CH694908A5 - Schleifvorrichtung zum Schleifen eines Wintersportgerätes. - Google Patents

Description

  



   Die Erfindung betrifft eine Schleifvorrichtung zum Schleifen eines  Wintersportgerätes, wie beispielsweise eines Skis oder Snowboards,  die eine Schleifmaschine umfasst, an der eine Schleifscheibe und  ein Abrichtwerkzeug zum Abrichten der Schleifscheibe anbringbar ist,  eine Aufnahme für ein oder mehrere Wintersportgeräte aufweist, wobei  die Aufnahme und die Schleifscheibe translatorische Relativbewegungen  ausführen können. 



   Wintersportgeräte, wie z.B. Ski oder Snowboards, werden während ihrer  Fertigung an ihrer Unterseite, d.h. der Seite, die zum Gleiten auf  Schnee vorgesehen ist, geschliffen und strukturiert. Hierbei stellt  sich das Problem, dass diese Gleitseite inhomogen ist, da sie eine  relativ grosse Kunststofffläche aufweist, die üblicherweise von zwei  Stahlleisten berandet ist. Kunststofffläche und Stahlleisten sollen  aber nach Möglichkeit gleichzeitig geschliffen werden, um einerseits  möglichst geringe Fertigungskosten zu erzielen und andererseits auch  eine insgesamt plane Gleitseite zu fertigen. Die völlig unterschiedlichen  Eigenschaften der beiden Materialien erschweren ungemein, eine möglichst  ebene und glatte Gleitseite zu erzeugen. 



   Zum Abrichten der hierfür benutzten Schleifscheiben werden in der  Regel Abrichtwerkzeuge benutzt, die mit Mono- oder herkömmlichen  polykristallinen Diamanten, gegebenenfalls auch mit Naturdiamanten,  besetzt sind. Monokristalline Diamanten und Naturdiamanten haben  den Nachteil, dass sie eine Tendenz zu relativ grossvolumigen Ausbrüchen  zeigen. Es bedarf daher eines vergleichsweise grossen Aufwands, um  nach einem Ausbruch die Diamanten des Abrichtwerkzeugs wieder in  die für den Abrichtvorgang erforderliche Form zu bringen. Da das  Abrichtwerkzeug hierbei vergleichsweise stark abgetragen    wird,  ist ein solches Abrichtwerkzeug relativ schnell verschlissen. 



   Herkömmliche polykristalline Diamanten haben eine Binderphase, die  meist aus einem metallischen oder keramischen Material besteht, das  gegen abrasiven Verschleiss anfälliger ist als Diamanten. Dies hat  zum einen zur Folge, dass ein Abrichtwerkzeug, das mit polykristallinen  Diamanten besetzt ist, schneller verschleisst als Abrichtwerkzeuge  mit anderen Diamantsorten. Zum anderen tendieren polykristalline  Diamanten ebenfalls zu relativ grossen Ausbrüchen, da die Ausbrüche  meist im Bereich der Binderphase entstehen und oftmals ganze Diamantstücke  ausbrechen. 



   Den vorbeschriebenen Abrichtwerkzeugen ist gemeinsam, dass die mit  ihnen abgerichteten Schleifscheiben keine völlig zufriedenstellende  Bearbeitung von Wintersportgeräte-Gleitseiten, insbesondere keine  zufriedenstellende Reproduktion von Bearbeitungsergebnissen, zulassen.  So zeigt sich, dass nach einer Schleifbearbeitung der Wintersportgeräte  oftmals die zur Gleitseite gehörenden Stahlkanten und dessen Kunststoffbelag  nicht ausreichend plan sind. Zudem kann auch die Oberflächenbeschaffenheit  von zumindest einem der beiden Bestandteile der Glattseite häufig  ebenfalls nicht zufriedenstellen. Es ist deswegen oftmals eine Nachbearbeitung  erforderlich. Ausserdem werden zum Abrichten der Schleifscheiben  vergleichsweise viele Abrichtzyklen benötigt.

   In diesem Zusammenhang  ist unter einem "Abrichtzyklus" eine Bewegung des Abrichtwerkzeuges  im Wesentlichen quer über die Umfangsfläche der rotierenden Schleifscheibe  zu verstehen. 



   Der Erfindung liegt deshalb die Aufgabe zugrunde, qualitativ hochwertige  Schleifbearbeitungen von Wintersportgeräten zu ermöglichen, die auch  unter wirtschaftlichen Gesichtspunkten zufrieden stellen. 



     Diese Aufgabe wird bei einer Schleifvorrichtung der eingangs genannten  Art erfindungsgemäss dadurch gelöst, dass zum Abrichten der Schleifscheibe  ein Abrichtwerkzeug benutzt wird, das zumindest einen CVD-(Chemical-Vapor-Deposition)Diamanten  aufweist. Die Aufgabe wird zudem von in den Ansprüchen 8 und 9 beschriebenen  Verfahren gelöst. 



   CVD-Diamanten und verschiedene Varianten des CVD-(Chemical-Vapor-Deposition)Verfahrens  zu ihrer Herstellung sind seit langem vorbekannt. So können CVD-Diamanten  durch Überführung von H 2  und CH 4  in eine Gasphase und durch chemische  Abscheidung in der Gasphase aufgrund einer Region von ionisiertem  Gas (Plasma) gewonnen werden. In einem anderen Verfahren findet eine  kontrollierte Verbrennung von Azetylen und Sauerstoff statt. Solche  Verfahren sind beispielsweise unter der Bezeichnung "Hot Filament  Technology" oder "Microwave Plasma Discharge", etc. bekannt geworden.                                                          



   Derartige polykristalline CVD-Diamanten sind beispielsweise bei dem  Unternehmen De Beers Industrial Diamond Division, Shannon, Co. Clare,  Irland erhältlich. CVD-Diamanten zeichnen sich unter anderem dadurch  aus, dass zu ihrer Herstellung kein Bindemittel benötigt wird, wie  dies beispielsweise bei herkömmlichen polykristallinen Diamanten  der Fall ist. CVD-Diamanten weisen eine besonders hohe Härte auf,  die sogar über jener liegen kann, die einkristalline (natürliche  oder synthetische) Diamanten haben. 



   Der Einsatz von CVD-Diamanten in Abrichtwerkzeugen ist zwar schon  vorgeschlagen worden. Dies geschah aber im Zusammenhang mit Schleifscheiben,  die zur Bearbeitung von Werkstoffen mit besonders hohen Härtewerten  vorgesehen sind. Es war deshalb überraschend, dass durch die Benutzung  eines erfindungsgemässen Abrichtwerkzeuges das Arbeitsergebnis bei  einem Werkstück wie einem Ski oder einem Snowboard verbessert     werden konnte. Derartige Wintersportgeräte weisen mit dem Kunststoff  der Gleitseite einen Werkstoff auf, der vergleichsweise weich und  duktil ist. Es wäre zu erwarten gewesen, dass ein besonders hartes  Abrichtwerkzeug die Schleifscheibe in einem besonderen Masse schärft  und dies wiederum bei dem duktilen Werkstoff zu keinen guten Oberflächen  führt.

   Ausserdem war zu befürchten, dass sich eine solche Schleifscheibe  mit dem Kunststoffabrieb leicht zusetzt. 



   Es hat sich jedoch gezeigt, dass mit einem solchen erfindungsgemässen  Abrichtwerkzeug die für die Bearbeitung von Wintersportgeräten bisher  üblichen Schleifscheiben in einer Weise abgerichtet werden können,  die gleichmässig sehr gute Schleifergebnisse ermöglichen. Dies gilt  sowohl für Schrupp- als auch für Schlichtschleifbearbeitungen. Anders  als beim Abrichten mit vorbeschriebenen Werkzeugen, werden bei der  gleichzeitigen Bearbeitung der Metallleisten und der Kunststofffläche  der Unterseite beide in einer Weise formgenau gleichmässig plan geschliffen,  durch die sich eine Nachbearbeitung vermeiden lässt. Trotz der erzielbaren  guten Oberflächenbeschaffenheit der Gleitseite stehen die Kanten  der Stahlleisten der Wintersportgeräte dem Belag nicht vor. 



   Es hat sich ferner gezeigt, dass mit einem erfindungsgemässen Abrichtwerkzeug,  die Anzahl der erforderlichen Abricht- und Schleifzyklen stark reduziert  werden können. In Versuchen hat sich gezeigt, dass im Vergleich zu  herkömmlichen Abrichtwerkzeugen wesentlich weniger Abrichtzyklen  erforderlich waren, um die Umfangsflache der Schleifscheibe in einen  zum Schleifen vorgegebenen Zustand zu bringen. Da somit auch weniger  Material abgetragen werden muss, kann einerseits die Schleifscheibe  für eine grössere Anzahl an Schleifzyklen eingesetzt werden. Andererseits  ist die Schleifscheibe für den nachfolgenden Schleifvorgang schneller  aufbereitet, was die Zeiten verkürzt, während denen die Schleifmaschine  un   produktiv ist. Beides führt zu einer erheblich wirtschaftlicheren  Fertigung. 



   Zur Wirtschaftlichkeit trägt ebenso bei, dass der Verschleiss des  Abrichtwerkzeuges geringer ist als dies bei vorbekannten Abrichtwerkzeugen  bei vergleichbaren Verfahrensparametern der Fall ist. 



   Insbesondere für Ski, die im Rennsport eingesetzt werden, möchte  man auf dem Kunststoff ein Schliffbild mit schräg über die Kunststofflache  verlaufenden (Kleinst-)Rillen erzeugen, um einen gezielten Wasserablauf  zu ermöglichen. Diese Rillen können beispielsweise mit einer Schleifscheibe  erzeugt werden, die beim Abrichten mit einer entsprechenden Profilierung  versehen wurde. Es hat sich nun gezeigt, dass Ski, die mit einer  Schleifscheibe profiliert werden, zu deren Abrichtung mit CVD-Diamanten  besetzte Abrichtwerkzeuge zum Einsatz kommen, eine besonders gute  Wasserverdrängung zeigen, obwohl sonstige Abricht- und Schleifparameter  nicht geändert sind. 



   Es kann ferner von Vorteil sein, wenn das Schleifwerkzeug mindestens  ein bis fünf stäbchenförmige CVD-Diamanten aufweist, wobei die CVD-Diamanten-Stäbchen  mit verschiedene Querschnitten versehen sein können. 



   Die CVD-Diamanten können in einem Trägermaterial eingesetzt sein,  dessen Härte in einem Bereich von 40 HB bis 120 HB (HB = Härte nach  Brinell), vorzugsweise von 50 HB bis 95 HB, liegt. Die Härte des  Trägermaterials kann sich grundsätzlich an der Härte der Schleifscheibe  orientieren, d.h. je härter die Schleifscheibe ist, umso grösser  kann die Härte des Trägermaterials gewählt sein. 



   In einer bevorzugten Ausführungsform können die CVD-Diamanten in  einem Trägermaterial des Abrichtwerkzeuges ge   halten sein, das  ein Weichmetall wie Bronze oder Kupfer aufweist. Besonders gute Ergebnisse  haben sich erzielen lassen, wenn das Trägermaterial, zumindest im  Bereich der CVD-Diamanten, als Hauptbestandteil das Weichmetall aufweist.  Die Diamanten lassen sich besonders einfach in das Sintermaterial  einsetzen, wenn dieses durch Sintern verfestigt wird. 



   Weitere bevorzugte Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus  den abhängigen Ansprüchen. 



   Die Erfindung wird anhand den in den Figuren schematisch dargestellten  Ausführungsbeispielen näher erläutert; es zeigen:      Fig. 1  eine Schleifbearbeitung eines Skis in einer perspektivischen Darstellung;     Fig. 2 eine Seitenansicht auf ein Abrichtwerkzeug und eine  teilweise dargestellte Schleifscheibe;     Fig. 3 eine Draufsicht  auf ein Abrichtwerkzeug;     Fig. 4 eine Seitenansicht des Abrichtwerkzeuges  aus Fig. 3.  



   In Fig. 1 ist eine Schleifbearbeitung eines Skis 1 gezeigt, der auf  einer rein schematisch dargestellten Schleifmaschine 20 bearbeitet  wird. Der Ski 1 ist auf einem translatorisch bewegbaren Schlitten  21 angeordnet, der über eine Schleifscheibe 2 geführt werden kann.  Mit dem Schlitten 21 kann der Ski 1 in nur einer Aufspannung verschiedenen  Stationen zugeführt und bearbeitet werden. So können als Stationen  mehrere Schleifmaschinen vorgesehen sein, mit denen sowohl Schrupp-  als auch Schlichtbearbeitungen durchgeführt werden. Wie durch einen  Doppelpfeil angedeutet ist, ist der Ski gegen   über einer Schleifscheibe  2 oszillierend translatorisch hin- und herbewegbar. 



   Das zur Abrichtung der Schleifscheibe 2 benutzte Abrichtwerkzeug  3, auch Diamant-Abrichtfliese genannt, wird nachfolgend anhand den  Fig. 2 bis 4 näher beschrieben. Eine äussere geometrische Gestaltung  des in den Figuren gezeigten Abrichtwerkzeuges 3 ist an sich vorbekannt.  Die Abrichtfliese 3 weist einen Träger 4 für zwei stäbchenförmige  und im Querschnitt rechteckige CVD-Diamanten 5, 6 auf. Die Abrichtfliese  3 ist bezüglich zwei senkrecht zueinander ausgerichteten Ebenen 7,  8 symmetrisch aufgebaut. Der Träger 4 ist an einem Einsatz 9 der  Abrichtfliese 3 befestigt, der bei einem Abrichtvorgang in eine geeignete  Aufnahme 10 einer Schleifmaschine eingesetzt wird. 



   Der Träger 4 ist im Wesentlichen quaderförmig. Eine Stirnseite des  Trägers 4 dient als Abrichtseite 12, mit der das Abrichtwerkzeug  jeweils in eine Schleifscheibe 2 eingreift. Die beiden Diamanten  5, 6 sind in dem Träger 4 so angeordnet, dass jeweils eine ihrer  Stirnseiten mit der Abrichtseite 12 bündig verläuft und ihre Längsachsen  5a, 6a parallel zu den beiden Symmetrieebenen 7, 8 ausgerichtet sind.  Des Weiteren sind die Diamanten 5, 6 so ausgerichtet, dass Diagonalen  ihrer Querschnittsflächen in einer der beiden Ebenen 7, 8 liegen.                                                              



   Der Träger 4 kann in einem Sinterverfahren hergestellt sein. Hierzu  sind zunächst die beiden CVD-Diamanten 5, 6 in eine (nicht dargestellte)  geeignete Form einzusetzen und die Form mit einem metallischen Sinterpulver  als Trägermaterial aufzufüllen. Hierzu existieren bereits bestimmte  Sintermetallpulver, die für Diamant-Werkeuge besonders geeignet sind,  da die Diamanten in diesem Trägermaterial besonders gut verankert  werden. Gute Ergebnisse haben sich beispielsweise mit einem Sintermetallpulver  erzielen lassen, das unter der Be   zeichnung MBB von dem Unternehmen  Dr. Fritsch KG, D-70736 Fellbach, Deutschland, angeboten wird. Nachfolgend  wird die Form in eine Sinteranlage eingeführt und bei geeigneten  Temperaturen (beispielsweise zwischen 600 DEG C und 800 DEG C) und  unter Aufbringung eines geeigneten Druckes, zu einem festen Träger  4 gesintert. 



   Der Einsatz 9 kann beispielsweise aus Automatenstahl hergestellt  sein. Im Ausführungsbeispiel ist er als im Wesentlichen zylindrischer  Halteabschnitt ausgebildet, an dessen einen Ende eine Anschlagfläche  13 vorgesehen ist, die eine Einschubtiefe der Abrichtfliese in die  Aufnahme 10 einer Schleifmaschine begrenzt. Der somit aus der Aufnahme  10 herausragende Teil des Einsatzes ist an seinem freien Ende mit  einem Querschlitz 14 versehen (Fig. 3 und 4), dessen Breite in etwa  der Breite des Trägers 4 entspricht. In den Querschlitz ist der Träger  4 eingesetzt und durch Löten (Silberlot) mit dem Einsatz 9 verbunden.                                                          



   Mit dem auf diese Weise hergestellten Abrichtwerkzeug 3 kann beispielsweise  eine Schleifscheibe 2 abgerichtet werden, die Korund als Schleifmittel  aufweist, dessen Korngrösse aus einem Bereich von Korn 30 bis Korn  120 gewählt ist und die eine keramische Bindung des Schleifmittels  aufweist. Eine solche Schleifscheibe wird beispielsweise unter der  Bezeichnung Montana Art. E-30/2 von dem Unternehmen Montana Sport  International, CH-6370 Stans, angeboten. Als ebenfalls geeignet hat  sich die unter der Bezeichnung Tyrolit 71A30N9AV257 von dem Unternehmen  Tyrolit Schleifmittelwerke Swarovski, AT-6130 Schwaz (Tirol), angebotene  Schleifscheibe gezeigt. Beide Scheiben haben im Neuzustand einen  Durchmesser von ca. 350 mm bis 450 mm und eine Breite von 125 mm  bis 700 mm.

   Die Breite der Schleifscheibe ist somit zumindest geringfügig  grösser als eine Breite des jeweiligen Wintersportgerätes. Die Abrichttiefe  kann von 0,02 mm bis 0,06 mm bei einer Drehzahl der Schleifscheibe  von 600 U/min-1100 U/min be   tragen. Die Zeit für einen Abrichtzyklus  einer solche Schleifscheibe kann von 9 Sekunden bis 20 Sekunden betragen.  Um eine Schleifscheibe nach einem Schleifvorgang für den jeweils  nächsten Schleifvorgang aufzubereiten können ein bis zwei Abrichtzyklen,  in der Regel jedoch nur ein Abrichtzyklus, erforderlich sein. Eine  Einstellgrösse eines Abrichtzyklus ist der sogenannte Überdeckungsgrad  U d , der sich wie folgt ermitteln lässt: 



   
EMI9.1
  mit b d  = Wirkbreite des Diamantwerkzeuges S d  = Vorschub  Diamantwerkzeug pro Umdrehung der Scheibe n s  = Drehzahl der Schleifscheibe  (U/min) V d = Abrichtgeschwindigkeit 



   Mit einem Wert von U d  =  4 lassen sich in der Regel gute Abrichtergebnisse  erzielen. 



   Wie in Fig. 2 gezeigt ist, sollte beim Abrichtvorgang das Abrichtwerkzeug  mit seinen beiden Diamanten 5, 6 so ausgerichtet sein, dass sie bei  einer Rotation der Schleifscheibe 2 an der gleichen Umfangslinie  der Schleifscheibe anliegen. Wenn jedoch ein Rattern auftritt, sollte  das Abrichtwerkzeug über oder unter die Schleifscheibenachse verstellt  werden. Zum Abrichten der Schleifscheibe 2 wird dann das Abrichtwerkzeug  3 quer, d.h. senkrecht zur Zeichenebene von Fig. 2, über die Umfangsfläche  2a der Schleifscheibe 2 geführt. 



   Eine derart abgerichtete Schleifscheibe 2 kann beim Schleifen in  einem Plan-Umfangs-Längsschleifen von Gleitseiten 1a von Ski, Snowboards  und dergleichen mit einer Drehzahl von 600 U/min-2000 U/min eingesetzt  werden. Hierbei sollte nach Möglichkeit eine Umfangsgeschwindigkeit  von 11 m/s bis    37 m/s erreicht werden. Vorzugsweise wird ein Gegenlaufschleifverfahren  benutzt, d.h. im Eingriffsbereich der Schleifscheibe ist die Richtung  der translatorischen Bewegung des Wintersportgeräts der Bewegungsrichtung  der Scheibe entgegengesetzt.

Claims (10)

1. Schleifvorrichtung zum Schleifen eines Wintersportgerätes, wie beispielsweise einem Ski oder Snowboard, die eine Schleifmaschine umfasst, an der eine Schleifscheibe und ein Abrichtwerkzeug zum Abrichten der Schleifscheibe anbringbar ist, und die weiter eine Aufnahme für ein oder mehrere Wintersportgeräte aufweist, wobei die Aufnahme und die Schleifscheibe translatorische Relativbewegungen ausführen, dadurch gekennzeichnet, dass das Abrichtwerkzeug (3) zumindest einen CVD-Diamanten (5, 6) aufweist.

2. Schleifvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der zumindest eine CVD-Diamant (5, 6) in einem durch Sintern hergestellten Träger (4) des Abrichtwerkzeuges (3) eingesetzt ist.

3.

Schleifvorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Material des Trägers (4) eine Härte aus einem Bereich von 40 HB bis 120 HB, vorzugsweise von 50 HB bis 95 HB, aufweist.

4. Schleifvorrichtung nach einem der Ansprüche 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass ein Material des Trägers (4), vorzugsweise ein Hauptbestandteil des Materials, ein Weichmetall enthält.

5. Schleifvorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass das Weichmetall Bronze ist.

6. Schleifvorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass das Weichmetall Kupfer ist.

7.

Schleifvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass der zumindest eine CVD-Diamant (5, 6) des Abrichtwerkzeugs (3) im Querschnitt im Wesentlichen rechteckig ist und mit einer Diagonale der Querschnittsfläche parallel zur Drehrichtung der Schleifscheibe (2) ausgerichtet ist.

8. Verfahren zum Betrieb einer Schleifvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass mit dem Abrichtwerkzeug (3) eine Umfangsfläche der Schleifscheibe (2) profiliert wird.

9. Verfahren zum Betrieb einer Schleifvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, bei dem zunächst mit dem Abrichtwerkzeug (3) die Schleifscheibe (2) abgerichtet und nachfolgend mit der Schleifscheibe (2) eine Gleitseite (1a) des Wintersportgerätes (1) geschliffen wird.

10.

Verfahren nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass das Abrichten der Schleifscheibe (2) in nicht mehr als drei, insbesondere in nicht mehr als zwei Abrichtzyklen erfolgt und nach dieser Anzahl an Abrichtzyklen die Schleifscheibe (2) zur Bearbeitung des Wintersportgerätes (1) eingesetzt wird.