders
verschleißfeste
Aluminiumoxidphase bevorzugt.
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Vorzugsweise
sind die Hartstoffe pulverartig ausgebildet.
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Die
Schleifschicht kann mittels einer Klebung, eines galvanischen Auftrages
oder thermischen Spritzens auf dem Arbeitsbereich aufgebracht sein.
Hierbei können
die Bildung der Schicht und das Aufbringen derselben auf den Arbeitsbereich
in einem Arbeitsschritt erfolgen. Dies kann beispielsweise bei einem
galvanischen Auftrag so erfolgen, dass hiermit die Schicht galvanisch
sukzessiv aufgebaut wird, wobei während des Abscheidens des Matrixwerkstoffes
infolge des galvanischen Prozesses, die Hartstoffe in die sich bildende
galvanische Schicht gleichzeitig eingebaut werden. In gleicher Weise kann
bei dem thermischen Spritzen, insbesondere beim Flammenspritzen
oder Plasmaspritzen, eine Mischung aus dem Matrixwerkstoff und dem
Werkstoff für
die Hartstoffe gemeinsam auf den Arbeitsbereich verspritzt werden,
wobei die Temperaturen auch hier vorzugsweise so gewählt sind,
dass die Hartstoffe nicht aufschmelzen und/oder anschmelzen können. Dies
heißt,
dass die Matrix einen Werkstoff umfasst, der eine geringere Schmelztemperatur oder
Erweichungstemperatur als die der Hartstoffe aufweist. Es kann bei
den thermischen Spritzen vorgesehen sein, dass der Körper in
dem Arbeitsbereich oberflächlich
anschmilzt, so dass hierdurch eine bessere Haftung der Schleifschicht
auf dem Körper
bis hin zu einer stoffschlüssigen
Verbindung von Matrix mit Körper
und/oder Hartstoffe erzielt werden kann.
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Diese
Schleifschicht kann mittels eines Klebstoffes, insbesondere eines
hochfesten Klebstoffes, auf dem Arbeitsbereich aufgebracht werden.
Die Klebung kann mit einem Adhäsionskleber
erfolgen. Bevorzugt wird eine sogenannte Hightec-Klebung mit zum
Beispiel Reaktions- und/oder Nachreaktionsklebern. Diese Reaktions-
und/oder Nachreaktionsklebern können
zum Beispiel unter UV-Einstrahlung, Feuchtigkeitseinwirken und/oder
Wärme einwirken ihre
vollständigen
Klebeigenschaften erhalten. Im Falle des Nachreaktionsklebern kann
durch die Klebreaktion nach einer ersten Verklebung der Schleifschicht
während
ihres Einsatzes zum Beispiel im Mundraum eines Patienten und/oder
während
der Sterilisation die Haftungsfestigkeit zumindest erhalten, wenn
nicht sogar gesteigert werden.
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Die
Schleifschicht kann auch mittels Ultraschallschweißens auf
dem Arbeitsbereich festgelegt sein. Mittels des Ultraschallschweißens kann
zugleich ein Aufschmelzen und/oder Anschmelzen des Matrixwerkstoffes
und/oder der Hartstoffe erfolgen, wodurch ein stärkerer Verbund in Form einer
stoffschlüssigen
Verbindung zwischen diesen Werkstoffen erzielbar ist.
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Auf
dem Körper
können
auch mehrere, voneinander beabstandete Arbeitsbereiche vorgesehen sein.
Hierdurch kann der Schleifkörper
entsprechend seinen speziellen Einsatzbedingungen ausgebildet sein.
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Der
Schleifkörper
kann mindestens eine radikale, durchgehende Öffnung insbesondere Bohrung
und/oder Schlitz, aufweisen, die zur Kühlung des Schleifkörpers im
Einsatz dienen kann.
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Die
vorliegende Erfindung wird im Folgenden anhand mehrerer in einer
Zeichnung dargestellter Ausführungsbeispielen
erläutert:
In der Zeichnung zeigen:
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1 eine
perspektivische Draufsicht auf eine erste Ausführungsform eines Schleifkörpers,
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2 einen
Teilquerschnittsansicht des Schleifkörpers gemäß dem Schnittverlauf II-II
in 1,
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3 eine
perspektivische Draufsicht auf eine zweite Ausführungsform des Schleifkörpers und
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4 eine
perspektivische Draufsicht auf eine dritte Ausführungsform des Schleifkörpers.
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In
den 1 bis 4 werden mehrere Ausführungsformen
eines Schleifkörpers 1 mit
einem Körper 2 in
einer auf einem Arbeitsbereich 3 des Körpers 2 aufgebrachten
Schleifschicht 4 gezeigt. Der Körper 2 ist aus einem
Metallwerkstoff, hier aus einem rostfreien Stahl, gefertigt. Hierdurch
ist der Schleifkörper
sterilisierbar. Wie in 2, einer Schnittansicht, gezeigt,
weist die Schleifschicht 4 eine Matrix 5 und in
der Matrix 5 eingebettete Hartstoffe 6 als Schleifmittel 5 auf.
Der Schleifkörper
ist ausgebildet, auf einen hier nicht dargestellten Schleifträger befestigt
zu werden. Die Hartstoffe 6 sind hier aus kubischem Bornitrid.
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In
allen Ausführungsformen
des Schleifkörpers 1 sind
durchgehende Öffnungen 7 zur
Kühlung des
Schleifkörpers 1 im
Einsatz vorgesehen. Diese Öffnungen 7 sind
schlitzartig (1) bzw. bohrlochartig (3 und 4)
ausgebildet.
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In
der in 2 gezeigten Schnittansicht wird ein Teil der Wandung 8 des
Schleifkörpers 1 gezeigt. Hierbei
ist die Schleifschicht 4 mittels galvanischen Abscheidens
auf den Körper 2 aufgebaut.
Die Matrix 5 besteht aus einem Buntmetall. Die Form der
Hartstoffe 6 ist so gewählt,
dass sie möglichst
mit einer Kante zahnartig mit einer Schneidkante 9 und/oder einer
Schneidfläche
aus der Matrix 5 herausragen, um hierdurch eine optimale
Schneidwirkung zu entfalten. Die Hartstoffe 6, d.h. das
hier vorgesehen Bornitrid kann mit Gebrauch unter Ausbildung einer
neuen Schneidkante brechen. Die in 2 gezeigten Hartstoffe 6 sind
sehr schematisch gezeichnet. Sie können eine beliebig andere Form
aufweisen, wobei eine Scharfkantigkeit der aus der Matrix 5 herausragenden
Teile der Hartstoffe 6 zu deren Schneidvermögen entschieden
beiträgt.
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In
der ersten Ausführungsform
ist der Körper 2 bez.
der Schleifkörper 1 kappenförmig, in
der zweiten Ausführungsform
hohlzylindrisch und in der dritten Ausführungsform ringförmig ausgebildet.
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Insbesondere
die erste Ausführungsform und
die zweite Ausführungsform
des Schleifkörpers 1 sind
für den
Dentalbereich ausgelegt. Hierzu werden sie auf dem hier nicht dargestellten
Träger
festgelegt, der wiederum auf einem hier nicht dargestellten Bohreraufsatz
festgelegt wird oder denselben bildet.
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- 1
- Schleifkörper
- 2
- Körper
- 3
- Arbeitsbereich
- 4
- Schleifschicht
- 5
- Matrix
- 6
- Hartstoff
- 7
- Öffnung
- 8
- Wandung
- 9
- Schneidkante