WO2022090229A1 - Method for producing a grinding disc device for a grinding tool, and grinding disc device - Google Patents

Method for producing a grinding disc device for a grinding tool, and grinding disc device Download PDF

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WO2022090229A1
WO2022090229A1 PCT/EP2021/079685 EP2021079685W WO2022090229A1 WO 2022090229 A1 WO2022090229 A1 WO 2022090229A1 EP 2021079685 W EP2021079685 W EP 2021079685W WO 2022090229 A1 WO2022090229 A1 WO 2022090229A1
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WO
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grinding
carrier plate
pad
grinding pad
friction welding
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Application number
PCT/EP2021/079685
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German (de)
French (fr)
Inventor
Josef Brandstetter
Original Assignee
Jobra Metall Gmbh
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    • B24D7/16—Bushings; Mountings

Definitions

  • Embodiments are also conceivable in which the carrying and supporting surface of the carrier plate extends over at least 90% or at least 95% or at least 97%, preferably at least 99% of the first side surface of the sanding pad, such that a small, peripheral edge section of the sanding pad protrudes at the edge beyond the carrier or support plate.
  • a thickness or material thickness of the grinding pad is smaller than a thickness or material thickness of the load-bearing, supporting portion of the backing plate.
  • the thickness of the sanding pad corresponds at most to half the thickness of the carrying, supporting section of the backing plate or at most about 25%-30% or at most 10%-20% of the thickness of the carrying, supporting section of the backing plate.
  • the present method entails further advantages in that it is easy to automate and extremely precise and has a high level of reproducibility and that it is suitable for carrier plates and grinding pads of the most varied types.
  • a wide range of material combinations are possible with the method, that is, different types of carrier plates can be used that differ in terms of their materials, since an extensive range of different materials can be used for the friction welding process according to the present method.
  • one is suitable for the friction welding process wide range of metals, metal alloys but also plastics, especially polymeric plastics, for example thermoplastic polymers (thermoplastics).
  • the grinding pad and the backing plate can be separated from one another again in the grinding wheel device produced according to the present method, in particular without leaving any residue, through the targeted action of temperature on the grinding wheel device, in particular by brief heat treatment.
  • the carrier plate can advantageously be fed to a suitable recycling process, preferably recycling for sorted materials. Due to the materially bonded connections in sections between the backing plate and the grinding pad, which is particularly limited to the area of the contact points or contact surfaces, a brief heat treatment is sufficient, for example, so that the separation of the grinding pad and the backing plate is advantageously possible with little energy expenditure.
  • the grinding wheel device produced according to the present method which is ultimately understood as a consumable item, in particular also as a mass-produced item, is therefore also more environmentally friendly and resource-saving.
  • the welding process can also be divided into the following phases.
  • a rubbing phase one workpiece, in particular the carrier plate, is set in motion and at the same time its carrying surface is pressed against the other workpiece, in particular against the connecting surface of the sanding pad, with the defined contact pressure.
  • the contact surfaces or contact surfaces heat up—due to the friction caused by the relative movement and the simultaneous pressure—so that material on the contact surfaces is heated and plasticized as a result of the heating.
  • the friction welding method for welding the grinding pad and the backing plate can be vibration welding, linear friction welding, orbital friction welding or rotary friction welding.
  • Ultrasonic welding which according to the general definition is divided or classified into the group of friction welds, can also be used according to the present invention for the materially bonded connection of the carrier plate to the grinding pad.
  • ultrasonic welding for example, the welding is achieved by high-frequency mechanical vibrations in the range of about 20 to 35 kHz, which cause molecular and boundary surface friction in the so-called joining zone, namely at the contact points between the connecting surface of the grinding pad and the supporting surface of the backing plate.
  • the high-frequency mechanical vibrations during ultrasonic welding are to be understood as relative movements between the workpieces, and a joining pressure to be applied during ultrasonic welding is understood as contact pressure.
  • the heat required for welding is generated by the molecular and boundary surface friction, which in turn plasticizes the material and ultimately causes the substance or material bond.
  • Ultrasonic welding can be used particularly preferably in the present method if, for example, the surfaces to be connected, namely the connecting surface of the grinding pad and the supporting surface of the carrier plate, are made of the same materials, for example also due to corresponding coatings.
  • the carrier plate is moved linearly relative to the grinding pad.
  • This linear movement can also be referred to as vibration or linear oscillation.
  • the linear movement is carried out with a specific frequency and with a predetermined, defined or adjustable movement amplitude or amplitude.
  • the speed is selected in each case as a function of the material used to manufacture the carrier plate and as a function of a diameter of the carrier plate. In this case, for example, it applies that at a higher plasticizing temperature of the respective material of the carrier plate, the rotational movement is also carried out at higher speeds. Likewise, for example, the rotational speed is chosen to be higher in the case of carrier plates with a smaller diameter than in the case of carrier plates with a larger diameter.
  • the carrier plate can consist of a thermoplastic terpolymer.
  • the carrier plate can consist of a reinforced, in particular glass fiber reinforced, thermoplastic material.
  • support plates can be used in the present method, which optionally and preferably have stiffening structures on an upper side opposite the support surface, which can be in the form of annular ribs, for example.
  • stiffening structures on an upper side opposite the support surface, which can be in the form of annular ribs, for example.
  • structures can be provided in the carrier plate used, which ultimately lead to an improvement in the elasticity of the grinding wheel device produced, in particular to an improvement in elasticity during use during grinding.
  • Such structures can be designed, for example, in the form of annular grooves.
  • Such projections in the profiled bearing surface of the carrier plate can be, for example, nub-like, web-like, spring-like or rib-like projections or elevations.
  • the projections can be formed, for example, as truncated pyramid-shaped or truncated cone-shaped projections or as annular ribs or spiral ribs or as protruding spiral-shaped projections or elevations.
  • the projections are preferably distributed over the connecting surface of the carrier plate, namely over the entire surface of the connecting surface, preferably evenly distributed. In particular, this ensures that the contact surfaces for the material connection with the sanding pad and, as a result, also the points of the material connection with the sanding pad are distributed across the entire area of the connection surface, so that the connection is particularly secure and strong.
  • the present grinding wheel device particularly advantageously has the highest grinding performance, since the connection of the grinding pad to the carrier plate is direct and direct and therefore exceptionally stable and firm.
  • the multiple connection points which are advantageously evenly distributed over the entire surface of the connection surface or the supporting surface, result in a fastening with a flat connection effect. This results in an overall harder grinding wheel assembly, particularly a stabilized grinding surface with greater hardness.
  • the grinding wheel device according to the invention can thus advantageously be operated in rotation in a grinding device while avoiding disruptive vibrations, namely particularly advantageously without vibrations. This has a particularly advantageous effect, since such grinding devices are operated at high speeds, for example in a range from 10,000 to 15,000 revolutions per minute, and the avoidance of vibrations at such high speeds leads to particularly safe and efficient operation.
  • Figures 4-6 show an alternative embodiment of the grinding wheel device according to the invention, again in top view, in a sectional view and in a perspective view;
  • the grinding wheel device 10 comprises an essentially circular carrier plate 12 which is fitted with an abrasive grinding pad 14 in such a way that the grinding pad 14 and the carrier plate 12 are directly and immediately connected to one another without an intermediate layer. That side of the grinding wheel device 10 on which the abrasive grinding pad 14 is arranged represents an underside U of the grinding wheel device 10 , which is opposite an upper side O defined by the carrier plate 12 .
  • An exemplary embodiment is shown in Figure 23 in a plan view of the upper side O of the grinding wheel device 10, which comprises the carrier plate 12 and the grinding pad 14 welded directly thereto, with the carrier plate 12 in the example in Figure 23 optionally being equipped with a hub part 18.
  • the method according to the invention is carried out in a controlled and/or regulated manner, with the movement frequency, in particular the rotational speed, being able to be set in a controlled manner by means of a suitable controller, depending on the material of the workpieces, in particular the carrier plate 12. Furthermore, the movement frequency, in particular the rotational speed and the contact pressure in mutual dependence on one another, in particular regulated or controlled, so that, for example, overheating can be avoided. Additionally or alternatively, the movement or rotation and/or stopping, namely braking, for example, can be controlled or regulated as a function of time, temperature or depending on a detected incipient plasticization of the material of the support surface 12a by means of a suitable controller. This can be done, for example, based on time measurements or measurements of the temperature, hardness or viscosity of the material on the support surface 12a or measurement of the frictional force.
  • cooling air slots 24 are designed in accordance with the teaching known from DE 10 2016 102 037 B4 and are not explained again here.
  • FIGS. 4 to 6 show a variant in which, unlike in the example in FIGS.
  • the central opening in the grinding pad 14 in the area of the hub part 18 is larger than in the example in Figures 1 to 3, so that the surface area of the annular, continuous connecting surface Fv and grinding surface Fs in the total area of the underside U of the grinding wheel device 10 is less than in the example of Figures 1 to 3.
  • Figures 13 to 15 show a modified embodiment with a carrier plate 12 designed similarly to the example in Figures 4 to 6, whereby here, as in the example in Figures 10 to 12, the sanding pad 14 consists of sanding flaps 26 arranged in a fan shape, with which the Carrier plate 12 is welded in sections.
  • FIG. 22 A to D different embodiment variants of support plates 12 are shown, in which the support surface 12a is formed profiled and the support plates 12 are equipped with projections 15 for this purpose.
  • the projections 15 in the profiled support surface 12a of the support plate 12 provide respective contact surfaces 13 for the integral connection with the grinding pad 14 .
  • the contact surfaces 13 preferably run in a projection plane E2, which is oriented, for example, essentially parallel to a base plane El of the supporting surface 12a. It goes without saying that in embodiment variants in which the carrier plate 12 is cambered and the supporting surface 12a is therefore slightly curved, the contact surfaces 13 are also arranged in a curved surface corresponding to the shape of the supporting surface 12a.

Abstract

The invention relates to a method for producing a grinding disc device (10) for a grinding tool. According to the method, a grinding support (14) with an abrasive grinding surface (Fs) and a connection surface (Fv) opposite the grinding surface (Fs) is first provided. Additionally, a support disc (12) with a support surface (12a) for receiving the grinding support (14) in a load-bearing manner is provided. The method is characterized in particular in that the grinding support (14) and the support disc (12) are connected together by means of friction welding, wherein for this purpose, the grinding support (14) and the support disc (12) are introduced into a friction welding device and are clamped therein such that the connection surface (Fv) of the grinding support (14) and the support surface (12a) of the support disc (12) face each other. In at least one first sub-step of the friction welding process, the connection surface (Fv) and the support surface (12a) are at least partly brought into contact with each other. In at least one second sub-step of the friction welding process, the clamped grinding support (14) and the clamped support disc (12) are moved relative to each other and are simultaneously pressed against each other with a specified pressing force, and the grinding support (14) and the support disc (12) are welded together by an at least partially bonded connection between the connection surface (Fv) and the support surface (12a).

Description

Verfahren zur Herstellung einer Schleifscheibenvorrichtung für ein Schleifgerät und Schleifscheibenvorrichtung Process for manufacturing a grinding wheel device for a grinder and grinding wheel device
Technisches Gebiet technical field
Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur Herstellung einer Schleifscheibenvorrichtung für ein Schleifgerät, insbesondere zur Herstellung einer Schleifscheibe mit Trägerteller, sowie auf eine Schleifscheibenvorrichtung für ein Schleifgerät, insbesondere Schleifscheibe mit Trägerteller. The invention relates to a method for producing a grinding wheel device for a grinding device, in particular for producing a grinding wheel with a backing plate, and to a grinding wheel device for a grinding device, in particular a grinding wheel with a backing plate.
Stand der Technik State of the art
Schleifscheibenvorrichtungen oder Schleifwerkzeuge sind aus dem Stand der Technik hinreichend bekannt. Beispielsweise können bei bekannten Schleifscheibenwerkzeugen Schleifborsten an einer im Wesentlichen plattenförmig ausgebildeten Kunststoffbasis angeformt oder Schleiffilamente in einer Kunststoffmatrix eingebettet sein. Eine derartige Schleifbürste, bei der Schleifborsten mit abrasiven Partikeln an einer Kunststoffbasis angeformt sind, ist beispielsweise in der US 6,179,887 Bl offenbart, wobei die Schleiffläche bei dieser Art von Schleifbürsten durch die freiendseitigen Borstenenden gebildet ist. Die DE 196 50 393 Al wiederum beschreibt ein Schleifwerkzeug, bei dem an einer Nabe ein Bündel von Schleif-Monofilamenten befestigt ist und die an der Nabe befestigten Schleif- Monofilamenten in einen Elastomerschaum eingebettet sind. Mit ihren der Nabe abgewandten Spitzen bilden die eingebetteten Schleif-Monofilamente eine ringförmige oder zylindrische Schleiffläche. Grinding wheel devices or grinding tools are well known from the prior art. For example, in the case of known grinding wheel tools, grinding bristles can be molded onto a plastic base that is designed essentially in the form of a plate, or grinding filaments can be embedded in a plastic matrix. A grinding brush of this type, in which grinding bristles with abrasive particles are molded onto a plastic base, is disclosed, for example, in US Pat. No. 6,179,887 B1, the grinding surface in this type of grinding brush being formed by the bristle ends on the free end. DE 196 50 393 A1 in turn describes a grinding tool in which a bundle of grinding monofilaments is attached to a hub and the grinding monofilaments attached to the hub are embedded in an elastomeric foam. With their tips facing away from the hub, the embedded abrasive monofilaments form an annular or cylindrical abrasive surface.
Aus der WO 2005/115716 Al ist ferner ein Schleifwerkzeug bekannt, das mittels eines Spritzgießverfahrens hergestellt ist. Zur Herstellung des Schleifwerkzeugs der WO 2005/115716 Al werden Partikel eines abrasiven Granulats bzw. eines abrasiven Agglomerats in eine Spritzgießform eingestreut und anschießend wird thermoplastisches Elastomermaterial in die Spritzgießform eingespritzt, so dass die Partikel des abrasiven Granulats in dem thermoplastischen Elastomermaterial eingebettet vorliegen. Nachteilig erbringen jedoch die genannten Schleifwerkzeuge, insbesondere für bestimmte Verwendungszwecke bzw. in bestimmten Anwendungsfällen, häufig nicht die gewünschte Schleifleistung. WO 2005/115716 A1 also discloses a grinding tool that is produced using an injection molding process. To produce the grinding tool of WO 2005/115716 A1, particles of an abrasive granulate or an abrasive agglomerate are sprinkled into an injection mold and then thermoplastic elastomer material is injected into the injection mold so that the particles of the abrasive granulate are embedded in the thermoplastic elastomer material. A disadvantage, however, is that the grinding tools mentioned often do not provide the desired grinding performance, in particular for specific purposes or in specific applications.
Aus dem Stand der Technik sind ferner Schleifscheibenvorrichtungen, nämlich Schleifscheiben mit Trägertellern bekannt, die in der Regel aus einem Trägerteller oder Stützteller bzw. einer Trägerplatte mit einer daran befestigten bzw. damit verbundenen abrasiven Schleifscheibe oder Schleifauflage bestehen. Eine derartige Schleifscheibe mit Trägerteller ist beispielsweise aus der DE 10 2016 102 037 B4 bekannt, bei der auf einem steifen Trägerteller aus Polyamid oder ABS eine abrasive Schleifauflage aufgebracht ist, welche aus fächerförmig angeordneten Schleiflamellen besteht. Also known from the prior art are grinding wheel devices, namely grinding wheels with backing plates, which generally consist of a backing plate or backing plate or a backing plate with an abrasive grinding wheel or grinding pad attached or connected thereto. Such a grinding wheel with a backing plate is known, for example, from DE 10 2016 102 037 B4, in which an abrasive grinding layer is applied to a stiff backing plate made of polyamide or ABS, which consists of grinding lamellae arranged in a fan shape.
Zur Befestigung der Schleifauflage auf der Trägerplatte dient beispielsweise ein Klebstoff, der eine dauerhafte Verbindung zwischen der Schleifauflage und der Trägerplatte gewährleisten muss. Ein solcher Klebstoff hat daher vielfache Bedingungen zu erfüllen, insbesondere eine uneingeschränkte Festigkeit auch im Dauerbetrieb und bei hohen Temperaturen. Ferner erfordert die Befestigung der Schleifauflage mittels des Klebers auf der Trägerplatte eine ausreichende Aushärtung, was die Herstellung erheblich verzögert. An adhesive, for example, is used to attach the sanding pad to the carrier plate, which must ensure a permanent connection between the sanding pad and the carrier plate. Such an adhesive therefore has to meet a number of conditions, in particular unrestricted strength even in continuous operation and at high temperatures. Furthermore, the attachment of the sanding pad to the backing plate by means of the adhesive requires sufficient curing, which considerably delays production.
Die Schleifscheibenvorrichtung stellen im Wesentlichen einen Verbrauchs- oder Verschleißartikel dar, der nach Abnutzung der abrasiven Schleiffläche entsorgt werden muss. Weiterhin nachteilig können die bekannten Schleifscheibenvorrichtungen, die durch Verkleben der Schleifauflage und der Trägerplatte mit Klebstoff hergestellt sind, einem möglichen Recycling nur schwer oder gar nicht zugeführt werden. The grinding wheel assemblies are essentially a consumable or consumable item that must be discarded after the abrasive grinding surface wears out. A further disadvantage is that the known grinding wheel devices, which are produced by gluing the grinding pad and the carrier plate with adhesive, can only be recycled with difficulty or not at all.
Trotz der aus dem Stand der Technik bekannten Lösungen besteht daher ein Bedarf an Verfahren zur schnellen und kostengünstigen Herstellung von Schleifscheibenvorrichtungen, die für unterschiedlichste Anwendungsarten geeignet sind und eine ausreichende Schleifleistung aufweisen. Despite the solutions known from the prior art, there is therefore a need for methods for the rapid and inexpensive production of grinding wheel devices that are suitable for a wide variety of types of application and have sufficient grinding performance.
Darstellung der Erfindung Presentation of the invention
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es daher, ein einfaches, schnelles und effizientes Verfahren zur Herstellung einer Schleifscheibenvorrichtung zur Verfügung zu stellen, mit dem auf insbesondere energiesparende und ressourcenschonende Weise eine Schleifscheibenvorrichtung hergestellt werden kann, die höchste Schleifleistung bringt und ferner auf vereinfachte und kostengünstige Weise recycelt werden kann. Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch das Verfahren gemäß unabhängigem Anspruch 1 gelöst. Eine Schleifscheibenvorrichtung ist ferner Gegenstand des Anspruches 14. Weitere vorteilhafte Aspekte, Details und Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus den abhängigen Ansprüchen, der Beschreibung sowie den Zeichnungen. The object of the present invention is therefore to provide a simple, quick and efficient method for producing a grinding wheel device to provide, with which a grinding wheel device can be produced in a particularly energy-saving and resource-saving manner, which brings the highest grinding performance and can also be recycled in a simplified and cost-effective manner. According to the invention, this object is achieved by the method according to independent claim 1 . A grinding wheel device is also the subject of claim 14. Further advantageous aspects, details and refinements of the invention result from the dependent claims, the description and the drawings.
Die vorliegende Erfindung stellt ein Verfahren zur Herstellung einer Schleifscheibenvorrichtung für ein Schleifgerät zur Verfügung. Bei dem Verfahren wird zunächst eine Schleifauflage mit einer abrasiven Schleiffläche und einer der Schleiffläche gegenüberliegenden Verbindungsfläche bereitgestellt. Ferner wird ein Trägerteller mit einer Tragefläche zur tragenden Aufnahme der Schleifauflage bereitgestellt. Gemäß einem wesentlichen Aspekt der Erfindung werden die Schleifauflage und der Trägerteller mittels Reibschweißen miteinander verbunden. Hierzu werden die Schleifauflage und der Trägerteller in eine Reibschweißvorrichtung eingebracht und dort eingespannt, so dass die Verbindungsfläche der Schleifauflage und die Tragefläche des Trägertellers einander zugewandt sind. In wenigstens einem ersten Teilschritt des Reibschweißens werden die Verbindungsfläche und die Tragefläche zumindest abschnittsweise in Kontakt gebracht. Die eingespannte Schleifauflage und der eingespannte Trägerteller werden in wenigstens einem zweiten Teilschritt des Reibschweißens relativ zueinander bewegt und gleichzeitig mit einer vorgegebenen Anpresskraft aneinander angepresst. Die Schleifauflage und der Trägerteller werden durch wenigstens abschnittsweise stoffschlüssige Verbindung der Verbindungsfläche und der Tragefläche miteinander verschweißt. Erfindungsgemäß wird als Schleifauflage eine dünne, flache Struktur verwendet und der Trägerteller ist durch einen Stützteller zum unterstützenden Tragen der Schleifauflage gebildet. Durch das Verschweißen der Verbindungsfläche und der Tragefläche wird eine stabilisierte Schleiffläche erzeugt. The present invention provides a method of manufacturing a grinding wheel assembly for a grinder. In the method, a grinding pad with an abrasive grinding surface and a connecting surface opposite the grinding surface is first provided. Also provided is a backing plate having a support surface for receiving the abrasive pad in a supporting manner. According to an essential aspect of the invention, the grinding pad and the backing plate are connected to one another by means of friction welding. For this purpose, the grinding pad and the carrier plate are placed in a friction welding device and clamped there, so that the connecting surface of the grinding pad and the supporting surface of the carrier plate face each other. In at least a first partial step of friction welding, the connecting surface and the supporting surface are brought into contact at least in sections. The clamped grinding pad and the clamped carrier plate are moved relative to each other in at least a second partial step of friction welding and are simultaneously pressed against one another with a predetermined contact pressure. The grinding pad and the carrier plate are welded to one another by means of a materially bonded connection of the connecting surface and the supporting surface at least in sections. According to the present invention, a thin, flat structure is used as the grinding pad, and the backing plate is constituted by a backing plate for supporting the grinding pad. A stabilized grinding surface is produced by welding the connecting surface and the supporting surface.
Mit dem vorliegenden Verfahren kann somit vorteilhaft eine Schleifscheibenvorrichtung hergestellt werden, bei der die Schleifauflage mit ihrer Verbindungsfläche - zumindest abschnittsweise - direkt und unmittelbar an der Tragefläche des Trägertellers befestigt, nämlich stoffschlüssig bzw. materialschlüssig mit dieser verbunden ist. Der zumindest abschnittsweise Materialschluss bzw. Stoffschluss wird durch den Reibschweißvorgang erzeugt, indem wenigstens an Kontaktstellen zwischen der Verbindungsfläche und der Tragefläche durch die relative Bewegung und den Anpressdruck eine derart ausreichende Reibung erzeugt wird, die eine Erwärmung und Plastifizierung von Material an den Kontaktstellen herbeiführt und schließlich den Stoffschluss bewirkt. Im weitesten Sinne kann somit darunter auch verstanden werden, dass die Schleifauflage und der Trägerteller durch materialschlüssiges Fügen zu der Schleifscheibenvorrichtung miteinander verbunden werden. The present method can thus advantageously be used to produce a grinding wheel device in which the grinding pad is fastened with its connecting surface—at least in sections—directly and directly to the supporting surface of the carrier plate, namely connected to it in a materially bonded or materially bonded manner. The at least partially material connection or material connection is generated by the friction welding process by at least at contact points between the connecting surface and the supporting surface by the relative Movement and the contact pressure such a sufficient friction is generated, which brings about a heating and plasticization of material at the contact points and finally causes the material connection. In the broadest sense, this can also be understood to mean that the grinding pad and the carrier plate are connected to one another by material-locking joining to form the grinding wheel device.
Die mit dem erfindungsgemäßen Verfahren hergestellte Schleifscheibenvorrichtung weist besonders vorteilhaft eine verbesserte, enorm hohe Schleifleistung auf, da die direkte Anbindung der Schleifauflage an dem Trägerteller sehr stabil ist und die stoffschlüssige Verbindung eine hohe Festigkeit aufweist. Dies führt zu einer insgesamt harten Schleifscheibenvorrichtung, insbesondere zu einer stabilisierten Schleiffläche mit großer Härte, das heißt mit einer vorgegebenen Härte, die gegenüber der Härte der isolierten, nicht mit dem Trägerteller verschweißten Schleifauflage deutlich erhöht ist. Die mit dem erfindungsgemäßen Verfahren hergestellte Schleifscheibenvorrichtung kann dadurch vorteilhaft unter Vermeidung störender Vibrationen, nämlich besonders vorteilhaft vibrationsfrei in einem Schleifgerät rotierend betrieben werden. Dies wirkt sich besonders vorteilhaft aus, da solche Schleifgeräte mit hohen Drehzahlen, beispielweise in einem Bereich von 10.000 bis 15.000 Umdrehungen pro Minute betrieben werden und die Vermeidung von Vibrationen bei derartig hohen Drehzahlen zu einem insbesondere sicheren und effizienten Betrieb führt. The grinding wheel device produced using the method according to the invention particularly advantageously has an improved, enormously high grinding performance, since the direct connection of the grinding pad to the carrier plate is very stable and the bonded connection has a high level of strength. This leads to an overall hard grinding wheel device, in particular to a stabilized grinding surface with a high hardness, ie with a predetermined hardness which is significantly increased over the hardness of the isolated grinding pad which is not welded to the backing plate. The grinding wheel device produced using the method according to the invention can thus advantageously be operated in rotation in a grinding device while avoiding disturbing vibrations, namely particularly advantageously without vibrations. This has a particularly advantageous effect, since such grinding devices are operated at high speeds, for example in a range from 10,000 to 15,000 revolutions per minute, and the avoidance of vibrations at such high speeds leads to particularly safe and efficient operation.
Unter einer Schleifscheibenvorrichtung für ein Schleifgerät ist vorliegend im Wesentlichen eine Schleifscheibe mit Trägerteller zu verstehen, welche im Sinne der vorliegenden Erfindung auch als Schleifkörper zu sehen ist, der ebenso als Schleifwerkzeug oder Schleifteller bzw. als getragene oder gehalterte oder unterstützte bzw. gestützte Schleifscheibe bezeichnet werden kann, und der für eine insbesondere rotierende Oberflächenbearbeitung bzw. Oberflächenfeinbearbeitung ausgelegt und zur Verwendung in einem entsprechend rotierend angetriebenen Schleifgerät bzw. einer derartigen Arbeitsmaschine, beispielsweise einer Schleifmaschine, insbesondere einem Winkelschleifer, eingerichtet ist. In the present case, a grinding wheel device for a grinding device is essentially to be understood as a grinding wheel with a carrier plate, which is also to be seen as a grinding body within the meaning of the present invention, which is also referred to as a grinding tool or grinding plate or as a carried or held or supported or supported grinding wheel and which is designed for, in particular, rotating surface processing or surface finishing and is set up for use in a correspondingly rotatingly driven grinding device or such a working machine, for example a grinding machine, in particular an angle grinder.
Eine Schleifauflage im Sinne der Erfindung ist eine dünne, flexible bzw. nicht-starre Schleifauflage, die im Anwendungsfall, das heißt für den Gebrauch bzw. für die Benutzung zum Schleifen, zwingend mit einem Trägerteller bzw. Stützteller verbunden sein muss und von diesem gestützt und getragen ist. Die dünne, nichtstarre Schleifauflage ist daher gemäß dem vorliegenden Verständnis auf eine Weise flexibel oder biegsam bzw. labil, dass sie dem beim Schleifen erforderlichen Anpressdruck gegen den zu schleifenden Gegenstrand nicht von sich aus standhalten kann und daher nur in Zusammenwirkung mit dem Trägerteller bzw. Stützteller, das heißt, nur mit der unterstützenden und tragenden Wirkung des Träger- bzw. Stütztellers, einsatzbereit ist. A sanding pad within the meaning of the invention is a thin, flexible or non-rigid sanding pad, which in the application, i.e. for use or for use for sanding, must be connected to a carrier plate or support plate and supported by it and is worn. The thin, non-rigid abrasive pad is, therefore, in a manner consistent with the present understanding flexible or pliable or unstable, so that it cannot by itself withstand the contact pressure required during grinding against the object to be ground and therefore only in conjunction with the carrier plate or support plate, i.e. only with the supporting and supporting effect of the carrier or backing plate, is ready for use.
Die vorliegende Schleifauflage kann im Sinne der Erfindung somit auch als nichtselbsttragendes oder flaches bzw. flächiges oder scheibenartiges Element bzw. als eine dünne, flache oder flächige, scheibenartige Struktur mit einer ersten Seite oder Seitenfläche und einer gegenüberliegenden zweiten Seite oder Seitenfläche verstanden werden. The present sanding pad can therefore also be understood within the meaning of the invention as a non-self-supporting or flat or sheet-like or disk-like element or as a thin, flat or sheet-like disk-like structure with a first side or side surface and an opposite second side or side surface.
Die erste Seitenfläche, welche vorliegend auch als die dem Trägerteller zugewandte Fläche bezeichnet wird, bildet die Verbindungsfläche, welche direkt und unmittelbar mit dem Trägerteller verbunden wird. Die der ersten Seitenfläche gegenüberliegende zweite Seitenfläche, welche vorliegend auch als die vom Trägerteller abgewandte Fläche bezeichnet werden kann, bildet die im verbundenen Zustand nach außen orientierte und eine Unterseite der Schleifscheibenvorrichtung definierende Schleiffläche. The first side surface, which in the present case is also referred to as the surface facing the carrier plate, forms the connection surface, which is connected directly and immediately to the carrier plate. The second side surface opposite the first side surface, which in the present case can also be referred to as the surface facing away from the carrier plate, forms the grinding surface, which is oriented outwards in the connected state and defines an underside of the grinding wheel device.
Die Schleifauflage kann auch als Schleifscheibe bezeichnet werden und kann beispielsweise mit einer im Wesentlichen mittig angeordneten Durchbrechung versehen sein, wie etwa mit einem Schlitz oder Mittelschlitz oder mit einem Loch oder Mittelloch. Es versteht sich, dass in solchen Fällen die erste und zweite Seitenfläche der Schleifauflage im weitesten Sinne oder näherungsweise durch jeweilige Ringflächen gebildet sind. The grinding pad can also be referred to as a grinding wheel and can be provided, for example, with an essentially centrally arranged opening, such as with a slit or central slit or with a hole or central hole. It goes without saying that in such cases the first and second side surfaces of the grinding pad are formed in the broadest sense or approximately by respective annular surfaces.
Der Trägerteller kann vorliegend auch als Trägerplatte bezeichnet werden und ist im Wesentlichen auch als Stützkörper, Stützteller oder Stützplatte zu verstehen. Der Trägerteller bzw. Stützteller, welcher gleichzeitig Trage- und Stützfunktion erfüllt, hat somit nicht nur eine tragende Wirkung für die Schleifauflage sondern darüber hinaus auch eine stützende Wirkung. Die Tragefläche des Trägertellers ist damit ebenfalls gleichzeitig Stützfläche, das heißt, die Tragefläche zur tragenden Aufnahme der Schleifauflage ist gleichzeitig Stützfläche zur stützenden Auflage der Schleifauflage bzw. zur stützende Anlage gegen die erste Seitenfläche der Schleifauflage und kann daher vorliegend auch als Trage- und Stützfläche verstanden werden. Insbesondere sind der Trägerteller bzw. Stützteller und die Schleifauflage derart aufeinander abgestimmt bzw. aneinander angepasst, dass die Trage- und Stützfunktion des Träger- bzw. Stütztellers näherungsweise flächendeckend über die gesamte Fläche der Schleifauflage, nämlich über die gesamte erste Seitenfläche der Schleifauflage wirkt. Dies bedeutet, dass die Trage- und Stützfläche des Trägertellers die erste Seitenfläche der Schleifauflage überdeckt, vorzugsweise vollflächig überdeckt. Beispielsweise sind die Trage- und Stützfläche des Trägertellers und die erste Seitenfläche der Schleifauflage deckungsgleich zueinander. Es versteht sich, dass die Stützfläche und die Verbindungsfläche konzentrisch zueinander angeordnet sind. Es sind auch Ausführungsformen denkbar, in denen die Trage- und Stützfläche des Trägertellers sich über mindestens 90% oder mindestens 95% oder mindestens 97%, vorzugsweise mindestens 99% der ersten Seitenfläche der Schleifauflage erstreckt, derart, dass ein geringfügiger, umlaufender Randabschnitt der Schleifauflage randseitig über den Träger- bzw. Stützteller hinausragt. In the present case, the carrier plate can also be referred to as a carrier plate and is essentially also to be understood as a support body, support plate or support plate. The carrier plate or support plate, which simultaneously fulfills a carrying and supporting function, therefore not only has a supporting effect for the sanding pad, but also a supporting effect. The bearing surface of the carrier plate is therefore also a support surface at the same time, i.e. the bearing surface for supporting the sanding pad is also a supporting surface for supporting the sanding pad or for supporting contact with the first side surface of the sanding pad and can therefore also be understood in the present case as a carrying and supporting surface will. In particular, the carrier plate or support plate and the sanding pad are coordinated or adapted to one another in such a way that the carrying and supporting function of the carrier or support plate acts approximately over the entire surface of the sanding pad, namely over the entire first side surface of the sanding pad. This means that the carrying and supporting surface of the carrier plate covers the first side surface of the sanding pad, preferably over its entire surface. For example, the carrying and supporting surface of the carrier plate and the first side surface of the sanding pad are congruent with one another. It goes without saying that the supporting surface and the connecting surface are arranged concentrically to one another. Embodiments are also conceivable in which the carrying and supporting surface of the carrier plate extends over at least 90% or at least 95% or at least 97%, preferably at least 99% of the first side surface of the sanding pad, such that a small, peripheral edge section of the sanding pad protrudes at the edge beyond the carrier or support plate.
Bei im Wesentlichen ringförmigen Schleifauflagen mit einer mittigen Durchbrechung, beispielsweise einem Mittelloch, kann der Trägerteller bzw. die Trage- und Stützfläche selbstverständlich auch die mittige Durchbrechung teilweise oder vollständig überdecken. In the case of essentially ring-shaped grinding pads with a central opening, for example a central hole, the carrier plate or the carrying and supporting surface can, of course, also partially or completely cover the central opening.
Erst aufgrund der Verbindung der Schleifauflage mit dem Trägerteller - somit also unter Ausbildung der vorliegenden Schleifscheibenvorrichtung - erhält auch die Schleifauflage die gewünschte bzw. zum Schleifen erforderliche Härte oder Steife oder Festigkeit bzw. die gewünschte Starre oder Biegefestigkeit. Only due to the connection of the grinding pad with the carrier plate - thus forming the present grinding wheel device - does the grinding pad also have the desired hardness or rigidity or strength or the desired rigidity or bending strength required for grinding.
Bei der vorliegenden Schleifscheibenvorrichtung ist insbesondere eine Dicke oder Materialstärke der Schleifauflage geringer als eine Dicke oder Materialstärke des tragenden, stützenden Abschnittes des Trägertellers. Vorzugsweise entspricht die Dicke der Schleifauflage dabei höchstens der halben Dicke des tragenden, stützenden Abschnittes des Trägertellers oder höchstens ca. 25% - 30% oder höchstens 10% - 20% der Dicke des tragenden, stützenden Abschnittes des Trägertellers. In the present grinding wheel device, in particular, a thickness or material thickness of the grinding pad is smaller than a thickness or material thickness of the load-bearing, supporting portion of the backing plate. Preferably, the thickness of the sanding pad corresponds at most to half the thickness of the carrying, supporting section of the backing plate or at most about 25%-30% or at most 10%-20% of the thickness of the carrying, supporting section of the backing plate.
Die Schleifauflage kann aus einem einzigen Teil bestehen oder aber aus mehreren zusammengesetzten Teilen, die zusammen die flache oder flächige, scheibenartige Struktur bilden. Die Verbindungsfläche und die Schleiffläche können nach dem vorliegenden Verständnis daher beispielsweise auch als nicht-plane Flächen ausgebildet sein und zum Beispiel Stufen bzw. Abstufungen, Versatzkanten oder Vorsprungsbereiche aufweisen, die gegebenenfalls entstehen können, wenn mehrere Teile in einer vorzugsweise fächerartigen Anordnung zu einer flachen Struktur zusammengeordnet sind. The abrasive pad can be a single piece or multiple pieces assembled together to form the flat or sheet-like disc-like structure. According to the present understanding, the connecting surface and the grinding surface can therefore, for example, also be designed as non-planar surfaces and have, for example, steps or gradations, offset edges or projection areas, which can arise if several Parts are arranged in a preferably fan-like arrangement to form a flat structure.
Eine Reibschweißvorrichtung im Sinne der Erfindung ist eine geeignete, dem Fachmann bekannte Vorrichtung oder Anlage zur Durchführung des Reibschweißverfahrens, wobei die Vorrichtung zumindest zwei Werkstückaufnahmen umfasst, in die die zu verbindenden Werkstücke, nämlich der Trägerteller und die Schleifauflage eingebracht und dort haltend und fest eingespannt werden können. Dabei ist eine der Werkstückaufnahmen feststehend, während die andere beweglich, beispielsweise schwingbeweglich oder rotierend gelagert ist. Gegebenenfalls sind bei den Werkstückaufnahmen noch entsprechende Adapter oder Einsätze vorgesehen, um die Werkstücke fest in der Werkstückaufnahme zu haltern. A friction welding device within the meaning of the invention is a suitable device or system known to the person skilled in the art for carrying out the friction welding process, the device comprising at least two workpiece holders into which the workpieces to be connected, namely the carrier plate and the grinding pad, are inserted and clamped there and held firmly be able. In this case, one of the workpiece holders is fixed, while the other is movably mounted, for example oscillatingly movable or rotating. If necessary, corresponding adapters or inserts are also provided for the workpiece holders in order to hold the workpieces firmly in the workpiece holder.
Wie oberhalb bereits erläutert, ist mit dem vorliegenden Verfahren die Herstellung der Schleifscheibenvorrichtung vorteilhaft auf schnelle und insbesondere energiesparende Weise möglich, da bei dem Reibschweißen gemäß dem vorliegenden Verfahren nur an den Kontaktstellen zwischen der Verbindungsfläche und der Tragefläche Wärme erzeugt werden muss, nämlich nur dort, wo die Wärme für die Plastifizierung des Materials zur Ausbildung der stoffschlüssigen Verbindung benötigt wird, wobei die erforderliche Wärme durch Reibung generiert wird. Gleichzeitig wird bei dem Reibschweißen die Verbindung vorteilhaft mit einer enorm hohen Festigkeit ausgebildet. Durch den Reibschweißprozess gemäß dem vorliegenden Verfahren ist die Verbindung mit der entsprechenden Festigkeit in kurzer Zeit, nämlich im Sekundenbereich, insbesondere innerhalb einer oder höchstens weniger Sekunden hergestellt. Da die Schleifauflage und der Trägerteller mit dem vorliegenden Verfahren ohne dazwischenliegende Schicht, insbesondere ohne dazwischen angebrachten Klebstoff oder Haftvermittler miteinander verbunden werden, kann eine Schleifscheibenvorrichtung mit höchsten Schleifleistungen schnell, energiesparend und ressourcenschonend hergestellt werden. As already explained above, with the present method, the production of the grinding wheel device is advantageously possible in a quick and particularly energy-saving manner, since with friction welding according to the present method, heat only has to be generated at the contact points between the connecting surface and the supporting surface, namely only there where the heat is needed to plasticize the material to form the material bond, with the heat required being generated by friction. At the same time, the connection is advantageously formed with an extremely high level of strength during friction welding. Due to the friction welding process according to the present method, the connection with the appropriate strength is established in a short time, namely in the range of seconds, in particular within one or at most a few seconds. Since the grinding pad and the backing plate are connected to each other with the present method without an intermediate layer, in particular without an adhesive or adhesion promoter applied in between, a grinding wheel device with the highest grinding performance can be produced quickly, energy-saving and resource-saving.
Weitere Vorteile bringt das vorliegende Verfahren dadurch mit sich, dass es gut automatisierbar und höchst präzise ist und eine hohe Reproduzierbarkeit aufweist und dass es für Trägerteller und Schleifauflagen unterschiedlichster Arten geeignet ist. Insbesondere sind bei dem Verfahren vielfältige Werkstoffkombinationen möglich, das heißt, es können verschiedene Arten von Trägertellern verwendet werden, die sich hinsichtlich ihrer Materialien unterscheiden, da für den Reibschweißprozess gemäß dem vorliegenden Verfahren eine umfangreiche Palette verschiedener Materialien einsetzbar ist. Grundsätzlich eignet sich für den Reibschweißprozess eine breite Palette von Metallen, Metalllegierungen aber auch Kunststoffe, insbesondere polymere Kunststoffe, zum Beispiel thermoplastische Polymere (Thermoplasten). The present method entails further advantages in that it is easy to automate and extremely precise and has a high level of reproducibility and that it is suitable for carrier plates and grinding pads of the most varied types. In particular, a wide range of material combinations are possible with the method, that is, different types of carrier plates can be used that differ in terms of their materials, since an extensive range of different materials can be used for the friction welding process according to the present method. In principle, one is suitable for the friction welding process wide range of metals, metal alloys but also plastics, especially polymeric plastics, for example thermoplastic polymers (thermoplastics).
Ganz besondere Vorteile ergeben sich durch das vorliegende Verfahren auch für eine am Ende des Nutzungs- bzw. Gebrauchszyklus erforderliche Entsorgung bzw. für ein mögliches Recycling. Durch gezielte Temperatureinwirkung auf die Schleifscheibenvorrichtung, insbesondere durch kurzzeitige Wärme- oder Hitzebehandlung, können bei der gemäß dem vorliegenden Verfahren hergestellten Schleifscheibenvorrichtung die Schleifauflage und der Trägerteller wieder voneinander getrennt werden, insbesondere rückstandslos. Vorteilhaft kann hierdurch der Trägerteller einem geeigneten Recycling-Prozess, vorzugsweise einem Recycling für sortenreine Materialien zugeführt werden. Aufgrund der abschnittsweisen stoffschlüssigen Verbindungen zwischen Trägerteller und Schleifauflage, welche insbesondere auf den Bereich der Kontaktstellen bzw. Kontaktflächen beschränkt ist, reicht hierbei beispielsweise eine nur kurzzeitige Hitzebehandlung aus, so dass die Trennung von Schleifauflage und Trägerteller vorteilhaft mit geringem energetischen Aufwand möglich ist. Die gemäß dem vorliegenden Verfahren hergestellte Schleifscheibenvorrichtung, welche schließlich als Verbrauchsartikel, insbesondere auch als Massenartikel verstanden wird, ist daher auch umweltfreundlicher und ressourcenschonender. Very particular advantages also result from the present method for disposal that is required at the end of the utilization or usage cycle or for possible recycling. The grinding pad and the backing plate can be separated from one another again in the grinding wheel device produced according to the present method, in particular without leaving any residue, through the targeted action of temperature on the grinding wheel device, in particular by brief heat treatment. In this way, the carrier plate can advantageously be fed to a suitable recycling process, preferably recycling for sorted materials. Due to the materially bonded connections in sections between the backing plate and the grinding pad, which is particularly limited to the area of the contact points or contact surfaces, a brief heat treatment is sufficient, for example, so that the separation of the grinding pad and the backing plate is advantageously possible with little energy expenditure. The grinding wheel device produced according to the present method, which is ultimately understood as a consumable item, in particular also as a mass-produced item, is therefore also more environmentally friendly and resource-saving.
Grundsätzlich wird bei dem vorliegenden Verfahren während des Reibschweißprozesses die relative Bewegung zwischen der Schleifauflage und dem Trägerteller abgestoppt, vorzugsweise abrupt und sehr schnell, z.B. innerhalb von Sekundenbruchteilen, und zwar sobald die Plastifizierung von Material einsetzt und/oder ausreichend ist. Beispielsweise erfolgt das Abstoppen durch einen gezielten, gesteuerten Bremsvorgang, vorzugsweise innerhalb einer Zeit von rund 60 bis 900 Millisekunden, insbesondere innerhalb einer Zeit von rund 100 bis 500 Millisekunden. Basically, in the present method, the relative movement between the grinding pad and the backing plate is stopped during the friction welding process, preferably abruptly and very quickly, e.g. within fractions of a second, as soon as the plasticization of material begins and/or is sufficient. For example, stopping takes place by means of a targeted, controlled braking process, preferably within a time of around 60 to 900 milliseconds, in particular within a time of around 100 to 500 milliseconds.
Bevorzugt wird bei dem vorliegenden Verfahren nach dem zweiten Teilschritt in dem Reibschweißprozess wenigstens ein dritter Teilschritt durchgeführt, bei dem die relative Bewegung zwischen der Schleifauflage und dem Trägerteller abgestoppt wird, während das Aneinanderpressen der Schleifauflage und des Trägertellers mit gleichbleibender Anpresskraft aufrechterhalten oder mit erhöhter Anpresskraft fortgeführt wird. Besonders vorteilhaft wird bei dem vorliegenden Verfahren die wenigstens abschnittsweise stoffschlüssige Verbindung der Verbindungsfläche und der Tragefläche durch zumindest eine Schweißfläche zwischen der Verbindungsfläche und der Tragefläche gebildet. Die zumindest eine Schweißfläche kann selbstverständlich auch durch mehrere, verteilt angeordnete Schweißflächenabschnitte gebildet bzw. zusammengesetzt sein. Die Schweißfläche ist dabei als derjenige Bereich bzw. als diejenigen Bereiche zu verstehen, in dem bzw. in denen die beiden Fügepartner, nämlich Schleifauflage und Trägerteller, und zwar insbesondere die jeweiligen Materialien der Verbindungsfläche und der Tragefläche, innig verbunden sind. Die Schweißfläche kann vorliegend auch als Stoff- bzw. Materialschlussabschnitt oder als Stoff- bzw. Materialschlussfläche bezeichnet werden und kann insbesondere auch als Füge- oder Verschmelzungsfläche verstanden werden. In the present method, after the second sub-step in the friction welding process, at least a third sub-step is preferably carried out in the present method, in which the relative movement between the grinding pad and the backing plate is stopped while the grinding pad and the backing plate are pressed together with a constant contact pressure or continued with an increased contact pressure will. In the present method, the materially bonded connection, at least in sections, of the connecting surface and the supporting surface is particularly advantageously formed by at least one welding surface between the connecting surface and the supporting surface. The at least one welding surface can, of course, also be formed or composed of a plurality of welding surface sections arranged in a distributed manner. The welding surface is to be understood as the area or areas in which the two joining partners, namely the grinding pad and the carrier plate, and in particular the respective materials of the connecting surface and the supporting surface, are intimately connected. In the present case, the welding surface can also be referred to as a material or material connection section or as a material or material connection surface and can in particular also be understood as a joining or fusion surface.
In bevorzugten Ausführungsformen ist die zumindest eine Schweißfläche vorzugsweise ringförmig ausgebildet. Besonders in Fällen, in denen auch die Schleifauflage im Wesentlichen ringförmig ausgebildet ist und beispielsweise ein Mittelloch aufweist, wird die Ausbildung einer ringförmigen Schweißfläche bevorzugt. Dies bringt den Vorteil, dass die Schweißfläche an die geometrische Form und Ausgestaltung der Schleifauflage und des Trägertellers derart angepasst ist, dass die Schleifscheibenvorrichtung energieeffizient herstellbar ist und dabei aber gleichzeitig eine hohe Festigkeit und Stabilität der Verbindung erzielt wird, die den enormen Kräften standhält, welche im Anwendungsfall auf die Schleifscheibenvorrichtung einwirken, das heißt bei deren Verwendung zum Schleifen. Dies wirkt sich insbesondere auf eine noch weitere Verbesserung der Schleifleistung aus. In preferred embodiments, the at least one welding surface is preferably ring-shaped. The formation of an annular welding surface is preferred, particularly in cases in which the grinding pad is also essentially ring-shaped and has a central hole, for example. This has the advantage that the welding surface is adapted to the geometric shape and design of the grinding pad and the carrier plate in such a way that the grinding wheel device can be produced in an energy-efficient manner and at the same time a high strength and stability of the connection is achieved, which withstands the enormous forces that act on the grinding wheel device in use, i.e. when it is used for grinding. In particular, this has the effect of further improving the grinding performance.
Vorteilhaft wird durch das Reibschweißen die wenigstens abschnittsweise stoffschlüssige Verbindung der Verbindungsfläche und der Tragefläche zumindest an vorgesehenen Kontaktflächen der Tragefläche des Trägertellers durch Erwärmung und Plastifizierung von Material an den Kontaktflächen der Tragefläche hergestellt. Vorzugsweise wird noch unter Anwendung des Anpressdrucks ein Abkühlen erlaubt, bis das plastifizierte Material abgekühlt und ausgehärtet ist, so dass die stoffschlüssige Verbindung an den Kontaktflächen, welche auch als Kontaktstellen bezeichnet werden können, hinreichende Festigkeit aufweist. Es versteht sich von selbst, dass auch die voranstehend beschriebene Schweißfläche durch entsprechende Anordnung von mehreren, verteilt zueinander angeordneten Kontaktstellen gebildet sein kann. Bevorzugt ist bei dem vorliegenden Verfahren die Schleifauflage feststehend eingespannt und der Trägerteller ist bewegbar in der Reibschweißvorrichtung eingespannt, wobei der Trägerteller in Bewegung versetzt und während der Bewegung mit seiner Tragefläche gegen die Verbindungsfläche der Schleifauflage gedrückt und an diese angepresst wird. Friction welding advantageously produces the at least partially materially bonded connection of the connecting surface and the supporting surface at least on intended contact surfaces of the supporting surface of the carrier plate by heating and plasticizing material on the contact surfaces of the supporting surface. Cooling is preferably allowed while applying the contact pressure until the plasticized material has cooled and hardened, so that the materially bonded connection at the contact surfaces, which can also be referred to as contact points, has sufficient strength. It goes without saying that the welding surface described above can also be formed by a corresponding arrangement of a plurality of contact points arranged distributed relative to one another. In the present method, the grinding pad is preferably clamped in a fixed manner and the carrier plate is movably clamped in the friction welding device, with the carrier plate being set in motion and being pressed with its carrying surface against the connecting surface of the grinding pad and pressed against it during the movement.
Der Schweißprozess, insbesondere das Reibschweißen kann auch in die folgenden Phasen unterteilt werden. In einer Anreibphase wird das eine Werkstück, insbesondere der Trägerteller in Bewegung gebracht und gleichzeitig mit seiner Tragefläche gegen das andere Werkstück, insbesondere gegen die Verbindungsfläche der Schleifauflage, mit dem definierten Anpressdruck gepresst. In der Reibphase erwärmen sich - aufgrund der durch die Relativbewegung und den gleichzeitigen Druck bedingten Reibung - die Kontaktflächen bzw. Berührungsflächen, wodurch Material an den Kontaktflächen erwärmt und aufgrund der Erwärmung plastifiziert wird. The welding process, especially friction welding, can also be divided into the following phases. In a rubbing phase, one workpiece, in particular the carrier plate, is set in motion and at the same time its carrying surface is pressed against the other workpiece, in particular against the connecting surface of the sanding pad, with the defined contact pressure. In the friction phase, the contact surfaces or contact surfaces heat up—due to the friction caused by the relative movement and the simultaneous pressure—so that material on the contact surfaces is heated and plasticized as a result of the heating.
Daran anschließend kann eine Stauchphase oder Fügephase definiert werden, in der die Relativbewegung abgestoppt bzw. beendet wird, der Anpressdruck jedoch beibehalten oder noch einmal erhöht wird, so dass das plastifizierte Material bzw. der plastifizierte Werkstoff den Trägerteller und die Schleifauflage verbindet. In der Haltephase werden Trägerteller und Schleifauflage noch unter Anpressdruck gehalten, bis das erwärmte Material wieder abgekühlt und ausgehärtet ist. A compression phase or joining phase can then be defined, in which the relative movement is stopped or terminated, but the contact pressure is maintained or increased again, so that the plasticized material or the plasticized material connects the backing plate and the grinding pad. During the holding phase, the backing plate and sanding pad are kept under contact pressure until the heated material has cooled down and hardened again.
Das Verfahren ist dabei insgesamt ein einfacher Prozess, der die Herstellung der Schleifscheibenvorrichtung präzise reproduzierbar und vor allem schnell und energiesparend erlaubt. Overall, the method is a simple process that allows the production of the grinding wheel device to be precisely reproduced and, above all, to be quick and energy-saving.
Das Reibschweißverfahren zum Verschweißen der Schleifauflage und des Trägertellers kann gemäß der Erfindung ein Vibrationsschweißen, ein Linearreibschweißen, ein Orbitalreibschweißen oder ein Rotationsreibschweißen sein. Auch Ultraschall-Schweißen, welches gemäß allgemeiner Definition in die Gruppe der Reib-Schweißungen eingeteilt bzw. eingeordnet ist, kann gemäß der vorliegenden Erfindung zum stoffschlüssigen Verbinden des Trägertellers mit der Schleifauflage angewandt werden. According to the invention, the friction welding method for welding the grinding pad and the backing plate can be vibration welding, linear friction welding, orbital friction welding or rotary friction welding. Ultrasonic welding, which according to the general definition is divided or classified into the group of friction welds, can also be used according to the present invention for the materially bonded connection of the carrier plate to the grinding pad.
Je nach Reibschweißverfahren ist die Bewegung oder der Bewegungsablauf bzw. eine Bewegungskinematik bei der Bewegung der Werkstücke relativ zueinander unterschiedlich, ebenso wie die Bewegungsfrequenz und die Bewegungsamplitude. Die Bewegung der Werkstücke relativ zueinander kann vorliegend auch als Schwingung verstanden, insbesondere als Schwingung mit einer Schwingungsfrequenz und Schwingungsamplitude. Depending on the friction welding process, the movement or the movement sequence or movement kinematics when moving the workpieces relative to one another is different, as are the movement frequency and the movement amplitude. In the present case, the movement of the workpieces relative to one another can also be understood as vibration, in particular as vibration with a vibration frequency and vibration amplitude.
Beim Ultraschall-Schweißen wird zum Beispiel die Verschweißung durch hochfrequente mechanische Schwingungen im Bereich von etwa 20 bis 35 kHz erreicht, die in der so genannten Fügezone Molekular- und Grenzflächenreibung verursachen, nämlich an den Kontaktstellen zwischen der Verbindungsfläche der Schleifauflage und der Tragefläche des Trägertellers. Im vorliegenden Verständnis sind die hochfrequenten mechanischen Schwingungen beim Ultraschall-Schweißen als Relativbewegungen zwischen den Werkstücken zu verstehen, ein beim Ultraschallschweißen aufzuwendender Fügedruck wird als Anpressdruck verstanden. Durch die Molekular- und Grenzflächenreibung entsteht die zum Schweißen notwendige Wärme, wodurch wiederum Material plastifiziert und dadurch schließlich der Stoff- bzw. Materialschluss bewirkt wird. Besonders bevorzugt kann das Ultraschallschweißen bei dem vorliegenden Verfahren angewandt werden, wenn beispielsweise die zu verbindenden Flächen, nämlich die Verbindungsfläche der Schleifauflage und die Tragefläche des Trägertellers, aus gleichen Materialien gefertigt sind, beispielsweise auch aufgrund entsprechender Beschichtungen. With ultrasonic welding, for example, the welding is achieved by high-frequency mechanical vibrations in the range of about 20 to 35 kHz, which cause molecular and boundary surface friction in the so-called joining zone, namely at the contact points between the connecting surface of the grinding pad and the supporting surface of the backing plate. In the present understanding, the high-frequency mechanical vibrations during ultrasonic welding are to be understood as relative movements between the workpieces, and a joining pressure to be applied during ultrasonic welding is understood as contact pressure. The heat required for welding is generated by the molecular and boundary surface friction, which in turn plasticizes the material and ultimately causes the substance or material bond. Ultrasonic welding can be used particularly preferably in the present method if, for example, the surfaces to be connected, namely the connecting surface of the grinding pad and the supporting surface of the carrier plate, are made of the same materials, for example also due to corresponding coatings.
Im Falle des Vibrations- oder Linearreibschweißen wird beispielsweise der Trägerteller relativ zur Schleifauflage linear bewegt. Diese Linearbewegung kann auch als Vibration oder als lineares Schwingen bezeichnet werden. Die Linearbewegung wird dabei mit einer bestimmten Frequenz, sowie mit einer vorgegebenen, definierten bzw. einstellbaren Bewegungsamplitude oder Schwingweite durchgeführt. In the case of vibration or linear friction welding, for example, the carrier plate is moved linearly relative to the grinding pad. This linear movement can also be referred to as vibration or linear oscillation. The linear movement is carried out with a specific frequency and with a predetermined, defined or adjustable movement amplitude or amplitude.
Im Falle eines Orbitalreibschweißen wird beispielsweise der Trägerteller relativ zur Schleifauflage mittels einer Kreisschwingbewegung bewegt, wobei die Kreisschwingbewegung im Wesentlichen eine einen Teilkreisbogen beschreibende Bewegung ist, die auch als Zirkularbewegung verstanden werden kann. Das Orbitalreibschweißen kann auch als Zirkularreibschweißen verstanden werden. Auch die Kreisschwingbewegung wird dabei mit einer bestimmten Frequenz, sowie mit einer vorgegebenen, definierten bzw. einstellbaren Bewegungsamplitude oder Schwingweite durchgeführt. In the case of orbital friction welding, for example, the carrier plate is moved relative to the grinding pad by means of a circular oscillating movement, the circular oscillating movement essentially being a movement describing a partial arc of a circle, which can also be understood as a circular movement. Orbital friction welding can also be understood as circular friction welding. The circular oscillating movement is also carried out with a specific frequency and with a predetermined, defined or adjustable movement amplitude or amplitude.
Bei dem Rotationsreibschweißen, welches vorliegend auch als rotatives Vibrationsreibschweißen bezeichnet werden kann, wird insbesondere der Trägerteller mittels einer Rotationsbewegung relativ zu der Schleifauflage bewegt, nämlich rotiert. Die Rotationsbewegung erfolgt hierbei mit einer vorgegebenen, definierten bzw. einstellbaren Umdrehungszahl. In the case of rotary friction welding, which can also be referred to as rotary vibration friction welding in the present case, the carrier plate in particular is welded moved by means of a rotational movement relative to the sanding pad, namely rotated. The rotational movement takes place with a predetermined, defined or adjustable number of revolutions.
Besonders bevorzugt wird gemäß dem vorliegenden Verfahren beim Rotationsreibschweißen die Rotationsbewegung mit einer Drehzahl in einem Bereich von rund 1000 bis 7000 Umdrehungen pro Minute, vorzugsweise in einem Bereich von rund 1300 bis 5000 Umdrehungen pro Minute, besonders bevorzugt in einem Bereich von rund 1500 bis 3000 Umdrehungen pro Minute, insbesondere bevorzugt in einem Bereich von rund 2000 bis 2500 Umdrehungen pro Minute und ganz besonders bevorzugt mit einer Drehzahl von rund 1800, rund 1900 oder rund 2100 Umdrehungen pro Minute durchgeführt. According to the present method, the rotational movement with a speed in a range of around 1000 to 7000 revolutions per minute, preferably in a range of around 1300 to 5000 revolutions per minute, particularly preferably in a range of around 1500 to 3000 revolutions, is particularly preferred for rotary friction welding per minute, particularly preferably in a range from around 2000 to 2500 revolutions per minute and very particularly preferably at a speed of around 1800, around 1900 or around 2100 revolutions per minute.
Die Drehzahl ist jeweils gewählt in Abhängigkeit von dem zur Fertigung des Trägertellers verwendeten Materials sowie abhängig von einem Durchmesser des Trägertellers. Hierbei gilt beispielsweise, dass bei einer höheren Plastifizierungs- Temperatur des jeweiligen Materials des Trägertellers auch die Rotationsbewegung bei höheren Drehzahlen durchgeführt wird. Ebenso wird beispielsweise die Drehzahl bei Trägerteller mit kleinerem Durchmesser höher gewählt als bei Trägertellern mit größerem Durchmesser. The speed is selected in each case as a function of the material used to manufacture the carrier plate and as a function of a diameter of the carrier plate. In this case, for example, it applies that at a higher plasticizing temperature of the respective material of the carrier plate, the rotational movement is also carried out at higher speeds. Likewise, for example, the rotational speed is chosen to be higher in the case of carrier plates with a smaller diameter than in the case of carrier plates with a larger diameter.
Weiterhin bevorzugt werden bei dem vorliegenden Verfahren die Schleifauflage und der Trägerteller mit einer Anpresskraft von höchstens 30 kN, bevorzugt von höchstens 20 kN und besonders bevorzugt von höchstens 10 kN aneinander angepresst. Insbesondere bevorzugt ist die Anpresskraft dabei kleiner als 5kN. Der bei dem Reibschweißverfahren aufzuwendende Anpressdruck liegt dabei vorteilhaft in einem derartigen Größenbereich, dass die Gefahr einer Zerstörung der abrasiven Schleiffläche der Schleifauflage vermieden wird. Insbesondere ist das vorliegende Verfahren daher auch schleifmittelschonend, da die abrasive Schleiffläche bzw. das Schleifmittel, insbesondere die Schleifkörnung nicht durch hohen Druck und langanhaltende hohe Temperaturen beschädigt oder zerstört wird, sondern vielmehr geschont wird. Auch für die Anpresskraft gilt, dass diese bevorzugt in Abhängigkeit des Materials des Trägertellers und/oder in Abhängigkeit des Materials der Schleifauflage und/oder in Abhängigkeit des Durchmessers des Trägertellers eingestellt wird. Furthermore, in the present method, the grinding pad and the backing plate are preferably pressed against one another with a contact pressure of at most 30 kN, preferably at most 20 kN and particularly preferably at most 10 kN. The pressing force is particularly preferably less than 5 kN. The contact pressure to be applied during the friction welding process is advantageously in such a magnitude range that the risk of destruction of the abrasive grinding surface of the grinding pad is avoided. In particular, the present method is therefore also gentle on the abrasive, since the abrasive grinding surface or the abrasive, in particular the abrasive grain, is not damaged or destroyed by high pressure and prolonged high temperatures, but rather is protected. It also applies to the contact pressure that this is preferably set as a function of the material of the carrier plate and/or as a function of the material of the grinding pad and/or as a function of the diameter of the carrier plate.
Das Reibschweißen erfolgt vorzugsweise gesteuert, wobei insbesondere einer oder mehrere verschiedene Parameter, umfassend eine Frequenz der Bewegung, Amplitude der Bewegung, Dauer der Bewegung, Bremsvorgang, Anpresskraft oder Anpressdauer gesteuert und/oder kontrolliert werden und wobei die Steuerung insbesondere in Abhängigkeit von den Materialien der Verbindungsfläche der Schleifauflage und/oder der Tragefläche des Trägertellers durchgeführt wird. The friction welding is preferably controlled, with one or more different parameters, including a frequency of the movement, The amplitude of the movement, the duration of the movement, the braking process, the contact pressure force or the contact pressure duration can be controlled and/or monitored, and the control is carried out in particular depending on the materials of the connecting surface of the sanding pad and/or the supporting surface of the carrier plate.
Bevorzugt wird als Schleifauflage eine flache, kreisförmige Schleifscheibe, insbesondere Schmirgelscheibe bereitgestellt. Dabei kann die Schleifauflage vorzugsweise durch eine herkömmliche, käuflich zu erwerbende Schleifscheibe gebildet sein, welche in der Regel aus einem Träger bzw. Trägermaterial und einem darauf aufgebrachten Schleifmittel besteht, wobei als Trägermaterial grundsätzlich verschiedene Materialien in Frage kommen, solange sich diese für den Reibschweißprozess eignen. Das Schleifmittel kann beispielsweise eine Schleifkörnung bzw. Körnung beliebigen Materials sein, solange die Körnung für Schleifprozesse geeignet ist. Diejenige Seite des Trägers, die mit dem Schleifmittel beladen ist, stellt dabei die Schleiffläche dar und die gegenüberliegende, unbeladene Seite des Trägers stellt die Verbindungsfläche dar. Die Verbindungsfläche ist bei diesen Ausführungsformen daher im Wesentlichen aus dem Trägermaterial der Schleifscheibe gebildet. A flat, circular grinding wheel, in particular an emery wheel, is preferably provided as the grinding pad. The grinding pad can preferably be formed by a conventional, commercially available grinding wheel, which usually consists of a carrier or carrier material and an abrasive applied thereto, with different materials being possible as carrier material as long as they are suitable for the friction welding process . The abrasive can be, for example, an abrasive grit or grit of any material, as long as the grit is suitable for grinding processes. The side of the carrier that is loaded with the abrasive represents the grinding surface and the opposite, unloaded side of the carrier represents the connecting surface. In these embodiments, the connecting surface is therefore essentially formed from the carrier material of the grinding wheel.
Gemäß alternativer Ausführungsvarianten des vorliegenden Verfahrens kann als Schleifauflage eine aus Schleiflamellen zusammengesetzte Schleifauflage bereitgestellt werden, wobei die Schleiflamellen beispielsweise fächerförmig zu der flachen Struktur der Schleifauflage angeordnet sind. According to alternative embodiment variants of the present method, a grinding pad composed of grinding lamellae can be provided as the grinding pad, the grinding lamellae being arranged, for example, in a fan shape with respect to the flat structure of the grinding pad.
Um bei dem vorliegenden Verfahren die dünne, flache, beispielsweise flexible und nicht-starre, scheibenförmige Schleifauflage bzw. die aus Schleiflamellen zusammengesetzte Schleifauflage sicher und fest in der Reibschweißvorrichtung einzuspannen, kann die Schleifauflage bevorzugt vor dem Einspannen oder beim Einspannen mit einem geeigneten Adapter-, Träger- oder Haltestück verbunden werden. Gegebenenfalls kann hierbei auch ein aus einem Adapter-, Träger- oder Haltestück aus einem weichen oder elastischen Material verwendet werden, um die abrasive Schleiffläche der Schleifauflage bzw. das Schleifmittel, insbesondere die Schleifkörnung zu schonen. Alternativ kann hierzu auch zusätzlich zu dem Adapter-, Träger- oder Haltestück ein dämpfendes oder bettendes Element zum Bedecken bzw. Schützen der abrasiven Schleiffläche verwendet werden. In order to clamp the thin, flat, for example flexible and non-rigid, disc-shaped grinding pad or the grinding pad composed of grinding lamellae securely and firmly in the friction welding device in the present method, the grinding pad can preferably be used before clamping or during clamping with a suitable adapter, Carrier or holding piece are connected. If necessary, an adapter, carrier or holding piece made of a soft or elastic material can also be used in order to protect the abrasive grinding surface of the grinding pad or the grinding means, in particular the grinding grain. Alternatively, in addition to the adapter, carrier or holding piece, a damping or bedding element can also be used to cover or protect the abrasive grinding surface.
Als Trägerteller wird bevorzugt ein aus einem thermoplastischen Kunststoff, insbesondere aus einem thermoplastischen Polymer hergestellter Trägerteller bereitgestellt. Beispielsweise kann der Trägerteller aus einem thermoplastischen Terpolymer bestehen. Ebenso kann der Trägerteller aus einem verstärkten, insbesondere glasfaserverstärkten thermoplastischen Kunststoff bestehen. A carrier plate made of a thermoplastic material, in particular a thermoplastic polymer, is preferred as the carrier plate provided. For example, the carrier plate can consist of a thermoplastic terpolymer. Likewise, the carrier plate can consist of a reinforced, in particular glass fiber reinforced, thermoplastic material.
Der Trägerteller kann jedoch auch aus anderen Materialien, insbesondere aus anderen Kunststoffen gefertigt sein, beispielsweise aus Biokunststoffen, die aus nachwachsenden Rohstoffen gewonnen werden, sofern diese Materialien, insbesondere Kunststoffe, für Reibschweißprozesse geeignet sind und gleichzeitig die an einen Trägerteller einer Schleifscheibenvorrichtung gerichteten Anforderungen hinsichtlich Festigkeit, Härte, Stabilität und Druckfestigkeit erfüllen. However, the backing plate can also be made of other materials, in particular other plastics, for example bioplastics obtained from renewable raw materials, provided that these materials, in particular plastics, are suitable for friction welding processes and at the same time meet the requirements placed on a backing plate of a grinding wheel device in terms of strength , Hardness, stability and compressive strength meet.
Der in dem Verfahren bereitgestellte, verwendete Trägerteller kann dabei durch verschiedene Herstellungsprozesse bzw. Fertigungsverfahren gefertigt sein, beispielsweise mittels spanender oder formender Fertigungsverfahren, zum Beispiel mittels Pressformen oder mittels Spritzgießen. The carrier plate provided and used in the method can be manufactured by various manufacturing processes or manufacturing methods, for example by means of machining or shaping manufacturing methods, for example by means of compression molding or by means of injection molding.
Der verwendete Trägerteller kann vorteilhaft auch ein einstückig mit einem Nabenteil ausgebildeter Trägerteller sein. Gegebenenfalls kann in dem Nabenteil ein Innengewinde zur Befestigung der Schleifscheibenvorrichtung auf einer Antriebswelle des Schleifgerätes geformt sein. Sowohl bei Trägertellern ohne Nabenteil als auch bei Trägertellern mit Nabenteil können über den Umfang des Trägertellers verteilt Schlitze für den Durchtritt von Kühlluft eingearbeitet sein. Alternativ oder additiv kann das Nabenteil auch mit entsprechenden Kühlluftdurchtrittsschlitzen ausgestattet sein. The carrier plate used can advantageously also be a carrier plate formed in one piece with a hub part. If necessary, an internal thread can be formed in the hub part for fastening the grinding wheel device on a drive shaft of the grinding device. Both in the case of carrier plates without a hub part and in the case of carrier plates with a hub part, slots for the passage of cooling air can be incorporated, distributed over the circumference of the carrier plate. Alternatively or additionally, the hub part can also be equipped with corresponding slots for the passage of cooling air.
Um die Stabilität, insbesondere die Formstabilität und/oder Steifigkeit der Schleifscheibenvorrichtung zusätzlich zu verbessern, können in dem vorliegenden Verfahren Trägerteller verwendet werden, die optional und vorzugsweise an einer der Tragefläche gegenüberliegenden Oberseite Versteifungsstrukturen aufweisen, welche beispielsweise in Form von Ringrippen ausgebildet sein können. Ferner können alternativ oder additiv in dem verwendeten Trägerteller Strukturen vorgesehen sein, die schließlich zur Verbesserung der Elastizität der hergestellten Schleifscheibenvorrichtung führen, insbesondere zur Verbesserung der Elastizität während der Anwendung beim Schleifen. Solche Strukturen können beispielsweise in Form von Ringnuten ausgebildet sein. In order to further improve the stability, in particular the dimensional stability and/or rigidity of the grinding wheel device, support plates can be used in the present method, which optionally and preferably have stiffening structures on an upper side opposite the support surface, which can be in the form of annular ribs, for example. Furthermore, alternatively or additionally, structures can be provided in the carrier plate used, which ultimately lead to an improvement in the elasticity of the grinding wheel device produced, in particular to an improvement in elasticity during use during grinding. Such structures can be designed, for example, in the form of annular grooves.
Besonders bevorzugt kann auch ein Trägerteller mit einer bombiert geformtenA carrier plate with a cambered shape can also be particularly preferred
Tragefläche in dem Verfahren bereitgestellt und verarbeitet werden. In diesem Fall wird vorzugsweise auch die Schleifauflage beim Einspannen in eine entsprechende, mit der Tragefläche des Trägertellers korrespondierende bzw. dazu komplementäre Form oder Konfiguration gebracht, beispielsweise mit Hilfe eines entsprechenden Adapters. Vorteile ergeben sich hierbei darüber, dass in der so hergestellten Schleifscheibenvorrichtung deren Schleiffläche, nämlich die Schleiffläche der mit dem Trägerteller verbundenen Schleifauflage bombiert ausgebildet ist. Darunter ist zu verstehen, dass die Schleiffläche nicht eben oder plan in einer Ebene verläuft, sondern eine Wölbung bzw. Krümmung aufweist. Beispielsweise wölbt sich die Schleiffläche in einer radialen Richtung, ausgehend von einem Rand der Schleifscheibenvorrichtung in Richtung zur Mitte hin, und zwar beispielsweise mit einem Steigungswinkel in einem Bereich von etwa 3° bis 10°, vorzugsweise in einem Bereich von etwa 4° bis 7° und besonders bevorzugt von rund 5°. Carrying surface are provided and processed in the process. In this case the grinding pad is preferably also brought into a corresponding shape or configuration during clamping, which corresponds to or is complementary to the supporting surface of the carrier plate, for example with the aid of a corresponding adapter. Advantages result from the fact that the grinding surface of the grinding wheel device produced in this way, namely the grinding surface of the grinding pad connected to the carrier plate, is cambered. This means that the grinding surface does not run flat or planar in one plane, but has a convexity or curvature. For example, the grinding surface curves in a radial direction, starting from an edge of the grinding wheel device towards the center, for example with a pitch angle in a range of about 3° to 10°, preferably in a range of about 4° to 7° and most preferably around 5°.
Ganz besondere Vorteile ergeben sich dadurch, dass ein Trägerteller bereitgestellt wird, dessen Tragefläche profiliert ausgebildet ist und insbesondere über Vorsprünge verfügt. Die Vorsprünge stellen dabei die Kontaktflächen zur Verfügung bzw. bilden die Kontaktflächen, die mit der Verbindungsfläche der Schleifauflage in Berührung stehen und an denen es beim Reibschweißen während der Bewegung des Trägertellers relativ zu der Schleifauflage zur Plastifizierung des Materials kommt. Very special advantages result from the fact that a carrier plate is provided whose carrying surface is profiled and in particular has projections. The projections provide the contact surfaces or form the contact surfaces that are in contact with the connecting surface of the grinding pad and on which the material is plasticized during friction welding during the movement of the carrier plate relative to the grinding pad.
Derartige Vorsprünge in der profilierten Tragefläche des Trägertellers können beispielsweise noppenartige, stegartige, federartige oder rippenartige Vorsprünge bzw. Erhebungen sein. Die Vorsprünge können dabei beispielsweise als pyramidenstumpfförmige oder kegelstumpfförmige Vorsprünge ausgebildet sein oder auch als Ringrippen oder Spiralrippen oder als vorstehende spiralförmige Vorsprünge bzw. Erhebungen. Bevorzugt sind die Vorsprünge dabei über die Verbindungsfläche des Trägertellers, nämlich über die gesamte Oberfläche der Verbindungsfläche verteilt angeordnet, vorzugsweise gleichmäßig verteilt angeordnet. Insbesondere wird darüber sichergestellt, dass die Kontaktflächen für die stoffschlüssige Verbindung mit der Schleifauflage und damit einhergehend auch die Stellen der stoffschlüssigen Verbindungen mit der Schleifauflage flächendeckend über die gesamte Fläche der Verbindungsfläche verteilt sind, so dass die Verbindung besonders sicher und fest ist. Such projections in the profiled bearing surface of the carrier plate can be, for example, nub-like, web-like, spring-like or rib-like projections or elevations. The projections can be formed, for example, as truncated pyramid-shaped or truncated cone-shaped projections or as annular ribs or spiral ribs or as protruding spiral-shaped projections or elevations. The projections are preferably distributed over the connecting surface of the carrier plate, namely over the entire surface of the connecting surface, preferably evenly distributed. In particular, this ensures that the contact surfaces for the material connection with the sanding pad and, as a result, also the points of the material connection with the sanding pad are distributed across the entire area of the connection surface, so that the connection is particularly secure and strong.
Die Erfindung betrifft auch eine Schleifscheibenvorrichtung für ein Schleifgerät aufweisend zumindest eine Schleifauflage und einen mit der Schleifauflage fest verbundenen Trägerteller. Der Trägerteller weist zumindest eine Tragefläche auf, über die der Trägerteller mit der Schleifauflage verbunden ist. Ebenso weist die Schleifauflage zumindest eine Verbindungsfläche auf, über die die Schleifauflage mit der Tragefläche des Trägertellers verbunden ist. Die Schleifauflage bildet ferner zumindest eine der Verbindungsfläche gegenüberliegende und dem Trägerteller abgewandte, abrasive Schleiffläche. Die Schleifscheibenvorrichtung zeichnet sich insbesondere dadurch aus, dass die Schleifauflage und der Trägerteller mittels Reibschweißen miteinander verbunden sind, wobei die Verbindungsfläche der Schleifauflage und die Tragefläche des Trägertellers wenigstens abschnittsweise miteinander verschweißt sind und dadurch mehrere Verbindungsstellen zwischen der Tragefläche des Trägertellers und der Verbindungsfläche der Schleifauflage ausgebildet sind. Der Trägerteller und die Schleifauflage sind dabei an den Verbindungsstellen stoffschlüssig miteinander verbunden. The invention also relates to a grinding wheel device for a grinding device, having at least one grinding pad and a carrier plate firmly connected to the grinding pad. The backing plate has at least one support surface, via which the backing plate is connected to the sanding pad. Likewise, the Grinding pad at least one connecting surface via which the grinding pad is connected to the supporting surface of the carrier plate. The grinding pad also forms at least one abrasive grinding surface that lies opposite the connecting surface and faces away from the carrier plate. The grinding wheel device is characterized in particular by the fact that the grinding pad and the carrier plate are connected to one another by means of friction welding, with the connecting surface of the grinding pad and the supporting surface of the carrier plate being welded to one another at least in sections, and as a result several connecting points are formed between the supporting surface of the carrier plate and the connecting surface of the grinding pad are. The backing plate and the sanding pad are connected to one another in a materially bonded manner at the connection points.
Durch die an mehreren Verbindungsstellen stoffschlüssig mit dem Trägerteller verbundene Schleifauflage weist die vorliegende Schleifscheibenvorrichtung besonders vorteilhaft höchste Schleifleistung auf, da die Anbindung der Schleifauflage an dem Trägerteller unmittelbar und direkt und damit ausgenommen stabil und fest ist. Die mehreren Verbindungsstellen, die vorteilhaft über die gesamte Oberfläche der Verbindungsfläche bzw. der Tragefläche gleichmäßig verteilt sind, resultieren in einer Befestigung mit flächiger Verbindungswirkung. Dies führt zu einer insgesamt härteren Schleifscheibenvorrichtung, insbesondere zu einer stabilisierten Schleiffläche mit größerer Härte. Die erfindungsgemäße Schleifscheibenvorrichtung kann dadurch vorteilhaft unter Vermeidung störender Vibrationen, nämlich besonders vorteilhaft vibrationsfrei in einem Schleifgerät rotierend betrieben werden. Dies wirkt sich besonders vorteilhaft aus, da solche Schleifgeräte mit hohen Drehzahlen, beispielweise in einem Bereich von 10.000 bis 15.000 Umdrehungen pro Minute betrieben werden und die Vermeidung von Vibrationen bei derartig hohen Drehzahlen zu einem insbesondere sicheren und effizienten Betrieb führt. Due to the grinding pad materially connected to the carrier plate at several connection points, the present grinding wheel device particularly advantageously has the highest grinding performance, since the connection of the grinding pad to the carrier plate is direct and direct and therefore exceptionally stable and firm. The multiple connection points, which are advantageously evenly distributed over the entire surface of the connection surface or the supporting surface, result in a fastening with a flat connection effect. This results in an overall harder grinding wheel assembly, particularly a stabilized grinding surface with greater hardness. The grinding wheel device according to the invention can thus advantageously be operated in rotation in a grinding device while avoiding disruptive vibrations, namely particularly advantageously without vibrations. This has a particularly advantageous effect, since such grinding devices are operated at high speeds, for example in a range from 10,000 to 15,000 revolutions per minute, and the avoidance of vibrations at such high speeds leads to particularly safe and efficient operation.
Die vorliegende Schleifscheibenvorrichtung ist über ein Verfahren, wie es oberhalb im Detail beschrieben ist, herstellbar bzw. hergestellt. Sämtliche im Zusammenhang mit dem oberhalb erläuterten Verfahren bereits genannten Vorteile hinsichtlich der mit diesem Verfahren hergestellten Schleifscheibenvorrichtung treffen daher selbstredend auch auf die erfindungsgemäße Schleifscheibenvorrichtung zu. An dieser Stelle wird deshalb ausdrücklich auf die diesbezüglich bereits oberhalb genannten Vorteile verwiesen. The present grinding wheel assembly is manufacturable via a method as detailed above. All the advantages already mentioned in connection with the method explained above with regard to the grinding wheel device produced with this method therefore of course also apply to the grinding wheel device according to the invention. At this point, reference is therefore expressly made to the advantages already mentioned above in this regard.
Bevorzugt sind die Verbindungsstellen gleichmäßig verteilt über die Tragefläche des Trägertellers angeordnet. Insbesondere bevorzugt ist die Tragefläche des Trägertellers profiliert ausgebildet, wobei dazu an der Tragefläche mehrere, jeweilige Kontaktflächen bildende Vorsprünge vorgesehen sind. Die Verbindungsstellen zwischen der Tragefläche des Trägertellers und der Verbindungsfläche der Schleifauflage sind hierbei im Bereich der Kontaktflächen ausgebildet. The connection points are preferably distributed evenly over the supporting surface of the carrier plate. The supporting surface of the The carrier plate is profiled, with a plurality of projections forming respective contact surfaces being provided for this purpose on the carrying surface. The connecting points between the supporting surface of the carrier plate and the connecting surface of the sanding pad are formed in the area of the contact surfaces.
Gemäß einer besonders bevorzugten Ausführungsform ist die Schleifscheibenvorrichtung recycelbar, wobei hierzu die Schleifauflage und der Trägerteller durch gezielte Temperaturbehandlung trennbar sind. Die gezielte Temperaturbehandlung ist vorzugsweise eine kurzzeitige, gerichtete bzw. gezielte Erwärmung bzw. Erhitzung. Insbesondere kann dadurch das Material des Trägertellers einem Wiederverwertungsprozess, beispielsweise einem Recycling sortenreiner Materialien, zugeführt werden. According to a particularly preferred embodiment, the grinding wheel device is recyclable, with the grinding pad and the carrier plate being separable for this purpose by targeted heat treatment. The targeted temperature treatment is preferably a short-term, directed or targeted warming or heating. In this way, in particular, the material of the carrier plate can be fed to a recycling process, for example a recycling of sorted materials.
Kurze Beschreibung der Zeichnungen Brief description of the drawings
Die Erfindung soll nachfolgend anhand von Ausführungsbeispielen im Zusammenhang mit den Zeichnungen näher erläutert werden. Es zeigen The invention will be explained in more detail below using exemplary embodiments in connection with the drawings. Show it
Fig. 1 eine schematische Draufsicht auf ein erstes Ausführungsbeispiel der Schleifscheibenvorrichtung gemäß der Erfindung; 1 shows a schematic plan view of a first embodiment of the grinding wheel device according to the invention;
Fig. 2 einen Schnitt durch die Schleifscheibenvorrichtung der Figur 1; FIG. 2 shows a section through the grinding wheel device of FIG. 1;
Fig. 3 eine perspektivische Ansicht der Schleifscheibenvorrichtung der Figur 1; FIG. 3 is a perspective view of the grinding wheel assembly of FIG. 1;
Fig. 4-6 eine alternative Ausführungsform der Schleifscheibenvorrichtung gemäß der Erfindung, wiederum in Draufsicht, in einer Schnittdarstellung und in einer perspektivischen Ansicht; Figures 4-6 show an alternative embodiment of the grinding wheel device according to the invention, again in top view, in a sectional view and in a perspective view;
Fig. 7-9 eine weitere alternative Ausführungsform der Schleifscheibenvorrichtung gemäß der Erfindung, bei der die Schleifauflage aus Schleiflamellen besteht, wiederum in Draufsicht, in einer Schnittdarstellung und in einer perspektivischen Ansicht; 7-9 show a further alternative embodiment of the grinding wheel device according to the invention, in which the grinding pad consists of grinding flaps, again in top view, in a sectional view and in a perspective view;
Fig. 10-12 eine weitere alternative Ausführungsform der Schleifscheibenvorrichtung gemäß der Erfindung, bei der die Schleifauflage aus Schleiflamellen besteht, und zwar in einer unterseitigen Ansicht, in einer Schnittdarstellung und in einer perspektivischen Ansicht von unten; 10-12 a further alternative embodiment of the grinding wheel device according to the invention, in which the grinding pad consists of grinding flaps, namely in a bottom view, in a sectional view and in a perspective view from below;
Fig. 13-15 eine weitere alternative Ausführungsform der Schleifscheibenvorrichtung gemäß der Erfindung, bei der die Schleifauflage aus Schleiflamellen besteht, wiederum in einer unterseitigen Ansicht, in einer Schnittdarstellung und in einer perspektivischen Ansicht von unten; 13-15 show a further alternative embodiment of the grinding wheel device according to the invention, in which the grinding pad consists of grinding flaps, again in a bottom view, in a sectional view and in a perspective view from below;
Fig. 16-18 eine nochmals weitere Ausführungsform der Schleifscheibenvorrichtung gemäß der Erfindung, wiederum in Draufsicht, in einer Schnittdarstellung und in einer perspektivischen Ansicht; 16-18 show yet another embodiment of the grinding wheel device according to the invention, again in plan view, in a sectional view and in a perspective view;
Fig. 19-21 eine nochmals weitere Ausführungsform der Schleifscheibenvorrichtung gemäß der Erfindung, wiederum in Draufsicht, in einer Schnittdarstellung und in einer perspektivischen Ansicht; 19-21 show yet another embodiment of the grinding wheel device according to the invention, again in plan view, in a sectional view and in a perspective view;
Fig. 22 A - D verschiedene Ausführungsvarianten eines Trägertellers mit profilierter Tragefläche in Draufsicht (A und B) bzw. ausschnittsweise im Schnitt (C und D) und 22 A - D different design variants of a carrier plate with profiled bearing surface in plan view (A and B) or in section (C and D) and
Fig. 23 eine nochmals weitere Ausführungsform der Schleifscheibenvorrichtung gemäß der Erfindung in Draufsicht auf die Oberseite. Fig. 23 shows yet another embodiment of the grinding wheel device according to the invention in top plan view.
Wege zur Ausführung der Erfindung Ways to carry out the invention
Allen nachfolgend beschriebenen Ausführungsbeispielen gemeinsam ist, dass die Schleifscheibenvorrichtung 10 einen im Wesentlichen kreisförmigen Trägerteller 12 umfasst, der mit einer abrasiven Schleifauflage 14 bestückt ist, derart, dass die Schleifauflage 14 und der Trägerteller 12 ohne Zwischenschicht direkt und unmittelbar miteinander verbunden sind. Diejenige Seite der Schleifscheibenvorrichtung 10, auf der die abrasive Schleifauflage 14 angeordnet ist, stellt eine Unterseite U der Schleifscheibenvorrichtung 10 dar, welcher eine durch den Trägerteller 12 definierte Oberseite O gegenüberliegt. Eine beispielhafte Ausführungsform ist in Figur 23 in einer Draufsicht auf die Oberseite O der Schleifscheibenvorrichtung 10 dargestellt, welche den Trägerteller 12 und die direkt damit verschweißte Schleifauflage 14 umfasst, wobei der Trägerteller 12 in dem Beispiel der Figur 23 optional mit einem Nabenteil 18 ausgestattet ist. Die Schleifscheibenvorrichtung 10 - und zwar in allen dargestellten Ausführungsvarianten - ist mittels des vorliegenden erfindungsgemäßen Verfahrens hergestellt, wobei der zur Verwendung in dem Verfahren bereitgestellte Trägerteller 12 sowie die zur Verwendung in dem Verfahren bereitgestellte Schleifauflage 14 bei dem Verfahren mittels Reibschweißen miteinander verschweißt sind, so dass Trägerteller 12 und Schleifauflage 14 bei der vorliegenden Schleifscheibenvorrichtung 10 wenigstens abschnittsweise stoffschlüssig miteinander verbunden sind. Die stoffschlüssige Verbindung ist hierbei zwischen einer Verbindungsfläche Fv der Schleifauflage 14 und einer Tragefläche 12a des Trägertellers 12 hergestellt, und zwar insbesondere an mehreren, definierten Kontaktstellen dieser Flächen. What all of the exemplary embodiments described below have in common is that the grinding wheel device 10 comprises an essentially circular carrier plate 12 which is fitted with an abrasive grinding pad 14 in such a way that the grinding pad 14 and the carrier plate 12 are directly and immediately connected to one another without an intermediate layer. That side of the grinding wheel device 10 on which the abrasive grinding pad 14 is arranged represents an underside U of the grinding wheel device 10 , which is opposite an upper side O defined by the carrier plate 12 . An exemplary embodiment is shown in Figure 23 in a plan view of the upper side O of the grinding wheel device 10, which comprises the carrier plate 12 and the grinding pad 14 welded directly thereto, with the carrier plate 12 in the example in Figure 23 optionally being equipped with a hub part 18. The grinding wheel device 10 - in all illustrated embodiment variants - is produced by means of the present inventive method, with the carrier plate 12 provided for use in the method and the grinding pad 14 provided for use in the method being welded to one another in the method by means of friction welding, so that The carrier plate 12 and the grinding pad 14 in the present grinding wheel device 10 are at least partially bonded to one another. The integral connection is made between a connecting surface Fv of the grinding pad 14 and a bearing surface 12a of the carrier plate 12, specifically at several defined contact points of these surfaces.
Im Folgenden wird zunächst anhand einer beispielhaften Ausführungsvariante des Verfahrens der Ablauf zur Herstellung der Schleifscheibenvorrichtung 10 beschrieben. In the following, the process for producing the grinding wheel device 10 is first described using an exemplary embodiment variant of the method.
Bei dem Verfahren wird zunächst die Schleifauflage 14, beispielsweise eine als Vulkanfiberscheibe ausgebildete Schleifscheibe bereitgestellt, die eine abrasive Schleiffläche Fs in Form einer Schleifkörnung und eine der Schleiffläche Fs gegenüberliegende Verbindungsfläche Fv aufweist. Ferner wird der Trägerteller 12 mit Tragefläche 12a zur tragenden Aufnahme der Schleifauflage 14 bereitgestellt. Beispielsweise ist der Trägerteller 12 aus einem thermoplastischen Polymer, wie zum Beispiel Polyamid oder anderen Kunststoffen, gefertigt. Beide Werkstücke, nämlich Schleifauflage 14 und Trägerteller 12, werden in eine Reibschweißvorrichtung, vorzugsweise eine Rotationsreibschweißvorrichtung eingebracht und dort eingespannt, so dass die Verbindungsfläche Fv der Schleifauflage 14 und die Tragefläche 12a des Trägertellers 12 einander zugewandt sind. Hierbei wird beispielsweise die Schleifauflage 14 feststehend an einer entsprechenden Werkstückaufnahme eingespannt, vorzugsweise mit Hilfe eines geeigneten Adapterstücks unter Schonung der Schleifkörnung, und der Trägerteller 12 wird rotierbar eingespannt und zwar in einer entsprechenden, rotierbaren bzw. rotierend angetriebenen Werkstückaufnahme. In the method, the grinding pad 14, for example a grinding wheel designed as a vulcanized fiber disc, is first provided, which has an abrasive grinding surface Fs in the form of abrasive grain and a connecting surface Fv opposite the grinding surface Fs. Furthermore, the carrier plate 12 is provided with a carrying surface 12a for receiving the sanding pad 14 in a supporting manner. For example, the carrier plate 12 is made of a thermoplastic polymer, such as polyamide or other plastics. Both workpieces, namely grinding pad 14 and carrier plate 12, are placed in a friction welding device, preferably a rotary friction welding device, and clamped there so that the connecting surface Fv of the grinding pad 14 and the supporting surface 12a of the carrier plate 12 face each other. Here, for example, the grinding pad 14 is clamped in a fixed manner on a corresponding workpiece holder, preferably with the aid of a suitable adapter piece while protecting the abrasive grain, and the carrier plate 12 is clamped in a rotatable manner, specifically in a corresponding, rotatable or rotatingly driven workpiece holder.
In wenigstens einem ersten Teilschritt des Reibschweißens werden die Verbindungsfläche Fv und die Tragefläche 12a zumindest abschnittsweise in Kontakt gebracht. Insbesondere ist hierzu die Tragefläche 12a des Trägertellers 12 profiliert ausgebildet und verfügt über mehrere Vorsprünge 15, die Kontaktflächen 13 zur Verfügung stellen (siehe dazu Figur 22 A - D). Der Trägerteller 12 wird vor, während oder nach dem abschnittsweisen „In-Kontakt-Bringen" der Tragefläche 12a und der Verbindungsfläche Fv in Rotation versetzt, und zwar beispielsweise mit einer Umdrehungszahl von etwa 1900 Umdrehungen pro Minute. In at least a first partial step of the friction welding, the connecting surface Fv and the supporting surface 12a are brought into contact at least in sections. In particular, the supporting surface 12a of the carrier plate 12 is profiled for this purpose and has a plurality of projections 15 which provide contact surfaces 13 (see FIGS. 22 A-D). The carrier plate 12 is before, during or after the sectional "contacting" the support surface 12a and the Connecting surface Fv set in rotation, for example at a speed of about 1900 revolutions per minute.
Resultierend aus der rotierenden Bewegung des Trägertellers 12 und der feststehenden Positionierung der Schleifauflage 14 werden die eingespannte Schleifauflage 14 und der eingespannte Trägerteller 12 in wenigstens einem zweiten Teilschritt des Reibschweißens relativ zueinander bewegt, nämlich gegeneinander rotierend bewegt. Gleichzeitig wird in diesem zweiten Teilschritt des Reibschweißens der Trägerteller 12 mit einer vorgegebenen Anpresskraft an die feststehende Schleifauflage 14 angepresst. Durch die Reibung, die aufgrund der Rotation des Trägertellers 12 in Zusammenwirkung mit der Anpresskraft bzw. dem dadurch aufkommenden Anpressdruck an den Kontaktpunkten zwischen Trägerteller 12 und Schleifauflage 14 auftritt, nämlich insbesondere dort, wo die Kontaktflächen 13 des Trägertellers 12 an die Verbindungsfläche Fv der Schleifauflage 14 angepresst werden, entsteht Wärme bzw. Hitze, und zwar insbesondere punktuell an den besagten Kontaktpunkten bzw. in den Kontaktbereichen. Diese punktuelle Wärme bzw. Hitze führt in den Kontaktbereichen zur Plastifizierung von Material des Trägertellers 12, insbesondere von Material der Kontaktflächen 13 des Trägertellers 12. Beispielsweise setzt eine derartige, insbesondere ebenfalls punktuelle Plastifizierung ein, sobald Temperaturen von punktuell rund 250°C etwa 290°C, insbesondere 260°C bis 280°C erreicht werden. Je nach verwendetem Trägertellers 12 bestehen jedoch in Abhängigkeit des Materials des Trägertellers 12 Unterschiede in der Plastifizierungstemperatur, so dass bei dem Verfahren beispielsweise abhängig von dem Material des Trägertellers 12 die Rotationsgeschwindigkeit bzw. Umdrehungszahlen und/oder die Anpresskraft gesteuert eingestellt werden. As a result of the rotating movement of the carrier plate 12 and the fixed positioning of the grinding pad 14, the clamped grinding pad 14 and the clamped carrier plate 12 are moved relative to one another in at least a second partial step of the friction welding, namely rotated against one another. At the same time, in this second partial step of the friction welding, the carrier plate 12 is pressed against the fixed grinding pad 14 with a predetermined contact pressure. Due to the friction that occurs due to the rotation of the backing plate 12 in conjunction with the contact pressure or the resulting contact pressure at the contact points between the backing plate 12 and the sanding pad 14, namely in particular where the contact surfaces 13 of the backing plate 12 meet the connecting surface Fv of the sanding pad 14 are pressed, warmth or heat is generated, in particular at specific points at said contact points or in the contact areas. In the contact areas, this local warmth or heat leads to plasticization of the material of the carrier plate 12, in particular of the material of the contact surfaces 13 of the carrier plate 12. For example, such plasticization, which is also particularly local, begins as soon as temperatures of around 250° C. at certain points rise to around 290° C, in particular 260°C to 280°C. Depending on the carrier plate 12 used, however, there are differences in the plasticizing temperature depending on the material of the carrier plate 12, so that in the method, for example, the rotational speed or number of revolutions and/or the contact pressure are set in a controlled manner depending on the material of the carrier plate 12.
Sobald eine vorhandene Plastifizierung zu detektieren ist, wird bei dem Reibschweißen vorteilhaft in einem dritten Teilschritt die Rotation des Trägertellers 12 abgestoppt während das Anpressen des Trägertellers 12 an die Schleifauflage 14 mit gleichbleibender Anpresskraft aufrechterhalten oder mit erhöhter Anpresskraft fortgeführt wird. Das Abstoppen erfolgt dabei vorzugsweise sehr schnell bzw. abrupt, so dass der Trägerteller 12 innerhalb von zehntel Sekunden zum Stehen kommt. Das weitere „Halten" in der Anpressposition, während dessen ein schnelles Abkühlen der punktuell erwärmten Bereiche sowie ein Aushärten des plastifizierten Materials stattfindet, unterstützt die korrekte und präzise Verbindung, die dabei mit ausreichender Festigkeit hergestellt wird. Mit dem beschriebenen Reibschweißen werden die Schleifauflage 14 und der Trägerteller 12 somit durch wenigstens abschnittsweise stoffschlüssige Verbindung der Verbindungsfläche Fv und der Tragefläche 12a miteinander verschweißt As soon as an existing plasticization can be detected, the rotation of the carrier plate 12 is advantageously stopped in a third partial step during friction welding, while the pressing of the carrier plate 12 onto the grinding pad 14 is maintained with a constant contact pressure or is continued with an increased contact pressure. The stopping preferably takes place very quickly or abruptly, so that the carrier plate 12 comes to a standstill within tenths of a second. The further "holding" in the pressing position, during which rapid cooling of the selectively heated areas and hardening of the plasticized material takes place, supports the correct and precise connection, which is produced with sufficient strength. With the friction welding described, the grinding pad 14 and the carrier plate 12 are thus welded to one another by at least partially materially bonded connection of the connecting surface Fv and the supporting surface 12a
Das erfindungsgemäße Verfahren wird gesteuert und/oder geregelt durchgeführt, wobei einerseits mittels einer geeigneten Steuerung die Bewegungsfrequenz, insbesondere Rotationsgeschwindigkeit gesteuert einstellbar ist und zwar in Abhängigkeit des Materials der Werkstücke, insbesondere des Trägertellers 12. Ferner können die Bewegungsfrequenz, insbesondere Rotationsgeschwindigkeit und die Anpresskraft in gegenseitiger Abhängigkeit voneinander eingestellt, insbesondere geregelt bzw. gesteuert werden, so dass zum Beispiel Überhitzungen vermieden werden. Additiv oder alternativ kann mittels geeigneter Steuerung die Bewegung bzw. Rotation und/oder das Abstoppen, nämlich Bremsen beispielsweise zeitabhängig, temperaturabhängig oder abhängig von einer detektierten einsetzenden Plastifizierung des Materials der Tragefläche 12a gesteuert bzw. geregelt werden. Dies kann beispielsweise basierend auf Zeitmessungen oder Messungen der Temperatur, Härte, oder Viskosität des Materials an der Tragefläche 12a oder Messung der Reibungskraft erfolgen. The method according to the invention is carried out in a controlled and/or regulated manner, with the movement frequency, in particular the rotational speed, being able to be set in a controlled manner by means of a suitable controller, depending on the material of the workpieces, in particular the carrier plate 12. Furthermore, the movement frequency, in particular the rotational speed and the contact pressure in mutual dependence on one another, in particular regulated or controlled, so that, for example, overheating can be avoided. Additionally or alternatively, the movement or rotation and/or stopping, namely braking, for example, can be controlled or regulated as a function of time, temperature or depending on a detected incipient plasticization of the material of the support surface 12a by means of a suitable controller. This can be done, for example, based on time measurements or measurements of the temperature, hardness or viscosity of the material on the support surface 12a or measurement of the frictional force.
Im Folgenden werden die verschiedenen Ausführungsvarianten der gemäß dem vorliegenden Verfahren hergestellten Schleifscheibenvorrichtung 10 mehr im Detail beschrieben. Im Ausführungsbeispiel der Figuren 1 bis 3 ist der bereitgestellte Trägerteller 12 mittels Spritzgießen gefertigt und besteht aus Kunststoff, beispielsweise ABS, da dieses Material eine ausreichende Elastizität besitzt, sowie eine lange Lebensdauer hat. Für den Trägerteller 12 können alternativ jedoch auch andere spritzbare Kunststoffe verwendet werden, wie zum Beispiel Polyamid, insbesondere Polyamid PA6, ganz besonders bevorzugt glasfaserverstärktes Polyamid mit beispielsweise 30% Glasfaseranteil, wie z.B. PA6-GF30. Die die Verbindungsfläche Fv und die Schleiffläche Fs aufweisende Schleifauflage 14 besteht in dem Beispiel der Figuren 1-3 aus einer flachen, kreisförmigen Schmirgelscheibe 16. The different embodiment variants of the grinding wheel device 10 manufactured according to the present method are described in more detail below. In the exemplary embodiment of FIGS. 1 to 3, the carrier plate 12 provided is manufactured by means of injection molding and consists of plastic, for example ABS, since this material has sufficient elasticity and has a long service life. Alternatively, however, other injectable plastics can also be used for the carrier plate 12, such as polyamide, in particular polyamide PA6, very particularly preferably glass fiber reinforced polyamide with, for example, 30% glass fiber content, such as PA6-GF30. In the example of FIGS. 1-3, the grinding pad 14 having the connecting surface Fv and the grinding surface Fs consists of a flat, circular sanding disk 16.
Im Ausführungsbeispiel der Figur 1 bis Figur 3 ist an der Oberseite O der Schleifscheibenvorrichtung 10 einstückig mit dem Trägerteller 12 ein Nabenteil 18 ausgebildet, von dem radial nach außen Ventilationsrippen 20 abstehen. Diese sorgen bei den im Betrieb der Schleifscheibenvorrichtung 10 erzeugten Drehzahlen für einen ausreichenden Kühlluftstrom über die Fläche der Trägerplatte 12. Wie die Figuren 2 und 3 zeigen, weist das Nabenteil 18 ein Innengewinde 22 auf, so dass der Trägerteller 12 auf einer Antriebswelle eines Schleifgerätes, insbesondere einer Schleifmaschine, wie zum Beispiel einem Winkelschleifer, befestigt werden kann. In the exemplary embodiment of FIG. 1 to FIG. 3, a hub part 18 is formed on the upper side O of the grinding wheel device 10 in one piece with the carrier plate 12, from which the ventilation ribs 20 protrude radially outwards. At the speeds generated during operation of the grinding wheel device 10, these ensure a sufficient flow of cooling air over the surface of the carrier plate 12. As shown in FIGS. 2 and 3, the hub part 18 has an internal thread 22 so that the carrier plate 12 can be attached to a drive shaft of a grinding device, in particular a grinding machine such as an angle grinder.
Die im Wesentlichen ringförmige Schleifauflage 14, welche im Bereich des Nabenteils 18 eine zentrale Durchbrechung umfasst, weist eine ringförmige Verbindungsfläche Fv sowie eine ringförmige, durchgehende Schleiffläche Fs auf, wobei sich die ringförmigen Flächen über mehr als 90% der Gesamtfläche der Unterseite U der Schleifscheibenvorrichtung 10 erstrecken. The essentially ring-shaped grinding pad 14, which includes a central opening in the area of the hub part 18, has a ring-shaped connecting surface Fv and a ring-shaped, continuous grinding surface Fs, with the ring-shaped surfaces extending over more than 90% of the total area of the underside U of the grinding wheel device 10 extend.
Zur weiteren, verbesserten Kühlung sind in dem Trägerteller 12 des dargestellten Beispiels über dessen Außenumfang bzw. über die Oberseite O verteilte Schlitze 24 eingearbeitet bzw. eingeformt, die für den Durchtritt von Kühlluft sowohl gegen die Verbindungsfläche Fv der Schleifauflage 14, welche auch als Innenfläche gesehen werden kann, als auch gegen das bearbeitete Werkstück sorgen. Die Kühlluftschlitze 24 sind entsprechend der aus DE 10 2016 102 037 B4 bekannten Lehre ausgearbeitet und werden hier nicht nochmals erläutert. For further, improved cooling, slits 24 distributed over the outer circumference or over the upper side O are worked into or formed in the carrier plate 12 of the example shown, which allow cooling air to pass through both against the connecting surface Fv of the grinding pad 14, which is also seen as the inner surface can be, as well as against the machined workpiece. The cooling air slots 24 are designed in accordance with the teaching known from DE 10 2016 102 037 B4 and are not explained again here.
Die Figuren 4 bis 6 zeigen eine Variante, bei der abweichend von dem Beispiel der Figuren 1 bis 3 das mittlere Nabenteil 18 schalenförmig flach ausgebildet ist und keine Ventilationsrippen hat. In diesem Ausführungsbeispiel der Figuren 4 bis 6 ist die zentrale Durchbrechung der Schleifauflage 14 im Bereich des Nabenteils 18 größer als in dem Beispiel der Figuren 1 bis 3, so dass der Flächenanteil der ringförmigen, durchgehenden Verbindungsfläche Fv und Schleiffläche Fs an der Gesamtfläche der Unterseite U der Schleifscheibenvorrichtung 10 geringer ist als im Beispiel der Figuren 1 bis 3. FIGS. 4 to 6 show a variant in which, unlike in the example in FIGS. In this exemplary embodiment in Figures 4 to 6, the central opening in the grinding pad 14 in the area of the hub part 18 is larger than in the example in Figures 1 to 3, so that the surface area of the annular, continuous connecting surface Fv and grinding surface Fs in the total area of the underside U of the grinding wheel device 10 is less than in the example of Figures 1 to 3.
Bei der alternativen, ebenso bevorzugten Variante der Figuren 7 bis 9 besteht die Schleifauflage 14 aus fächerförmig angeordneten Schleiflamellen 26. Die fächerförmig angeordneten Schleiflamellen 26 bilden wiederum ein flache Schleifauflage 14 mit Verbindungsfläche Fv und Schleiffläche Fs, welche auch in dieser Ausführungsform aufgrund der Überlappungen der fächerförmig angeordneten Schleiflamellen 26 als jeweilige ringförmige, durchgehende Flächen ausgebildet sind. In the alternative, equally preferred variant of Figures 7 to 9, the sanding pad 14 consists of sanding lamellae 26 arranged in a fan shape arranged abrasive flaps 26 are formed as respective annular, continuous surfaces.
In der Ausführungsform der Figuren 10 bis 12 hat das Nabenteil 18 ähnlich wie in dem Ausführungsbeispiel der Figuren 4 bis 6 keine Ventilationsrippen. Auch fehlen bei diesem Ausführungsbeispiel die Luftschlitze am Außenumfang des Trägertellers 12. In the embodiment of FIGS. 10 to 12, the hub part 18 has no ventilation ribs, similar to the embodiment of FIGS. 4 to 6. Also missing in this embodiment, the air slots on the outer circumference of the carrier plate 12.
Die Figuren 13 bis 15 zeigen eine abgeänderte Ausführungsform mit einem ähnlich wie in dem Beispiel der Figuren 4 bis 6 ausgebildeten Trägerteller 12, wobei hier wie auch in dem Beispiel der Figuren 10 bis 12 die Schleifauflage 14 aus fächerförmig angeordneten Schleiflamellen 26 besteht, mit denen der Trägerteller 12 abschnittsweise verschweißt ist. Figures 13 to 15 show a modified embodiment with a carrier plate 12 designed similarly to the example in Figures 4 to 6, whereby here, as in the example in Figures 10 to 12, the sanding pad 14 consists of sanding flaps 26 arranged in a fan shape, with which the Carrier plate 12 is welded in sections.
Schließlich zeigen die Figuren 16 bis 18 eine Ausführungsform mit einem Trägerteller 12, der am Außenumfang Kühlluftschlitze 24 für den Durchtritt von Kühlluft hat und bei dem auch die flache, etwa schüsselförmige Nabe 18 zusätzlich zu den Ventilationsrippen 20 Kühlluftdurchtrittsschlitze 28 für den Durchtritt von Kühlluft aufweist. Die Schleifauflage 14 besteht hier aus fächerförmig angeordneten Schleiflamellen 26. Finally, Figures 16 to 18 show an embodiment with a carrier plate 12 which has cooling air slots 24 on the outer circumference for the passage of cooling air and in which the flat, approximately bowl-shaped hub 18 also has cooling air passage slots 28 for the passage of cooling air in addition to the ventilation ribs 20. The sanding pad 14 here consists of sanding flaps 26 arranged in a fan shape.
In den Figuren 19 bis 21 ist ein Ausführungsbeispiel der Schleifscheibenvorrichtung 10 gezeigt, bei dem die Schleifauflage 14 durch eine Schleifscheibe bzw. Schmirgelscheibe 16 gebildet ist. Bei der Schleifscheibe handelt es sich um eine Vulkanfiberscheibe, bei der die Schleiffläche Fs durch ein gestreutes Schleifkorn- Schleifmittel gebildet ist. FIGS. 19 to 21 show an embodiment of the grinding wheel device 10 in which the grinding pad 14 is formed by a grinding wheel or emery wheel 16 . The grinding wheel is a vulcanized fiber wheel in which the grinding surface Fs is formed by a scattered abrasive grain abrasive.
Bei der Schleifscheibenvorrichtung 10 des Beispiels der Figuren 19 bis 21 ist das Nabenteil 18 mit Ventilationsrippen 20 sowie mit Innengewinde 22 ausgebildet. In dem Trägerteller 12 sind jedoch keine Kühlluftschlitze vorgesehen. In the grinding wheel device 10 of the example in FIGS. 19 to 21, the hub part 18 is designed with ventilation ribs 20 and with an internal thread 22 . However, no cooling air slots are provided in the carrier plate 12 .
Zur zusätzlichen Verbesserung der Stabilität, Steifigkeit und Biegefestigkeit sind an der Oberseite O der Schleifscheibenvorrichtung 10 an dem Trägerteller 12 Versteifungsstrukturen ausgebildet, und zwar im dargestellten Beispiel in Form einer Ringrippe 30. Ferner ist eine Ringnut 32 vorgesehen, die der Verbesserung der Elastizität beim Schleifen dient. To further improve the stability, rigidity and flexural strength, stiffening structures are formed on the upper side O of the grinding wheel device 10 on the carrier plate 12, in the example shown in the form of an annular rib 30. An annular groove 32 is also provided, which serves to improve elasticity during grinding .
In den Figuren 22 A bis D sind verschiedene Ausführungsvarianten von Trägertellern 12 dargestellt, bei denen die Tragefläche 12a profiliert ausgebildet ist und die Trägerteller 12 dazu mit Vorsprüngen 15 ausgestattet sind. Die Vorsprünge 15 in der profilierten Tragefläche 12a des Trägertellers 12 stellen dabei jeweilige Kontaktflächen 13 für die stoffschlüssige Verbindung mit der Schleifauflage 14 bereit. Die Kontaktflächen 13 verlaufen dabei vorzugsweise in einer Vorsprungsebene E2, welche beispielsweise im Wesentlichen parallel zu einer Basisebene El der Tragefläche 12a orientiert ist. Es versteht sich, dass in Ausführungsvarianten, in denen der Trägerteller 12 bombiert ausgebildet ist und die Tragefläche 12a daher leicht gewölbt ist, auch die Kontaktflächen 13 in einer der Form der Tragefläche 12a korrespondierenden Wölbungsfläche angeordnet sind. In the figures 22 A to D different embodiment variants of support plates 12 are shown, in which the support surface 12a is formed profiled and the support plates 12 are equipped with projections 15 for this purpose. The projections 15 in the profiled support surface 12a of the support plate 12 provide respective contact surfaces 13 for the integral connection with the grinding pad 14 . The contact surfaces 13 preferably run in a projection plane E2, which is oriented, for example, essentially parallel to a base plane El of the supporting surface 12a. It goes without saying that in embodiment variants in which the carrier plate 12 is cambered and the supporting surface 12a is therefore slightly curved, the contact surfaces 13 are also arranged in a curved surface corresponding to the shape of the supporting surface 12a.
Die Vorsprünge 15 können, wie beispielhaft in Figur 22B dargestellt, noppenartig ausgebildet sein. Die noppenartigen Vorsprünge 15 des dargestellten Beispiels sind gleichmäßig verteilt über die Tragefläche 12a angeordnet und weisen eine im Wesentlichen sechseckige Umfangform auf. Selbstverständlich können die noppenartigen Vorsprünge 15 auch beliebige andere Umfangsformen aufweisen und können z.B. auch pyramidenstumpfförmig oder kegelstumpfförmig ausgebildet sein. The projections 15 can, as shown by way of example in FIG. 22B, be designed in the manner of nubs. The nub-like projections 15 of the illustrated example are arranged in a uniformly distributed manner over the supporting surface 12a and have an essentially hexagonal peripheral shape. Of course, the nub-like projections 15 can also have any other peripheral shape and can also be designed, for example, in the shape of a truncated pyramid or a truncated cone.
Im Beispiel der Figur 22A sind die Vorsprünge 15 als Ringrippen ausgebildet. Alternativ können die Vorsprünge 15 auch stegartig, federartig oder rippenartig ausgebildet sein oder in Form vorstehender spiralförmiger Vorsprünge bzw. Erhebungen. Wie anhand der als Schnitt dargestellten Ausschnitte der Figuren 22 C und D veranschaulicht wird, können Seitenflanken der Vorsprünge 15 im Wesentlichen senkrecht zur Basisebene El der Tragefläche 12a orientiert sein oder schräg zu dieser verlaufen. In the example of FIG. 22A, the projections 15 are designed as annular ribs. Alternatively, the projections 15 can also be web-like, spring-like or rib-like or in the form of protruding spiral-shaped projections or elevations. As is illustrated by the sections of FIGS. 22 C and D shown as a section, side flanks of the projections 15 can be oriented essentially perpendicularly to the base plane E1 of the supporting surface 12a or run obliquely to it.
Bezugszeichenliste Reference List
10 Schleifscheibenvorrichtung 10 grinding wheel device
12 Trägerteller 12 carrier plates
12a Tragefläche 12a carrying surface
13 Kontaktflächen 13 contact surfaces
14 Schleifauflage 14 sanding pad
15 Vorsprünge 15 projections
16 Schleifscheibe oder Schmirgelscheibe 16 grinding wheel or emery wheel
18 Nabenteil 18 hub part
20 Ventialtionsrippe 20 ventilation rib
22 Innengewinde 22 female thread
24 Kühlluftschlitze 24 cooling air slots
26 Schleiflamellen 26 grinding flaps
28 Kühlluftdurchtrittsschlitze 28 cooling air passage slots
30 Ringrippe 30 ring rib
32 Ringnut 32 ring groove
El Basisebene El base level
E2 Vorsprungsebene E2 ledge level
Fs Schleiffläche Fs grinding surface
Fv Verbindungsfläche Fv interface
O Oberseite O top
U Unterseite U bottom

Claims
- 26 - - 26 -
Patentansprüche Verfahren zur Herstellung einer Schleifscheibenvorrichtung (10) für ein Schleifgerät, bei dem zunächst eine Schleifauflage (14) mit einer abrasiven Schleiffläche (Fs) und einer der Schleiffläche (Fs) gegenüberliegenden Verbindungsfläche (Fv) bereitgestellt wird, wobei als Schleifauflage (14) eine dünne, flache Struktur verwendet wird, und bei dem ferner ein Trägerteller (12) mit einer Tragefläche (12a) zur tragenden Aufnahme der Schleifauflage (14) bereitgestellt wird, wobei der Trägerteller (12) durch einen Stützteller zum unterstützenden Tragen der Schleifauflage (14) gebildet ist, dadurch gekennzeichnet, dass die Schleifauflage (14) und der Trägerteller (12) mittels Reibschweißen miteinander verbunden werden, wobei hierzu die Schleifauflage (14) und der Trägerteller (12) in eine Reibschweißvorrichtung eingebracht und dort eingespannt werden, so dass die Verbindungsfläche (Fv) der Schleifauflage (14) und die Tragefläche (12a) des Trägertellers (12) einander zugewandt sind, wobei in wenigstens einem ersten Teilschritt des Reibschweißens die Verbindungsfläche (Fv) und die Tragefläche (12a) zumindest abschnittsweise in Kontakt gebracht werden und wobei die eingespannte Schleifauflage (14) und der eingespannte Trägerteller (12) in wenigstens einem zweiten Teilschritt des Reibschweißens relativ zueinander bewegt werden und gleichzeitig mit einer vorgegebenen Anpresskraft aneinander angepresst werden und die Schleifauflage (14) und der Trägerteller (12) zur Erzeugung einer stabilisierten Schleiffläche (Fs) durch wenigstens abschnittsweise stoffschlüssige Verbindung der Verbindungsfläche (Fv) und der Tragefläche (12a) miteinander verschweißt werden. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass nach dem zweiten Teilschritt des Reibschweißens wenigstens ein dritter Teilschritt durchgeführt wird, bei dem die relative Bewegung zwischen der Schleifauflage (14) und dem Trägerteller (12) abgestoppt wird, während das Aneinanderpressen der Schleifauflage (14) und des Trägertellers (12) mit gleichbleibender Anpresskraft aufrechterhalten oder mit erhöhter Anpresskraft fortgeführt wird. Verfahren, nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die wenigstens abschnittsweise stoffschlüssige Verbindung der Verbindungsfläche (Fv) und der Tragefläche (12a) durch zumindest eine Schweißfläche zwischen der Verbindungsfläche (Fv) und der Tragefläche (12a) gebildet wird, wobei die zumindest eine Schweißfläche vorzugsweise ringförmig ist und/oder dass durch das Reibschweißen die wenigstens abschnittsweise stoffschlüssige Verbindung der Verbindungsfläche (Fv) und der Tragefläche (12a) zumindest an vorgesehenen Kontaktflächen (13) der Tragefläche (12a) des Trägertellers (12) durch Erwärmung und Plastifizierung von Material an den Kontaktflächen (13) der Tragefläche (12a) hergestellt wird. Method for producing a grinding wheel device (10) for a grinding device, in which first a grinding pad (14) with an abrasive grinding surface (Fs) and a connecting surface (Fv) opposite the grinding surface (Fs) is provided, the grinding pad (14) being a thin, flat structure is used, and further comprising providing a backing plate (12) having a support surface (12a) for supportingly receiving said abrasive pad (14), said backing plate (12) being replaced by a backing plate for supporting said abrasive pad (14) is formed, characterized in that the grinding pad (14) and the carrier plate (12) are connected to one another by means of friction welding, for which purpose the grinding pad (14) and the carrier plate (12) are placed in a friction welding device and clamped there so that the connecting surface (Fv) of the grinding pad (14) and the supporting surface (12a) of the carrier plate (12) facing each other in at least a first partial step of friction welding, the connecting surface (Fv) and the supporting surface (12a) being brought into contact at least in sections, and wherein the clamped grinding pad (14) and the clamped carrier plate (12) are relatively in at least a second partial step of friction welding are moved towards one another and are simultaneously pressed against one another with a predetermined contact pressure, and the grinding pad (14) and the carrier plate (12) are welded to one another to produce a stabilized grinding surface (Fs) by at least partially cohesively connecting the connecting surface (Fv) and the supporting surface (12a). will. Method according to Claim 1, characterized in that after the second partial step of friction welding, at least a third partial step is carried out, in which the relative movement between the grinding pad (14) and the carrier plate (12) is stopped while the grinding pad (14) is being pressed together and the carrier plate (12) is maintained with a constant contact pressure or is continued with an increased contact pressure. Method according to Claim 1 or 2, characterized in that the at least partially material connection of the connecting surface (Fv) and the supporting surface (12a) is formed by at least one welding surface between the connecting surface (Fv) and the supporting surface (12a), the at least a weld surface is preferably annular and / or that by the friction welding the at least partially materially bonded connection of the connecting surface (Fv) and the supporting surface (12a) at least on the provided contact surfaces (13) of the supporting surface (12a) of the carrier plate (12) by heating and plasticizing material on the contact surfaces (13) of the supporting surface ( 12a) is produced.
4. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Schleifauflage (14) feststehend und der Trägerteller (12) bewegbar in der Reibschweißvorrichtung eingespannt sind, wobei der Trägerteller (12) in Bewegung versetzt und während der Bewegung mit seiner Tragefläche (12a) gegen die Verbindungsfläche (Fv) der Schleifauflage (14) gedrückt und an diese angepresst wird. 4. The method according to any one of the preceding claims, characterized in that the grinding pad (14) is fixed and the carrier plate (12) is movably clamped in the friction welding device, with the carrier plate (12) being set in motion and during the movement with its supporting surface (12a ) is pressed against the connecting surface (Fv) of the sanding pad (14) and pressed against it.
5. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Schleifauflage (14) und der Trägerteller (12) mittels Vibrationsschweißen, Linearreibschweißen, Orbitalreibschweißen, Rotationsreibschweißen oder mittels Ultraschall-Schweißen miteinander verschweißt werden. 5. The method according to any one of the preceding claims, characterized in that the grinding pad (14) and the carrier plate (12) are welded together by means of vibration welding, linear friction welding, orbital friction welding, rotary friction welding or by means of ultrasonic welding.
6. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass beim Rotationsreibschweißen die Rotationsbewegung mit einer Drehzahl in einem Bereich von rund 1000 bis 7000 Umdrehungen pro Minute, bevorzugt in einem Bereich von rund 1500 bis 5000 Umdrehungen pro Minute, insbesondere bevorzugt in einem Bereich von rund 2000 bis 3000 Umdrehungen pro Minute und ganz besonders bevorzugt mit einer Drehzahl von rund 1900 oder rund 2100 Umdrehungen pro Minute durchgeführt wird. 6. The method according to claim 4, characterized in that during rotary friction welding the rotational movement is carried out at a speed in a range from around 1000 to 7000 revolutions per minute, preferably in a range from around 1500 to 5000 revolutions per minute, particularly preferably in a range from around 2000 to 3000 revolutions per minute and very particularly preferably at a speed of around 1900 or around 2100 revolutions per minute.
7. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Schleifauflage (14) und der Trägerteller (12) mit einer Anpresskraft von höchstens 30 kN, bevorzugt von höchstens 20 kN, besonders bevorzugt von höchstens 10 kN und insbesondere bevorzugt von weniger als 5 kN aneinander angepresst werden. 7. The method according to any one of the preceding claims, characterized in that the grinding pad (14) and the carrier plate (12) with a contact pressure of at most 30 kN, preferably at most 20 kN, particularly preferably at most 10 kN and particularly preferably less than 5 kN are pressed against each other.
8. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Reibschweißen gesteuert erfolgt, wobei insbesondere einer oder mehrere verschiedene Parameter umfassend eine Frequenz der Bewegung, Amplitude der Bewegung, Dauer der Bewegung, Brems- oder Abstoppzeit, Anpresskraft oder Anpressdauer gesteuert und/oder kontrolliert werden und wobei die Steuerung insbesondere in Abhängigkeit von den Materialien der Verbindungsfläche (Fv) der Schleifauflage (14) und/oder der Tragefläche (12a) des Trägertellers (12) durchgeführt wird. 8. The method according to any one of the preceding claims, characterized in that the friction welding is controlled, in particular one or more different parameters including a frequency of the movement, amplitude of the movement, duration of the movement, braking or stopping time, contact pressure force or contact pressure duration controlled and / or be controlled and the control being carried out in particular as a function of the materials of the connecting surface (Fv) of the sanding pad (14) and/or the supporting surface (12a) of the carrier plate (12).
9. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass als Schleifauflage (14) eine flache, kreisförmige Schleifscheibe, insbesondere eine Schmirgelscheibe (16) bereitgestellt wird oder dass als Schleifauflage (14) eine Fiberscheibe, insbesondere eine Vulkanfiberscheibe, vorzugsweise mit einer gestreuten Schleifkörnung als Schleifmittel, bereitgestellt wird. 9. The method according to any one of the preceding claims, characterized in that a flat, circular grinding wheel, in particular an emery wheel (16) is provided as the grinding pad (14) or that a fiber disc, in particular a vulcanized fiber disc, preferably with a scattered Abrasive grain as an abrasive is provided.
10. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Verbindungsfläche (Fv) der Schleifauflage (14) im Wesentlichen ringförmig ausgebildet ist und/oder dass die Schleifauflage (14) eine der Tragfläche (12a) des Trägertellers (12) zugewandte und zumindest abschnittsweise die Verbindungsfläche (Fv) bildende erste Seitenfläche aufweist, wobei die erste Seitenfläche der Schleifauflage (14) von der Tragfläche (12a) des Trägertellers (12) überdeckt, insbesondere vollständig überdeckt ist. 10. The method according to any one of the preceding claims, characterized in that the connecting surface (Fv) of the grinding pad (14) is essentially ring-shaped and/or that the grinding pad (14) has a bearing surface (12a) of the carrier plate (12) facing and has a first side surface that forms the connecting surface (Fv) at least in sections, the first side surface of the sanding pad (14) being covered, in particular completely covered, by the bearing surface (12a) of the carrier plate (12).
10. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass als Schleifauflage (14) eine aus Schleiflamellen (26) zusammengesetzte Schleifauflage (14) bereitgestellt wird. 10. The method according to any one of the preceding claims, characterized in that a grinding pad (14) composed of grinding lamellae (26) is provided as the grinding pad (14).
11. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass als Trägerteller (12) ein aus einem thermoplastischen Kunststoff, insbesondere aus einem thermoplastischen Polymer hergestellter Trägerteller (12) bereitgestellt wird. 11. The method according to any one of the preceding claims, characterized in that a carrier plate (12) made of a thermoplastic material, in particular a thermoplastic polymer, is provided as the carrier plate (12).
12. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass als Trägerteller (12) ein einstückig mit einem Nabenteil (18) ausgebildeter und/oder mit über den Umfang des Trägertellers (12) verteilten Schlitzen (24) ausgestatteter Trägerteller (12) bereitgestellt wird. 12. The method according to any one of the preceding claims, characterized in that a carrier plate (12) which is integral with a hub part (18) and/or is equipped with slots (24) distributed over the circumference of the carrier plate (12) is provided as the carrier plate (12). will.
13. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass als Trägerteller (12) ein mit einer profilierten Tragefläche (12a) ausgestatteter Trägerteller (12) bereitgestellt wird, wobei der Trägerteller (12) im Bereich seiner Tragefläche (12a) mit Vorsprüngen (15) versehen ist. - 29 - Schleifscheibenvorrichtung (10) für ein Schleifgerät aufweisend zumindest eine Schleifauflage (14) und einen mit der Schleifauflage (14) fest verbundenen Trägerteller (12), wobei der Trägerteller (12) zumindest eine Tragefläche (12a) aufweist, über die der Trägerteller (12) mit der Schleifauflage (14) verbunden ist, wobei die Schleifauflage (14) zumindest eine Verbindungsfläche (Fv) aufweist, über die die Schleifauflage (14) mit der Tragefläche (12a) des Trägertellers (12) verbunden ist und wobei die Schleifauflage (14) zumindest eine der Verbindungsfläche (Fv) gegenüberliegende und dem Trägerteller (12) abgewandte, abrasive Schleiffläche (Fs) bildet, dadurch gekennzeichnet, dass die Schleifauflage (14) und der Trägerteller (12) mittels Reibschweißen miteinander verbunden sind, wobei die Verbindungsfläche (Fv) der Schleifauflage (14) und die Tragefläche (12a) des Trägertellers (12) wenigstens abschnittsweise miteinander verschweißt sind und dadurch zumindest eine Schweißfläche zwischen der Tragefläche (12a) des Trägertellers (12) und der Verbindungsfläche (Fv) der Schleifauflage (14) ausgebildet ist, wobei der Trägerteller (12) und die Schleifauflage (14) an der wenigstens einen Schweißfläche stoffschlüssig miteinander verbunden sind. Schleifscheibenvorrichtung (10) nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, dass die zumindest eine Schweißfläche durch mehrere Verbindungsstellen zwischen der Tragefläche (12a) des Trägertellers (12) und der Verbindungsfläche (Fv) der Schleifauflage (14) gebildet ist, wobei der Trägerteller (12) und die Schleifauflage (14) an den Verbindungsstellen stoffschlüssig miteinander verbunden sind. Schleifscheibenvorrichtung (10) nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, dass die Verbindungsstellen zwischen der Tragefläche (12a) des Trägertellers (12) und der Verbindungsfläche (Fv) der Schleifauflage (14) gleichmäßig verteilt über die Tragefläche (12a) des Trägertellers (12) angeordnet sind. Schleifscheibenvorrichtung (10) nach einem der Ansprüche 14 bis 16, dadurch gekennzeichnet, dass die Tragefläche (12a) des Trägertellers (12) profiliert ausgebildet ist und dazu an der Tragefläche (12a) mehrere, jeweilige Kontaktflächen (13) bildende Vorsprünge vorgesehen sind, wobei die zumindest eine Schweißfläche zwischen der Tragefläche (12a) des Trägertellers (12) und der Verbindungsfläche (Fv) der Schleifauflage (14) im Bereich der Kontaktflächen (13) ausgebildet ist. - 30 - Schleifscheibenvorrichtung (10) nach einem der Ansprüche 14 bis 17, dadurch gekennzeichnet, dass die Schleifscheibenvorrichtung (10) recycelbar ist, wobei hierzu die Schleifauflage (14) und der Trägerteller (12) durch gezielte Temperaturbehandlung trennbar sind. 13. The method according to any one of the preceding claims, characterized in that a carrier plate (12) equipped with a profiled bearing surface (12a) is provided as the carrier plate (12), the carrier plate (12) having projections ( 15) is provided. - 29 - Grinding wheel device (10) for a grinding device, comprising at least one grinding pad (14) and a carrier plate (12) firmly connected to the grinding pad (14), the carrier plate (12) having at least one supporting surface (12a) over which the carrier plate (12) is connected to the grinding pad (14), the grinding pad (14) having at least one connecting surface (Fv) via which the grinding pad (14) is connected to the supporting surface (12a) of the carrier plate (12) and the grinding pad (14) forms at least one abrasive grinding surface (Fs) opposite the connecting surface (Fv) and facing away from the carrier plate (12), characterized in that the grinding pad (14) and the carrier plate (12) are connected to one another by means of friction welding, the connecting surface (Fv) of the grinding pad (14) and the supporting surface (12a) of the carrier plate (12) are welded together at least in sections and thereby at least one welding surface z between the supporting surface (12a) of the backing plate (12) and the connecting surface (Fv) of the sanding pad (14), the backing plate (12) and the sanding pad (14) being bonded to one another on the at least one welding surface. Grinding wheel device (10) according to Claim 14, characterized in that the at least one welding surface is formed by a plurality of connecting points between the supporting surface (12a) of the carrier plate (12) and the connecting surface (Fv) of the grinding pad (14), the carrier plate (12) and the sanding pad (14) are bonded to one another at the connection points. Grinding wheel device (10) according to Claim 15, characterized in that the connecting points between the supporting surface (12a) of the carrier plate (12) and the connecting surface (Fv) of the grinding pad (14) are arranged evenly distributed over the supporting surface (12a) of the carrier plate (12). are. Grinding wheel device (10) according to one of Claims 14 to 16, characterized in that the supporting surface (12a) of the carrier plate (12) is profiled and, for this purpose, a plurality of projections forming respective contact surfaces (13) are provided on the supporting surface (12a), wherein the at least one welding surface is formed between the supporting surface (12a) of the carrier plate (12) and the connecting surface (Fv) of the grinding pad (14) in the area of the contact surfaces (13). - 30 - Grinding wheel device (10) according to one of Claims 14 to 17, characterized in that the grinding wheel device (10) is recyclable, the grinding pad (14) and the carrier plate (12) being separable for this purpose by targeted temperature treatment.
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