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Gebiet der Erfindung
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Die
vorliegende Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Abschleifen
eines Werkstücks,
wie etwa einer Lagerfläche.
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Allgemeiner Stand der Technik
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Es
ist üblich,
Schleifmittel zum Abschleifen von bestimmten Materialmengen von
der Außenfläche eines
Werkstücks
zum Bereitstellen einer gewünschten
Form und eines gewünschten
Oberflächenfinish
eines Werkstücks
zu benutzen. Im Kfz-Bereich beispielsweise müssen Nocken oder Lagerflächen von
Nockenwellen und Kurbelwellen für
Verbrennungsmotoren strengen Normen für Geometrie und Oberflächenfinish
entsprechen. Wenn eine Nockenwelle oder Kurbelwelle unsachgemäß dimensioniert
oder fertigbearbeitet ist, können
unerwünschte Abnutzungsmuster
die Folge sein.
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Eine
Art und Weise des Fertigbearbeitens der äußeren Umfangsfläche eines
Werkstücks,
wie etwa einer Lagerfläche,
ist, ein Gleitstück
mit einer glatten Druckseite bereitzustellen, an das ein Schleifblatt
oder Schleifband angeordnet ist. In einigen Fällen ist das Gleitstück mit Hongleitstückeinsätzen versehen,
wobei zur Druckseite des Gleitstücks
die glatte Oberfläche
der Hongleitstückeinsätze gehört. Das Werkstück, das
Gleitstück
oder beide werden derart verschoben, dass die Schleifseite des Bands
in Kontakt mit der Oberfläche
des Werkstücks
gebracht ist. Das Werkstück
wird dann zum Abschleifen der Werkstückoberfläche bezüglich des Gleitstücks gedreht. Das
Schleifband kann beispielsweise ein beschichtetes Schleifmittel,
ein Läppmittel
oder ein Vliesschleifmittel sein. Beispiele für Nockenwellen- und Kurbelwellen-Mikrofinishing
sind in der
US-Patentschrift Nr. 4,682,444 (Judge
et al.), die als der letzte Stand der Technik angesehen wird, und
US-Patentschrift Nr. 4,993,191 (Judge
et al.) beschrieben.
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Nach
einem bestimmten Benutzungsaufwand beginnt der Abschnitt des Schleifblatts
oder -bands, das das Werkstück
berührt,
abzubauen oder sich abzunutzen, was ein unregelmäßiges Finishing des Werkstücks bewirken
kann. Zum fortgesetzten Abschleifen von Werkstücken ist es daher üblich, das Schleifband
periodisch vorzurücken,
um eine neue Schleiffläche
für das
Werkstück
bereitzustellen. Das Vorrücken
des Schleifbands auf diese Art und Weise wird als „Indizieren" des Schleifbands
bezeichnet. Um ein bequemes Indizieren des Schleifmittels zu gestatten,
ist das Schleifblatt oder -band typischerweise nicht permanent an
der Druckfläche
befestigt oder anhaftend.
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Obwohl
das Schleifband zum Ermöglichen des
Indizierens typischerweise von der Druckseite lösbar ist, ist es von Bedeutung,
das Schleifband bezüglich
der Druckseite während
des Schleifprozesses in Position zu erhalten. Wenn das Schleifband verrutscht,
könnte
es nicht sachgemäß über der Druckseite
positioniert sein, wodurch bewirkt sein könnte, dass das Schleifband
reißt
oder bricht. Bei automatisierten Schleifprozessen kann eine Verlagerung
des Bands oder ein Bruch in dem Band mehrere Werkstücke beschädigen, bevor
die Verlagerung oder der Bruch entdeckt wird. Zudem muss der Herstellungsvorgang
eingestellt werden, wenn ein Schleifband bricht. Zudem können, wenn
das Schleifband derart verrutscht, dass es bezüglich der Druckseite erheblich
versetzt ist, Abschnitte der Druckseite während des Abschleifens für das Werkstück offenliegen.
In dieser Situation kann das Werkstück während des Abschleifvorgangs
eher die Druckseite als das Schleifband berühren, wodurch unsachgemäßes Finishing
des Werkstücks
bewirkt sein und sowohl das Werkstück als auch die Druckseite
beschädigt werden
kann.
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Obgleich
es mehrere Arten und Weisen zum Vermindern des Verrutschens von
Schleifband bezüglich
der Druckfläche
bei Finishing-Vorgängen gibt,
sind zusätzliche
Verbesserungen der lösbaren Ineingriffnahme
zwischen dem Schleifband und dem Gleitstück stets erwünscht.
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Kurzdarstellung der Erfindung
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Die
vorliegende Erfindung richtet sich an Gleitstücke zur Unterstützung eines
Schleifgegenstands während
Schleifanwendungen gemäß Anspruch
1. Die Erfindung richtet sich außerdem an ein Verfahren zur
Benutzung von besonderen Gleitstücken
für Abschleifanwendungen,
wie etwa Mikrofinishing-Anwendungen, gemäß Anspruch 10. Ferner richtet
sich die Erfindung an eine Vorrichtung zum Abschleifen eines Nockens
oder einer Lagerfläche einer
Nockenwelle oder Kurbelwelle gemäß Anspruch
9.
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In
einer beispielhaften Ausführungsform weist
das Reibungseingriffsmaterial Diamantschleifpartikel auf, die in
einer Nickelmatrix gehalten sind, welche auf einem flexiblen Maschensubstrat
gestützt ist.
Die Unterstützungsfläche des
Gleitstücks
kann flach, krummlinig, bogenförmig,
konvex oder konkav sein.
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In
einer Beispielsausführungsform
betrifft die Erfindung ein Gleitstück zur Unterstützung eines Schleifbands,
wobei das Band eine Schleifseite und eine gegenüberliegende Rückseite
aufweist. Das Gleitstück
weist eine Unterstützungsfläche auf,
die ein Reibungseingriffsmaterial zur reibungsschlüssigen Ineingriffnahme
der Rückseite
des Schleifbands aufweist. Dieses Reibungseingriffsmaterial weist
ein flexibles Substrat und mehrere individuelle, diskrete Reibungseingriffsbereiche
auf, die auf dem Substrat vorhanden sind, wobei jeder Eingriffsbereich
mehrere Schleifpartikel und Bindemittel aufweist, wobei mindestens
einige der Schleifpartikel über
eine Außenfläche des
Bindemittels hinaus vorstehen. Wenn die Rückseite des Schleifbands die
Reibungseingriffsfläche
des Gleitstücks
berührt,
schwächen
die mehreren Partikel eine relative Bewegung zwischen dem Schleifband
und dem Gleitstück
in Reaktion auf Scherkräfte
ab, die während
des Abschleifens herbeigeführt
sind.
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In
einer beispielhaften Version dieser Ausführungsform sind die Schleifpartikel
Diamant oder kubisches Bornitrid, und das Bindemittel ist Nickel.
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In
einer anderen Beispielsausführungsform ist
ein Verfahren zum Abschleifen einer Lagerfläche offenbart, wobei das Verfahren
das Bereitstellen eines Schleifbands mit einer Schleifseite und
einer gegenüberliegenden
Rückseite,
das Bereitstellen eines Gleitstücks
zur Unterstützung
des Schleifbands daran und zum Pressen des Schleifbands an die Lagerfläche und
das Drehen der Lagerfläche
und des Gleitstücks
relativ zueinander aufweist, wobei die Schleifseite während der
relativen Drehung zwischen der Lagerfläche und dem Gleitstück Material
von einer Oberfläche
der Lagerfläche
abschleift. Das Gleitstück
weist eine Unterstützungsfläche mit
einem Reibungseingriffsmaterial zur reibungsschlüssigen Ineingriffnahme der
Rückseite
des Schleifbands auf, und dieses Reibungseingriffsmaterial weist
ein flexibles Substrat und mehrere individuelle, diskrete Reibungseingriffsbereiche
auf, die auf dem Substrat vorhanden sind, wobei jeder Eingriffsbereich
mehrere Schleifpartikel und Bindemittel aufweist, wobei mindestens
einige der Schleifpartikel über
eine Außenfläche des
Bindemittels hinaus vorstehen. Während des
Abschleifens ist ein erster Reibungskoeffizient zwischen der Rückseite
des Schleifbands und der Reibungseingriffsfläche herbeigeführt, und
ein zweiter Reibungskoeffizient ist zwischen der Schleifseite und
der äußeren Umfangsfläche der
Lagerfläche während der
relativen Drehung zwischen der Lagerfläche und dem Gleitstück herbeigeführt, wobei
der erste Reibungskoeffizient größer als
der zweite Reibungskoeffizient ist.
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In
wiederum einer anderen, besonderen Ausführungsform dieser Erfindung
ist eine Vorrichtung zum Abschleifen einer Lagerfläche offenbart. Diese
Vorrichtung weist ein Schleifband mit einer Schleifseite und einer
gegenüberliegenden
Rückseite,
ein Gleitstück
zur Unterstützung
des Schleifbands daran und zum Pressen des Schleifbands an die Lagerfläche und
Mittel zum Drehen der Lagerfläche
und des Gleitstücks
relativ zueinander auf, wobei die Schleifseite während der relativen Drehung
zwischen der Lagerfläche
und dem Gleitstück
Material von der äußeren Umfangsfläche der
Lagerfläche
abschleift. Das Gleitstück
weist ein Reibungseingriffsmaterial zur reibungsschlüssigen Ineingriffnahme
der Rückseite
des Schleifbands auf. Dieses Reibungseingriffsmaterial weist ein
flexibles Substrat und mehrere individuelle, diskrete Reibungseingriffsbereiche
auf, die auf dem Substrat vorhanden sind, wobei jeder Eingriffsbereich
mehrere Schleifpartikel und Bindemittel aufweist, wobei mindestens
einige der Schleifpartikel über
eine Außenfläche des
Bindemittels hinaus vorstehen.
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Kurze Beschreibung der Zeichnungen
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1 ist
eine Perspektivansicht einer ersten Ausführungsform eines Paars Gleitstücke gemäß der vorliegenden
Offenbarung;
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2 ist
eine Endansicht der Gleitstücke von 1;
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3 ist
eine Seitenansicht eines Paars Gleitstücke gemäß der vorliegenden Offenbarung, die
in Bezug zu einer Lagerfläche
positioniert sind, welche abgeschliffen werden soll, wobei jedes
Gleitstück
ein Schleifband unterstützt;
und
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4 ist
eine Perspektivansicht eines beispielhaften Reibungseingriffsmaterials
für eine
Unterstützungsfläche der
Gleitstücke
von 1 bis 3.
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DETAILLIERTE BESCHREIBUNG
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Die
vorliegende Erfindung betrifft im Allgemeinen eine Vorrichtung zum
Abschleifen eines Werkstücks,
wie etwa einer Lagerfläche.
Insbesondere weist die Vorrichtung ein Gleitstück zur Unterstützung eines
Schleifbands auf, wobei das Gleitstück ein Reibungseingriffsmaterial
auf der Druckseite zur reibungsschlüssigen Ineingriffnahme des Schleifbands
aufweist. Der Reibungseingriff zwischen dem Reibungseingriffsmaterial
des Gleitstücks und
des Schleifbands schwächt
eine relative Verschiebung des Schleifbands beim Abschleifen des Werkstücks ab.
Obgleich das Werkstück
typischerweise bezüglich
des ortsfesten Gleitstücks
gedreht wird, könnte
das Werkstück
ortsfest gehalten sein und der Schuh gedreht werden, oder die zwei
Komponenten könnten
gleichzeitig in entgegengesetzte Richtungen gedreht werden. Die
vorliegende Erfindung ist daher so zu verstehen, dass sie allgemeine Nützlichkeit
beim Drehschleifen im Allgemeinen aufweist, jedoch außerdem beim
Abschleifen nutzbar ist, bei dem plane Bewegung vorliegt.
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Unter
Bezugnahme auf 1 und 2 ist eine
erste Ausführungsform
von Gleitstücken 10 als erstes
Gleitstück 14 und
zweites Gleitstück 16 dargestellt.
Die Gleitstücke 10 werden
bei Prozessen zum Abschleifen von Material von Oberflächen eines Werkstücks benutzt,
wie etwa Nockenwellen und Kurbelwellen. Zu derartigen Oberflächen gehören beispielsweise
Lagerflächen,
Nocken und Zapfen. Jedes Gleitstück 14, 16 weist
eine Unterstützungsfläche 20 auf,
genauer Unterstützungsfläche 24 bzw. 26.
Die Unterstützungsflächen 20 passen
mit dem gewünschten
Profil des Werkstücks
zusammen, das abgeschliffen wird. In der dargestellten Ausführungsform
von 1 und 2 sind die Unterstützungsflächen 24, 26 jeweils
plan, zum Zusammenpassen mit dem Werkstück, das abgeschliffen werden
soll, gestaltet. Derartige Gleitstücke 14, 16 werden
häufig
als „Lagerflächengleitstücke" bezeichnet.
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3 stellt
die Gleitstücke 10 im
Gebrauch an einem Werkstück
dar. Genauer gesagt sind die Gleitstücke 14, 16 in
Bezug zu einem Werkstück 50 positioniert
gezeigt. In der bestimmten dargestellten Ausführungsform ist das Werkstück 50 eine
Kurbelwelle. Die Gleitstücke 14, 16 sind
derart positioniert, dass die Unterstützungsflächen 24, 26 ein
Schleifband 33 (welches über ein System zum Aufwickeln 34/Abwickeln 32 zugeführt wird,
dessen Details kein Bestandteil der vorliegenden Erfindung bilden
und daher nicht gezeigt sind) an die Innenflächen 51, 52 des
Werkstücks 50 stützen.
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Wie
vorstehend beschrieben, weisen die Gleitstücke 10 Unterstützungsflächen 20 auf,
die ein Schleifband unterstützen
und der Oberfläche
des Werkstücks,
das abgeschliffen werden soll, im Allgemeinen entsprechen. Beispielsweise
sind in 3 die im Allgemeinen flachen
Abschnitte 51, 52 des Werkstücks 50 zur Drehung
bezüglich
der Gleitstücke 14, 16 geeignet,
die flache Unterstützungsflächen 24, 26 aufweisen. 4 stellt
ein Reibungseingriffsmaterial dar, das mit dem Bezugszeichen 80 angegeben
ist. Das Material 80 weist ein flexibles Substrat 82 auf,
das diskrete, individuelle Reibungsbereiche 84 unterstützt. Diese
Bereiche 84 weisen Schleifpartikel 86 auf, die
durch ein Bindemittel 88 an dem Substrat 82 gehalten
sind.
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Das
Substrat 82 kann jegliches Material sein, das flexibel
ist. Typischerweise ist ein flexibles Substrat 82 imstande,
an ein bogenförmiges
Objekt angepasst zu sein, ohne dem Substrat unangemessene Beanspruchung
mitzuteilen. Zu Beispielen für
typische flexible Substrate 82 gehören Papier, Polymerfolie, Vulkanfiber
und Fasermaterialien, wie etwa gewebte oder nichtgewebte Materialien,
Gitterstoffe und Netze, behandelte Versionen davon und Kombinationen
davon. Geeignete Materialien können
Polyester, Polypropylen, Baumwolle, Nylon, Polyamide, Polyaramide
und dergleichen aufweisen. Zudem ist bevorzugt, dass das Substrat 82 porös oder anderweitig „offen" ist, beispielsweise
wie ein gewebter Gitterstoff. Die Stärke des flexiblen Substrats 82 beträgt im Allgemeinen
ungefähr
5 bis 1000 Mikrometer, vorzugsweise ungefähr 25 bis 250 Mikrometer. Wahlweise
ist eine zusätzliche
flexible Unterstützung 90 unter dem
Substrat 82 vorgesehen.
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Die
Stärke
des Reibungsmaterials (d. h. Flex-Diamond-Material oder andere Schleifmittel), das
an den Gleitstücken
haftet, hat einen überaus
erheblichen Anteil beim Polieren oder Dimensionieren des abgeschliffenen
Bereichs. Beispielsweise sieht ein stärker hinterlegtes Produkt (d.
h. Stoff oder Polyester) Verdichtbarkeit in der Hinterlegung vor,
die Verbesserungen im Oberflächenfinish
ermöglicht.
Im Wesentlichen ist das Finish umso feiner, je weicher die Hinterlegung
ist, die die Mikrofinishing-Folie unterstützt. Je dünner die Hinterlegung auf dem
Reibungsmaterial wird (d. h. Polyesterfolie), desto weniger ist
sie verdichtbar und desto größere Fähigkeit weist
sie auf, geometrische Verbesserungen zu erzeugen. Anders als bei
einem plattierten Diamantgleitstück,
das in erster Linie zum Herstellen geometrischer Verbesserungen
in Gebrauch ist, nutzt diese Gleitstückgestaltung Reibungsmaterial
verschiedener Stärke,
wodurch es ihm ermöglicht
ist, Geometrie zu erzeugen oder bestehender Geometrie zu folgen. Der
Schlüssel
beim Bestimmen, welche Hinterlegung zu benutzen ist, hängt von
den Kriterien der Anwendung ab, bei der die Gleitstücke benutzt
werden.
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Auf
der Vorderseite des Substrats 82 sind mehrere diskrete,
individuelle Reibungsbereiche 84 gebunden. Die diskreten,
individuellen Reibungsbereiche 84 sind individuelle Einheiten
und voneinander beabstandet. Es liegt kein fortlaufender Reibungsbereich 84 vor.
Die individuellen Reibungsbereiche 84 stellen ein flexibles
Material 80 bereit, das an die Unterstützungsfläche 20 angepasst sein
kann.
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Die
Höhe der
diskreten, individuellen Reibungsbereiche 84 beträgt typischerweise
ungefähr 25
bis 800 Mikrometer, vorzugsweise ungefähr 20 bis 450 Mikrometer, von
der Oberfläche
des Substrats 82. Der Durchmesser der diskreten, individuellen Reibungsbereiche 84 beträgt typischerweise
ungefähr
0,1 bis 5 mm, vorzugsweise ungefähr
0,2 bis 3 mm und besonders bevorzugt ungefähr 0,25 bis 2 mm. Etwa ungefähr 15 bis
90%, vorzugsweise ungefähr
15 bis 50%, des Oberflächenbereichs
des Substrats 82 enthält
diskrete, individuelle Reibungsbereiche 84. Die diskreten,
individuellen Reibungsbereiche 84 können eine willkürliche Form
oder Ausbildung aufweisen. Umgekehrt können die diskreten, individuellen
Reibungsbereiche 84 eine geometrische Form wie etwa ein
Kreis, Dreieck, Quadrat, Rechteck, Raute usw. aufweisen. Zudem können die
diskreten, individuellen Reibungsbereiche 84 in einem festgelegten
Muster auf der Hinterlegung angeordnet sein.
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Zu
geeigneten Beispielen von Schleifpartikeln 86 für das Reibungseingriffsmaterial
gehören
Diamant, kubisches Bornitrid, Elektrokorund, wärmebehandeltes Aluminiumoxid,
keramisches Aluminiumoxid, Aluminiumoxid-Zirkondioxid, Siliziumkarbid,
Granat, Wolframkarbid, Borkarbid, Titankarbid, Zerdioxid, Eisenoxid,
Siliziumdioxid und Siliziumnitrid. Die Partikelgröße der Schleifpartikel 86 beträgt ungefähr 0,1 bis
1000 Mikrometer, vorzugsweise ungefähr 1 bis 100 Mikrometer. Die
Form von jedem der Schleifpartikel 86 kann willkürlich sein,
oder sie kann eine festgelegte Form sein. Die Wahl der Korngröße kann je
nach den Erfordernissen der jeweiligen Benutzungsbedingungen variieren.
Individuelle Reibungsbereiche 84 können eine Kombination von zwei
oder mehr verschiedenen Schleifpartikeln 86 aufweisen. Die
individuellen Reibungsbereiche 84 können außerdem Streckmittelpartikel
aufweisen, wie etwa Graustein, Marmor oder Gips. Zudem kann bei
bestimmten Anwendungen eine Beschichtung auf den Partikeln 86 zum
Verbessern der Haftung an dem Bindemittel 88 vorhanden
sein.
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Der
Zweck des Bindemittels 88 ist das Befestigen der Schleifpartikel 86 ab
dem Substrat 82. Es ist bevorzugt, dass ein Abschnitt der
Schleifpartikel 86 von der Oberfläche des Bindemittels 88 und
darüber hinaus
vorsteht. Das Bindemittel 88 kann ein organisches Bindemittel
oder ein anorganisches Bindemittel sein. Zu Beispielen für organische
Bindemittel gehören
Phenolharze, Harnstoff-Formaldehyd-Harze, Acrylatharze, Epoxidharze, Melaminharz,
Aminoplastharze, Isocyanatharze, Urethanharze, Polyesterharze und
Kombinationen davon. Zu Beispielen für anorganische Harze gehören Metalle,
Silikate und Siliziumdioxid. Das bevorzugte Bindemittel 88 ist
ein Metallbindemittel, und zu Beispielen dafür gehören Zinn, Bronze, Nickel, Silber,
Eisen, Legierungen davon und Kombinationen davon.
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Es
ist besonders bevorzugt, dass das Bindemittel 88 durch
Galvanisieren auf das Substrat 82 aufgebracht wird. Die
Schleifpartikel 86 werden simultan während des Galvanisierens aufgebracht.
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In
einer bevorzugten Ausführungsform
des Materials 80 ist das flexible Substrat 82 ein
poröses, gewebtes
Maschenmaterial, wie etwa gewebtes Polyestermaterial, die flexible
Unterstützung 90 Papier oder
Folie, die Schleifpartikel 86 Diamant oder kubisches Bornitrid
und das Bindemittel 88 Nickel. Vorzugsweise durchdringt
mindestens ein Abschnitt des Bindemittels 88 das Substrat 82,
um eine erhöhte Bindung
zwischen individuellen Reibungsbereichen 84 und Substrat 82 auszubilden.
Derartiges Material 80 ist bei 3M Company unter dem Handelsnamen „Flex Diamond"-Schleifartikel handelsüblich und
mit verschiedenen Größen der
Diamantschleifpartikel (z. B. 20 Mikrometer, 40 Mikrometer, 74 Mikrometer,
100 Mikrometer und 120 Mikrometer) erhältlich.
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In
dieser beispielhaften Ausführungsform des
Materials 80 ist das Nickelbindemittel 88 auf
das Substrat 82 galvanisiert. Während des Galvanisierens wird
das flexible Substrat 82 über einer elektrisch leitfähigen Metalltrommel
angeordnet und das Nickelbindemittel 88 durch den Gitterstoff
galvanisiert. Es liegt in der Natur dieses Prozesses, dass ein Abschnitt
des Nickels auf der Rückseite
des Substrats 82 ist und der Rest des Nickels auf der Vorderseite
des Substrats 82 als das Bindemittel 88 vorhanden
ist.
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Ein
beispielhafter Prozess zum Herstellen des Materials
80 ist
in der
US-Patentschrift Nr. 4,256,467 (Gorsuch)
beschrieben, die hierin durch Bezugnahme aufgenommen ist. Ein weiterer
Prozess zum Herstellen des Materials
80 ist in der
US-Patentschrift Nr. 5,318,604 (Gorsuch
et al.) beschrieben, die ebenfalls hierin durch Bezugnahme aufgenommen ist.
Zusätzliche
Verfahren zum Herstellen eines beispielhaften Reibungseingriffsmaterials,
wie etwa das Material
80 von
5,
lehren die
US-Patentschrift Nr.
4,047,902 (Wiand) und die
US-Patentschrift
Nr. 4,863,573 (Moore et al.), die jede hierin durch Bezugnahme
aufgenommen ist.
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Wie
oben beschrieben weist das Gleitstück 10 eine Unterstützungsfläche 20 auf,
an der ein Reibungseingriffsmaterial angebracht ist. Das Reibungseingriffsmaterial
ist vorzugsweise durch bekannte Anbringungsverfahren, wie etwa Anhaften
mit einem Epoxidharz und dergleichen, an der Unterstützungsfläche 20 angebracht.
Eine Grundierung kann zum Verbessern der Bindung benutzt sein.
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Es
ist nicht beabsichtigt, dass der Begriff „Band", wie er im Verlauf dieser Beschreibung
das Schleifmittel betreffend benutzt ist, die relative Größe oder
den relativen Bau des Schleifelements einzuschränkt, das in Verbindung mit
den Gleitstücken
der vorliegenden Erfindung benutzt ist. Typischerweise ist das Schleifband
ein schmaler Streifen Schleifmaterial, wobei die Länge des
Materials erheblich größer als
die Breite ist. Das Band wird der Schleifvorrichtung typischerweise
durch eine Schleifbandzufuhrrolle zugeführt.
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In
einer beispielhaften Ausführungsform
ist das Schleifband ein beschichtetes Schleifmittel, wie im Fachgebiet
bekannt, das mehrere Schleifpartikel aufweist, welche an dem Substrat
angebracht sind. Das Substrat kann beispielsweise eine Polymerfolie (einschließlich grundierte
Polymerfolie), Stoff, Papier, ein nichtgewebtes Material, Gummi
oder eine Kombination davon sein.
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Das
Schleifband weist ein Bindemittel auf, das über der Vorderseite des Substrats
aufgebracht ist. Die mehreren Schleifpartikel sind typischerweise in
dieses Bindemittel eingelassen. Zu Beispielen für typische Schleifartikelbindemittel
gehören
Phenolharze, Aminoplastharze mit seitenständigen, alpha, beta-ungesättigten
Carbonylgruppen, Urethanharze, Hautleim, Epoxidharze, Acrylatharze,
acrylierte Isocyanuratharze, Harnstoff-Formaldehyd-Harze, Isocyanuratharze,
acrylierte Urethanharze, acrylierte Epoxidharze und Mischungen davon.
Das Bindemittel kann Zusätze,
wie etwa Füllstoffe,
Fasern, Antistatika, Befeuchtungsmittel, Schmiermittel, feuerhemmende
Mittel, Netzmittel, Tenside, Pigmente, Farbstoffe, Weichmacher,
Suspensionsmittel und dergleichen, aufweisen.
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Ein
zweites Bindemittel, das gewöhnlich
als Schlichtebeschichtung bezeichnet wird, kann über den Schleifpartikeln aufgebracht
sein. Wenn eine Schlichtebeschichtung benutzt ist, wird das erste
Bindemittel gewöhnlich
als Herstellungsbeschichtung bezeichnet. Zu typischen Beispielen
für Schlichtebeschichtungsmaterialien
gehören
dieselben Materialien, die vorstehend für das erste Bindemittel beschrieben
sind. In einigen Ausführungsformen
kann ein drittes Bindemittel (nicht gezeigt), das gewöhnlich als
Superschlichtebeschichtung bezeichnet wird, über dem zweiten Bindemittel
aufgebracht sein. Eine Superschlichtebeschichtung wird typischerweise zum
Minimieren der Ladung des Schleifsubstrats benutzt. Die spezifischen
Materialien und Komponenten, die das Schleifband ausbilden, können zum
Vorsehen einer gewünschten
Schleifleistung ausgewählt sein.
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Die
Schleifpartikel weisen eine Größe von mindestens
0,01 Mikrometer und gewöhnlich
von nicht über
400 Mikrometer und vorzugsweise von ungefähr 1 bis 120 Mikrometer auf,
obgleich feinere oder gröbere
Partikel auf Wunsch für
die jeweilige Anwendung benutzt sein können. Die Schleifpartikel können beispielsweise
Aluminiumoxid (darunter Elektrokorund, keramisches, wärmebehandeltes oder
Weißaluminiumoxid),
Siliziumkarbid, Aluminiumoxid-Zirkondioxid, Diamant, Eisenoxid,
Siliziumdioxid, Zerdioxid, kubisches Bornitrid, Granat oder Kombinationen
davon aufweisen.
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Die
Schleifpartikel könnten
ein Schleifagglomerat sein, das aus einzelnen, aneinander gebundenen Schleifpartikeln
ausgebildet ist. Agglomerate weisen mehrere Schleifpartikel auf,
die durch ein Bindemittel zusammengehalten sind, wie etwa ein Harz-,
Glas-, Keramik- oder Metallbindemittel. Die Agglomerate sind vorzugsweise
ungefähr
1 Mikrometer bis 1500 Mikrometer groß und vorzugsweise ungefähr 60 bis
500 Mikrometer groß.
Die Agglomerate können
präzise
oder unregelmäßig geformt
sein. Zu Beispielen für
geformte Agglomerate gehören Würfel, vierseitige
Pyramiden oder Pyramidenstümpfe.
Beispiele für
Schleifagglomerate sind in
US-Patentschrift
Nr. 4,652,275 (Bloecher et al.),
US-Patentschrift Nr. 4,799,939 (Bloecher
et al.),
US-Patentschrift Nr. 4,541,842 ,
US-Patentschrift Nr. 5,549,962 (Holmes
et al.) und
US-Patentschrift
5,975,988 (Christenson) beschrieben.
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Ein
alternativer Bau des Schleifbands wird als beschichtetes Läppmittel
bezeichnet, das mehrere, über
ein Bindemittel verteilte Schleifpartikel aufweist, wobei das Bindemittel
außerdem
zum Binden des Schleifverbunds an der Hinterlegung dient. Ein Beispiel
einer Läppfolie
ist in der
US-Patentschrift Nr. 4,773,920 (Chasman
et al.) beschrieben.
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Ein
anderer alternativer Schleifbau ist ein strukturiertes Schleifmittel
mit dreidimensionalen, präzise
geformten Schleifverbünden,
die an eine Hinterlegung gebunden sind, wie er etwa in
US-Patentschrift
Nr. 5,152,917 (Pieper et al.) und
US-Patentschrift
Nr. 5,435,816 (Spurgeon et al.) beschrieben ist. Diese
präzise
geformten Schleifverbünde
können verschiedene
geometrische Formen aufweisen, wie etwa Pyramiden, Pyramidenstümpfe, Kegel,
Kugeln, Stäbe,
konische Stäbe
und dergleichen. Nicht präzise
geformte Schleifverbünde,
wie etwa in
US-Patentschrift Nr.
5,014,468 (Ravipati et al.) beschrieben, sind ebenfalls
geeignet.
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Das
Schleifband weist vorzugsweise eine rutschfeste Hinterlegungsschicht
auf der Rückseite des
Substrats auf, wobei die rutschfeste Beschichtung im Allgemeinen
anorganische Partikel aufweist, die in einem Polymerbindemittel
dispergiert sind. Ein Beispiel für
eine Hinterlegungsschicht ist eine Beschichtung aus Kalziumkarbonatpartikeln
in einem Haftmaterial, wie sie auf Mikrofinishing-Folienprodukten
372 und 382 Typ S verwendet ist. Ein anderes Beispiel für eine Hinterlegungsschicht
ist eine Beschichtung aus Quarzpartikeln in einem Haftmaterial, wie
sie auf den Mikrofinishing-Folienprodukten 373 und 383 Typ Q verwendet
ist. Es versteht sich, dass andere Partikel ebenfalls in der Hinterlegungsschicht benutzt
sein können,
Partikel wie etwa Ton, Metallspäne
(z. B. Bronze), Aluminiumoxid, Siliziumkarbid, Aluminiumoxid-Zirkondioxid, Diamant,
Eisenoxid, Mullit, Siliziumdioxid, Zerdioxid, kubisches Bornitrid, Granat
und Kombinationen davon.
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Während ein
Schleifband mit einer Beschichtung als Hinterlegungsschicht bevorzugt
ist, können andere
Bandgestaltungen mit der vorliegenden Erfindung benutzt werden.
Beispielsweise könnte
das Schleifband keine Trennbeschichtung oder jegliche andere Art
Beschichtung auf der Rückseite
30 aufweisen,
wie etwa die Greifbeschichtung, die in
US-Patentschrift Nr. 5,109,638 (Kime,
Jr.) beschrieben ist. Als weiteres Beispiel kann das Substrat ein elastischer
Schaum, wie etwa Urethan oder Acrylat, oder eine Polymerfolie sein,
die mit einem Polyester auf einer Seite und einem Polyolefin auf
der gegenüberliegenden
Seite koextrudiert ist.
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Die
Hinterlegungsschicht ist derart ausgewählt, dass die Reibung zwischen
dem Reibungseingriffsmaterial 80 auf dem Gleitstück 10 größer als
die Reibung ist, die zwischen der Schleiffläche des Schleifbands und dem
Werkstück
vorliegt, das abgeschliffen oder fertigbearbeitet wird. Anders gesagt
ist im Gebrauch während
der relativen Drehung zwischen dem Werkstück und dem Gleitstück ein erster Reibungskoeffizient
zwischen der Rückseite
des Schleifbands und dem Reibungseingriffsmaterial auf dem Gleitstück herbeigeführt und
ein zweiter Reibungskoeffizient zwischen der Schleiffläche und
der äußeren Umfangsfläche des
Werkstücks
herbeigeführt.
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Verschiedene
Modifikationen und Abänderungen
dieser Erfindung sind für
den Fachmann offensichtlich, ohne vom Anwendungsbereich der Ansprüche abzuweichen.