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Beschreibung
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Die Erfindung bezieht sich auf eine Schleifscheibe für Naßschliff
aus härtbarem Kunststoff als Bindemittel mit eingelagerten Schleifkörnern, insbesondere
auch Fein- und Feinstkörnern.
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Die älteste und bekannteste künstliche Schleifscheiben-Bindung ist
die keramische, welche hohe Temperaturbeständigkeit mit Kantenstabilität und Wasserfestigkeit
verbindet. Auch wird aufgrund der offenen Struktur im groben bis mittleren Kornbereich
beim Naßschliff genügend Kühlwasser mitgenommen. Im Pein- und Feinstkornbereich
ist die keramische Bindung jedoch in vielen Fällen nicht geeignet. Darüberhinaus
ist die keramische Bindung auch für verschiedene Schleifaufgaben ungeeignet, wozu
unter anderem der Flachschliff mib großer Berührungsfläche bei wärmeempfindlichen
Stählen gehört, wobei diese Scheiben zu heiß schleifen, sowie das spitzenlose Rundschleifen,
vorallem bei Rohren, wobei es wegen der Härte der Bindung zu Schwingungen in der
Maschine und zu einem "gehämmerten" Aussehen des Schliffbildes kommt.
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An nächster Stelle hinsichtlich der Bedeutung als Schleifscheiben-Bindemittel
folgen die Phenol-Harze, welche sich vom Grob- bis zum Präzisionsschliff eignen,
aber wegen ihrer Empfindlichkeit gegen
Alkalien für den Naßschliff
ungeeignet sind. Darüberhinaus sind die Scheiben mit Fhenolharz-Bindung für den
Flachschliff mit großer Berührungsfläche und für das spitzenlose Rundschleifen an
Rohren ebenfalls ungeeignet und zwar aus den gleichen Gründen wie die keramischenBindungen.
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Desweiteren kennt man Magnesit- und Silikat-Bindungen für Schleifkörper,
welche zart und kühl schleifend und deshalb spezies) für den Flach schliff mit großer
Berührungsfläche an wärmeempfindlichen Stählen geeignet sind. Ein Nachteil dieser
Bindungen ist jedoch ihre Sprödigkeit und die daraus resultierenden Bruchempfindlichkeit.
Schleifkörper dieser Bindungsarten sind deshalb nicht für Arbeit sumf angsge schwind
igke iten von über 20 m/Sek. zugelassen.
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Darüber hinaus haben sie den Nachteil, daß sie mit der Zeit nachhärten
und hinsichtlich ihrer Schleifleistung stark abhängig von der jeweils herrschenden
Luftfeuchtigkeit sind.
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Es hat deshalb nicht an Versuchen gefehlt, Schleifscheiben-Bindemittel
zu entwickeln, welche die Vorteile der vorerwähnten Schleifkörper-Bindemittel ohne
deren Nachteile besitzen. Aufgrund der Erfahrungen ging man davon aus, daß solche
neuen Bindemittel eine hohe Wärmebeständigkeit haben müssen, mindestens eine solche
der
Phenol-Harze. Ferner sollten diese Bindemittel eine hohe Härte
bei guter Schlagfestigkeit besitzen, um das einzelne Schleifkorn fest in seiner
Lage zu halten. Darüberhinaus war man bestsbt, solche neuen Bindemittel möglichst
wasserfest zu machen, was aber zwangsläufig zu einer gewissen Hydrophobie geführt
hat.
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So sind Schleifringe für das Bearbeiten von Messerklingen, Scheren
usw. bekannt geworden, welche mit speziell ausgewählten ungesättigten Polyester-Harzen
gebunden sind. Autrund deren dichter Struktur und Hydrophobie können diese gegenüber
entsprechenden Schleifringen in Magnesit-Bindung jedoch nur in geringen Breiten
bis zu ca. 15 mm eingesetzt werden. Bei Verwendung breiterer Schleifringe tritt
ein Aquaplaning-Effekt ein, der in der Mitte der jeweiligen Berührungsfläche zu
einer tberhitzung führt. Hier kommt es dann entweder zu einem Erweichen der Harzbindung
oder zu einem blauen Anlaufen des zu bearbeitenden Stahls.
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Bekannt geworden sind ferner auch Honräder für die Feinbearbeitung
von Zahnrädern in Epoxid-Harz-Bindung. Hierbei tritt jedoch nur eine geringe Relativ-Geschwindigkeit
zwischen Schleifkorn und Werkstückoberfläche ein, darüberhinaus wird dieser Honvorgang
unter Ölschmierung vorgenommen. Desweiteren sind bekannt
geworden,
Phenol-Harze, die zur Erhöhung ihrer Schlagfestigkeit mit einem geringen Prozent
anteil an Epoxid-Harzen modifiziert worden sind. Scheiben mit solchen Bindemitteln
werden Jedoch ausschließlich für Trockenschliff eingesetzt.
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Vberraschenderweise hat sich nun gezeigt, daß sich Harzkombinationen
für bestimmte Schleifaufgaben hervorragend eignen, welche nach dem bisherigen Erkenntnisstand
ungeeignet erschienen. Die erfindung gemäße Schleifscheibe für Naßschliff aus härtbarem
Kunststoff als Bindemittel mit eingelagerten Schleifkörnern, insbesondere auch Pein-
und Feinstkörnern, kennzeichnet sich nun durch die Verwendung oder Mitverwendung
von solchen gesättigten Polyesterharzen und/oder solchen Xthoxylinharzen als Bindemittel,
die in gehärtetem Zustand bei Normaltemperatur eine Wasseraufnahmefähigkeit von
mindestens 0,5 * eine Shore-Härte von D 50 - 95 und eine Bruchdehnung von mindestens
2 * haben.
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Im einzelnen kann hierbei das hydrophile Bindemittel zu mindestens
30 Mol , aus Adipinsäure und/oder Diäthylenglykol kondensiert und seine Härte und
Bruchdehnung über den Verneteungsgrad und Zusatz von Weichmachern reguliert sein.
Auch kann die Verwendung von Bisphenol-A-diglycidyläther mit einem Epoxidwert
von
etwa 0,53 sowie 10 - 30 % eines reaktiven Verdünners, wie 1 ,4-Butandioldiglycidyläther
als hydrophilierendes Element erfolgen und das Bindemittel auch eine Mischung von
Bisphenol-A-Epoxidharzen mit Polyglykoldiglycidyläthern enthalten.
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Schließlich kann die Verwendung aliphatischer Polyamine, wie Amidoamine
im Bindemittel als Härter erfolgen und bei Verwendung hydroxylierter aliphatischer
Polyamine im Bindemittel als Härter diese zugleich als Mittel zur Erhöhung der Wasseraufnahmefähigkeit
dienen. duch ist die Verwendung einer mit hydrophilen Pdllstoffen wie Quellton oder
Cellulosepulver versetzten hydrophoben Kunstharzmischung als Bindemittel möglich.
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Nachfolgend sind einige Ausführungsbeispiele zu der Erfindung aufgenommen
und zwar mit folgenden Substanzen: Harz A flüssiges Epoxidharz Viscosität: 950 -
1.050 cP 250 Epoxid-lquivalent 186 - 189, Epoxid-Wert 0,50 - 0,54 Dichte bei 200
Cel. 1,16 Brechungsindex nD25 1,5520 Hierbei handelt es sich zum ein Dian-Basisharz
von cP 10.000-13.000
welches durch einen Zusatz von ?,4-Butandioldiglycidyläther
auf die o.a. Viscosität gebracht wurde.
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Hars B, flüssiges Eposidhars, Mischkondensat aus Dian A und Polyglykol
Viscosität: 550 - 650 cP 250 Epoxid-Äquivalent 259 - 266 Epoxid-Wert 0,38 - 0,39
Dichte 200 Oel. 1,15 Brechungsindex nD25 1,5145 RSn Rlrtungsprodukt aus 100 g Harz
B mit 9 Teilen Triäthylentetramin als Härter hat beispielsweise folgende Eigenschaften:
Biegefestigkeit: kein Bruch Grenzbiegespannung: 54 kp/Zentimeter² Schlagzähigkeit:
über 40 cm x kp/cx2 Elastizitätsmodul: ca. 600 kp/cm² Wasseraufnahme: 30 Tage, 25°
Cel. 0,82 % 24 Stunden, 100°Cel. 3,24 %
Härter C, schnellhärtender,
physiologisch unbedenklicher iminhärter Viscosität: 350 - 450 cP 250 Aminäquivalent:
51 Dichtet 200, 1,10 Brechungsindex: nD25 1,497 Härter D, Polyaminoamind-Härter,
physiologisch unbedenklich Viscosität: cP 250 15.000 - 20.000 Aminäquivalent : 100
Dichtet 200 1,00 Brechungsindex: nD25 1,510.
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Hierzu werden folgende Mischungsverhältnisse als Beispiele angegeben:
Beispiel 1s Harz A 720 Teile Harz B 80 Teile Härter C 200 Teile Krund 2.200 Teile
Shore D 90 (bezogen auf Bindeharz) Wasseraufnahme, 30 Tage 250 0,58 * Bruchdehnung
3 %
Beispiel 2: Harz A 294 Teile Harz B 393 Teile Härter D 313
Teile Korund 2.200 Teile Härte Shore D 75 Wasseraufnahme 30 Tage 250 0,65 % Bruchdehnung
8 * Beispiel 3: Harz B 720 Teile Härter D 280 Teile Korund 2.200 Teile Härte Shore
D 50 Wasseraufnahme 30 Tage 250 0,78 * Bruchdehnung 12 % Schleifergebnisse: Aus
den in Beispielen 1 - 3 angegebenen Rezepturen wurden Schleiischeiben hergestellt,
wobei ein Korund der Korngröße nach FEPA P 150 verwendet wurde. Die Schleifscheiben
hatten die Abmessung 350 mm Durchmesser, 150 mm Breite, 50 mm Bohrung.
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Jeweils eine dieser Schleifscheiben wurde einer Sprengprüfung unterzogen,
wobei der Bruch bei Geschwindigkeiten von über 120 1 pro Sekunde eintrat.
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Jeweils eine Scheibe wurde auf einer Schleifaaschine für spitzenloses
Rund schleifen mit einer Arbeitsumfangsgeschwindigkeit von 30 m pro Sekunde im Naßschliff
eingesetzt. Verwendet wurde eine Schleifemulsion, die aus 98 % Wasser und 2 % Zusatz
bestand.
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Als Werkstücke wurden längsnahtgeschweißte Rohre aus St 45 eingesetzt.
Der Vorschub betrug 4 m pro Min. Die erzielten Ergebnisse sind in nachfolgender
Tabelle zusammengestellt: Beispiel 1 2 3
| Abtrag pro Meter Rohr in Gramm 1,9 2,38 1,16 |
| Abtrag am Rohrdurchmesser in mm 0,004 0,0058 0,0028 |
| Rauhtiefe Rt ( - R max) in Micrometer 6,0 7,0 5,0 |
| Abnahme der Scheiben am Durchmesser |
| in mm nach 5 m Rohr 11 30 7,5 |
Die Schleifleistung der Scheibe nach Beispiel 2, entspricht etwa der Leistung eines
Schleifbudes der Körnung 60, die der Scheibe nach Beispiel 3 der Leistung eines
Schleifbandes der
Körnung 100, wobei Jedoch die Rauhtiefen dann
doppelt so hoch liegen wie diejenigen der erfindungsgemäßen Schelfscheiben.
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Beispiel 4s Es wurde eine Schleifscheibe gemäß Beispiel 3 hergestellt,
Abmessungen: Außendurchmesser 450 mm, Innendurchmesser 200 mm, Höhe der Scheibe
25 mm, Körnung Edelkorund weiß, Körnung P 320.
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Diese Scheibe wurde als Tellerscheibe auf einer Präzisions-Flachschleifmaschine
im Naßschliff gegen Ventilplatten, Werkstoff Ck 45, zum Feinschleifen eingesetzt.
Die Ventilplatten, mit keramischen Schleifscheiben vorgeschliffen, hatten eine Ausgangs-Rauhtiefe
von R-max. 1 3 Micrometer. Nach dem Schleifen mit der erfindungsgemäßen Schleifscheibe
betrug die Rauhtiefe R-max. 1 0,5 Micrometer. Ein derartig niedriger Rauheitswert
war zuvor mit anderen Schleifscheiben nicht erzielbar.