DE602005001842T2

DE602005001842T2 - Schleifelement

Info

Publication number: DE602005001842T2
Application number: DE602005001842T
Authority: DE
Inventors: Dominique Gilles
Original assignee: Cibo NV
Current assignee: Cibo NV
Priority date: 2004-03-03
Filing date: 2005-03-03
Publication date: 2008-05-29
Anticipated expiration: 2025-03-04
Also published as: BE1015278A0; ATE368549T1; HRP20070483T3; EG24846A; RS50513B; US20100184358A1; US7828633B1; IL177846A; WO2005087436A1; BRPI0508394A; IL177846A0; BRPI0508394B1; DK1684945T3; EP1684945B1; DE602005001842D1; AU2005221411B2; CA2546320A1; CA2546320C; US20090088054A1; PL1684945T3

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Schleifelement mit einer Abfolge einander überlappender Lamellen, die Schleifkörner enthalten, gemäß dem Oberbegriff von Anspruch 1. Ein Beispiel eines solchen Schleifelements ist in EP-A-1093885 offenbart.
Derartige Schleifelemente werden normalerweise in Form sogenannter Verbundscheiben hergestellt, wobei aufeinander folgende Lamellen in Entsprechung zur peripheren Richtung der Scheibe angeordnet sind und einander überlappen. Diese Schleifelemente werden beispielsweise zum Schleifen oder zur Oberflächenbearbeitung benützt, insbesondere zum Glätten von Schweißstellen auf Metallwerkstücken.
Im amerikanischen Patent US 6 582 289 wird eine Verbundscheibe mit einer Abfolge einander überlappender Lamellen beschrieben. Diese Lamellen sind abwechselnd aus abrasivem Tuch mit Schleifkörnern und aus Lamellen mit einer aktiven Schleifschicht gebildet. Eine solche aktive Schleifschicht enthält keine Schleifkörner, dient hauptsächlich dem Beseitigen des entfernten Materials und reduziert die Erhitzung des zu schleifenden Werkstücks.
Allerdings sind die bestehenden Schleifelemente insofern nachteilig, als sie in relativ harten Kontakt mit der Oberfläche eines zu bearbeitenden Werkstücks geraten, so dass es schwierig ist, zwischen Werkstücken und Schleifelementen einen konstanten Druck auszuüben. Überdies haben die bestehenden Schleifelemente eine relativ kurze Lebensdauer, und nachdem eine Metallfläche mit einem derart aggressiven Schleifelement geschliffen wurde, muss diese Oberfläche weiter mit einer sogenannten Polierscheibe bearbeitet werden, um eine glatte und ästhetisch akzeptable Oberfläche zu erhalten.
Die Erfindung zielt darauf ab, diese Nachteile durch Bereitstellung eines Schleifelements mit einer wesentlich längeren Lebensdauer als vorhandene Schleifelemente zu überwinden, während gleichzeitig die beinahe perfekte Oberflächenbearbeitung eines Werkstücks in sehr kurzer Zeit möglich ist, weshalb auch die Nutzung zweier unterschiedlicher Scheiben nicht mehr nötig ist. Das Schleifelement gemäß der Erfindung besitzt die Eigenschaften von Anspruch 1 und ermöglicht das Entfernen von Material vom Werkstück sowie das vom ästhetischen ebenso wie vom technischen Standpunkt aus perfekte Polieren (Finishing) des Werkstücks. Überdies lassen sich mit dem Schleifelement gemäß der Erfindung in einem einzigen Arbeitsschritt sehr geringe Rauheitswerte der Oberfläche eines Werkstücks erzielen.
Zu diesem Zweck sind die Lamellen abwechselnd aus Schleiflamellen und komprimierbaren Lamellen gebildet, so dass jede Schleiflamelle auf einer komprimierbaren Lamelle aufliegt.
Diese komprimierbaren Lamellen sind zweckmäßigerweise elastisch komprimierbar.
Vorteilhafterweise enthalten diese komprimierbaren Lamellen Vliesfasern, insbesondere synthetische Vliesfasern.
Gemäß einem bevorzugten Ausführungsbeispiel des Schleifelements nach der Erfindung sind die Fasern mit Schleifkörnern versehen.
Gemäß einem interessanten Ausführungsbeispiel des Schleifelements nach der Erfindung sind die Fasern miteinander durch Kleben – beispielsweise mittels eines Kunstharzes – verbunden und weisen deshalb eine dreidimensionale, offene Faserstruktur auf.
Vorzugsweise sind die Lamellen auf einer runden, scheibenförmigen Unterlage befestigt, wobei die freien Ränder der Lamellen sich praktisch radial erstrecken, so dass das Schleifelement eine sogenannte Verbundscheibe bildet.
Andere Besonderheiten und Vorteile des Schleifelements gemäß der Erfindung werden aus der nachstehenden Beschreibung einiger besonderer Ausführungsbeispiele der Erfindung verständlich; diese Beschreibung hat nur exemplarischen Charakter und ist nicht geeignet, den Geltungsumfang des beanspruchten Patentschutzes in irgendeiner Weise zu beschränken; die nachstehend verwendeten Bezugszeichen beziehen sich auf die begleitenden Zeichnungen.
1 ist eine schematische Ansicht von oben des Schleifelements gemäß der Erfindung;
2 ist eine schematische Seitenansicht nach der Linie II-II des Schleifelements aus 1;
3 ist eine schematische Querschnittansicht einer komprimierbaren Lamelle gemäß der Erfindung in größerem Maßstab und größerer Detailgenauigkeit;
4 ist eine schematische Darstellung von oben zweier Rohre, die in einem Winkel von 90° zusammengeschweißt sind.
In den unterschiedlichen Zeichnungen beziehen sich identische Bezugszeichen auf dieselben Elemente.
Die Erfindung betrifft allgemein ein Schleifelement, insbesondere eine Verbundscheibe, die aufeinander folgende, einander überlappende Lamellen enthält. Diese Lamellen sind abwechselnd aus Schleiflamellen gebildet, deren Außenfläche oder freie Fläche mit Schleifkörnern versehen ist, und aus komprimierbaren Lamellen, auf denen die Schleiflamellen aufliegen.
1 stellt ein derartiges Schleifelement in Form einer Verbundscheibe 1 dar. Diese enthält eine beinahe unverformbare, runde, scheibenartige Unterlage 2, auf der abwechselnd eine Schleiflamelle 3 und eine komprimierbare Lamelle 4 auf eine Weise befestigt sind, dass jede Lamelle 4 eine Schleiflamelle 3 überlappt. Die Schleiflamelle 3 liegt dabei jeweils mit ihrem operativen Teil auf einer entsprechenden komprimierbaren Lamelle 4 auf.
Die Unterlage 2 hat eine mittlere Öffnung 5, über die die Verbundscheibe 1 auf eine an sich bekannte Art und Weise auf einem Antrieb montiert werden kann. Der Antrieb, der in dieser Figur nicht dargestellt ist, ermöglicht die Rotation der Verbundscheibe 1 mit hoher Geschwindigkeit um ihre Achse, wobei die Scheibe 1 gegen ein Werkstück gedrückt wird, so dass die Lamellen 3 und 4 Kontakt mit einer Oberfläche des zu bearbeitenden Werkstücks aufnehmen.
Die Scheibe gemäß der Erfindung stellt so dank der Komprimierbarkeit der Lamellen 4 einen ausgeglichenen Kontakt mit der Oberfläche des Werkstücks bei annähernd gleichförmigem Druck her.
Die Schleiflamellen 3 sind beispielsweise aus einem Baumwoll- oder Polyestertextilstoff gebildet, auf den mittels einer Klebschicht Schleifkörner aufgebracht sind. Beispielsweise sind solche Lamellen 3 aus abrasivem Tuch gebildet. Indessen können diese Lamellen auch aus einem Papier, einem Polyester oder einer Mischunterlage, etwa aus Polyesterbaumwolle, gebildet sein, auf die Schleifkörner aufgebracht sind.
Die komprimierbaren Lamellen 4 bestehen hauptsächlich aus Fasern 10. Insbesondere sind diese komprimierbaren Lamellen 4 aus synthetischen Vliesfasern 10 gebildet, die mit einem Kunstharz verbunden sind und deshalb eine dreidimensionale, offene Faserstruktur besitzen. Diese Faserstruktur wird auf eine Vliesbasis 11 geklebt oder auf eine andere Weise auf dieser verankert.
Ferner sind über dieses Kunstharz Schleifkörner 9 auf den Fasern 10 aufgebracht. Um sicherzustellen, dass bei der Verwendung der Verbundscheibe 1 die Fasern 10 unabhängig von der beim Schleifen erzeugten Hitze aneinander haften, wird vorzugsweise ein hitzehärtbares Kunstharz als Kunstharz verwendet. Die synthetischen Fasern 10 sind beispielsweise aus Polyamidgarnen mit einem Durchmesser zwischen 0,75 und 0,85 mm gebildet.
Diese komprimierbaren Lamellen 4 bilden folglich eine offene dreidimensionale Struktur aus, die elastisch verformbar ist. Die Fasern 10 verlaufen in dieser Struktur auf beinahe ungeordnete Art und Weise. 3 stellt einen Querschnitt durch eine solche komprimierbare Lamelle 4 dar.
Da die Lamellen 3 und 4 einander überlappen, wird jede Schleiflamelle 3 zumindest teilweise von einer komprimierbaren Lamelle 4 getragen. Wenn die Verbundscheibe 1 in Kontakt mit der Oberfläche eines zu bearbeitenden Werkstücks kommt, wird ein praktisch homogener Druck auf die Druckfläche zwischen dem Werkstück und der Verbundscheibe 1 ausgeübt, wie bereits oben erwähnt.
Um zu gewährleisten, dass zwischen der Oberfläche des Werkstücks und der Verbundscheibe 1 ein relativ sanfter Kontakt entsteht, entspricht die Dicke der komprimierbaren Lamellen 4 vorzugsweise mindestens gleich drei Mal der Dicke der Schleiflamellen 3.
Gemäß einem interessanten Ausführungsbeispiel des Schleifelements nach der Erfindung ist die Dicke der Schleiflamellen 3 beinahe 0,5 mm bis 1 mm, während die Dicke der komprimierbaren Lamellen 4 beispielsweise in der Größenordnung von 3 bis 8 mm liegt. Jede Lamelle 3 und 4 bildet ein Rechteck mit einer kurzen Seite 6, deren Länge beinahe 20 mm beträgt, und einer langen Seite 7 mit etwa 30 mm. Die lange Seite 7 der Oberseite der Lamellen 3 und 4, oder mit anderen Worten deren freier Rand, erstreckt sich praktisch radial auf der Unterlage 2, wohingegen die kurze Seite 6 in einer Tangentialebene auf dem Außenumfang der Lamellen angeordnet ist.
Die Lamellen 3 und 4 überlappen einander in Richtung ihrer kurzen Seite 6 über eine Distanz, die praktisch gleich 2/3 bis 5/6 der Länge dieser kurzen Seite beträgt. Die Lamellen 3 und 4 überlappen einander vorzugsweise über eine Distanz von 3/4 der Länge der kurzen Seite 6.
Die Lamellen 3 und 4 sind mittels einer Klebstoffschicht 8 fest an der Unterlage 2 befestigt.
Die Verbundscheibe 1 gemäß der Erfindung ist besonders interessant, wenn sie dazu benützt wird, auf Metalloberflächen eine Oberflächenschicht zu entfernen.
4 stellt schematisch ein Werkstück dar, das aus zwei Rohren 12 und 13 besteht, die aus Edelstahl gefertigt sind, einen Durchmesser von 40 mm aufweisen und in einem rechten Winkel verschweißt sind. Die ausgebildete Schweißnaht 14 verläuft in einem Winkel von 45° mit Bezug zur Achse der Rohre 12 und 13.
Gemäß dem Stand der Technik wird eine derartige Schweißnaht 14 des Werkstücks, nachdem sie mit einem herkömmlichen aggressiven Schleifwerkzeug, wie etwa einer Faserscheibe, einer Lamellenschleifscheibe, einer Abgratscheibe usw., geschliffen wurde, mit einer herkömmlichen Polierscheibe geglättet, die hauptsächlich eine dreidimensionale, offene Faserstruktur aufweist, in die Schleifkörner eingebracht sind.
In einigen Fällen ist es möglich, das Werkstück mit ein und derselben Polierscheibe in einem einzigen Arbeitsschritt zu schleifen und zu polieren. In diesem Fall ist die Polierscheibe nach Glättung der Oberfläche von fünf Werkstücken vollkommen verschlissen. Wenn der gleiche Poliervorgang mit Hilfe der Verbundscheibe 1 gemäß der Erfindung durchgeführt wird, stellt sich heraus, dass ein und dieselbe Scheibe sechzehn solcher Werkstücke bearbeiten kann, bevor sie verschlissen ist.
Zudem hat sich herausgestellt, dass zum Glätten von 25 Schweißverbindungen mittels der herkömmlichen Polierscheibe eine Arbeitszeit von 41 Minuten und 36 Sekunden erforderlich war. Wenn 25 identische Schweißverbindungen mit Hilfe der Verbundscheibe der Erfindung geglättet werden, sind nur 23 Minuten und 52 Sekunden erforderlich.
Auf Basis dieser Tests wurde somit festgestellt, dass mit der Verbundscheibe gemäß der Erfindung zweimal so schnell gearbeitet werden kann als mit einer herkömmlichen Polierscheibe. Ferner stellte sich heraus, dass das Nutzleben der Verbundscheibe gemäß der Erfindung mehr als dreimal länger ist als jenes einer herkömmlichen Polierscheibe.
Die Schleiflamellen und die komprimierbaren Lamellen können alle Arten von Schleifkörnern enthalten, wie beispielsweise keramische Schleifkörner oder Aluminiumoxidschleifkörner, Zirkoniumoxidkörner, Siliciumcarbid oder ein Agglomerat dieser Körner. Sehr gute Ergebnisse wurden mit sogenannten strukturierten Schleifkörnern erzielt, die beispielsweise im Europäischen Patent EP 1 011 924 beschrieben sind und die beispielsweise nach einem regelmäßigen Muster und mit einer spezifischen Ausrichtung der Lamellen des Schleifelements ausgeführt sind. Solche strukturierte Körner sind beispielsweise aus herkömmlichen Schleifkörnern gebildet, deren Oberfläche mit sogenannten Funktionspulvern beschichtet ist, beispielsweise mit sehr feinen Schleifkörnern, antistatischen Zusätzen, Schmiermitteln usw.
Ferner können die Schleiflamellen 3 und/oder die komprimierbaren Lamellen 4 aus mehreren Lamellen desselben Typs zusammengesetzt sein. Es ist somit auch möglich, dass das Schleifelement eine Abfolge einander überlappender Lamellengruppen enthält, wobei diese Gruppen abwechselnd aus mindestens einer Schleiflamelle 3 und mindestens einer komprimierbaren Lamelle 4 gebildet sind. Jede Gruppe aus Schleiflamellen 3 liegt dabei auf einer Gruppe komprimierbarer Lamellen 4 auf. Dies bedeutet unter anderem, dass eine Gruppe Schleiflamellen, die beispielsweise zwei oder mehr Schleiflamellen 3 enthält, auf nur einer komprimierbaren Lamelle 4 aufliegen kann, oder dass beispielsweise jede Schleiflamelle 3 auf einer Gruppe komprimierbarer Lamellen 4 aufliegen kann. Die Lamellen jeder Lamellengruppe sind vorzugsweise einander überlappend angeordnet.
In einem anderen Ausführungsbeispiel des Schleifelements gemäß der vorliegenden Erfindung müssen die Lamellen 3 und 4 nicht unbedingt auf einer scheibenartigen Unterlage befestigt sein, sondern können beispielsweise auch auf einem geschlossenen Riemen befestigt sein.
Das Schleifelement gemäß der Erfindung kann nicht nur auf das Polieren von Edelstahl-Schweißverbindungen angewendet werden, sondern auch dazu verwendet werden, die Oberflächenrauheit jeder Art von Material allgemein zu verbessern, wie beispielsweise von Eisenlegierungen, eisenhaltigen und nicht-eisenhaltigen Legierungen, Stein, Kunststoffen, usw.

Claims

Schleifelement mit einer Abfolge einander überlappender Lamellen (3, 4), die Schleifkörner (9) enthalten, wobei diese Lamellen (3, 4) abwechselnd aus Schleiflamellen (3) und komprimierbaren Lamellen (4) gebildet sind, dadurch gekennzeichnet, dass jede Schleiflamelle (3) mit ihrem operativen Teil auf einer komprimierbaren Lamelle (4) aufliegt und von dieser komprimierbaren Lamelle (4) getragen wird.
Schleifelement nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die komprimierbaren Lamellen (4) Schleifkörner (9) enthalten.
Schleifelement nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Schleiflamelle (3) und/oder die komprimierbare Lamelle (4) eine Gruppe mehrerer Lamellen des betreffenden Typs ist.
Schleifelement nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die komprimierbaren Lamellen (4) elastisch komprimierbar sind.
Schleifelement nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die komprimierbaren Lamellen (4) eine offene Struktur haben.
Schleifelement nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die komprimierbaren Lamellen (4) Vliesfasern (10) enthalten, insbesondere synthetische Vliesfasern (10).
Schleifelement nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass auf den Fasern (10) Schleifkörner (9) vorgesehen sind.
Schleifelement nach Anspruch 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Fasern (10) mit einem Kunstharz verbunden sind und dadurch eine dreidimensionale, offene Faserstruktur bilden.
Schleifelement nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Schleifkörner (9) mittels des Kunstharzes an den Fasern (10) haften.
Schleifelement nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Schleiflamellen (3) aus abrasivem Tuch gebildet sind.
Schleifelement nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Dicke der komprimierbaren Lamellen (4) mindestens drei Mal der Dicke der Schleiflamellen (3) entspricht.
Schleifelement nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass die Lamellen (3, 4) auf einer runden, scheibenartigen Unterlage (2) befestigt sind, wobei die freien Ränder (7) dieser Lamellen (3, 4) sich beinahe radial erstrecken.
Schleifelement nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass jede Gruppe von Schleiflamellen (3) auf einer Gruppe komprimierbarer Lamellen (4) und dass eine Schleiflamelle (3) jeder Gruppe von Schleiflamellen (3) mit ihrem operativen Teil auf einer komprimierbaren Lamelle (4) aufliegt.
Schleifelement nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass die Lamellen jeder Lamellengruppe einander überlappen.
Schleifelement nach Anspruch 13 oder 14, dadurch gekennzeichnet, dass die Gruppe von Schleiflamellen (3) zwei Schleiflamellen (3) enthält und auf nur einer komprimierbaren Lamelle (4) aufliegt.