EP3397429B1 - Verfahren zur herstellung eines schleifwerkzeugs - Google Patents

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EP3397429B1
EP3397429B1 EP17705119.0A EP17705119A EP3397429B1 EP 3397429 B1 EP3397429 B1 EP 3397429B1 EP 17705119 A EP17705119 A EP 17705119A EP 3397429 B1 EP3397429 B1 EP 3397429B1
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EP
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abrasive grains
base body
tool
abrasive
electrode
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Thomas MOHN
Bernd Stuckenholz
Achim Schmitz
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August Rueggeberg GmbH and Co KG
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August Rueggeberg GmbH and Co KG
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Definitions

  • the invention relates to a method for producing a grinding tool and a grinding tool.
  • Hand-held grinding tools for surface finishing are manufactured using bonded abrasives or coated abrasives.
  • a roughing grinding wheel is known which comprises abrasive grains bonded with synthetic resin, i.e. bonded abrasive.
  • a flap disc is known, which includes a support plate equipped with abrasive flaps.
  • Abrasive flaps are made of coated abrasive and comprise abrasive grains bonded to a backing by a binder.
  • Coated abrasives have various advantages over bonded abrasives when used with hand-held grinding tools, such as higher cutting performance and a longer service life and the associated lower personnel costs, reduced effort required for grinding and reduced noise and vibration pollution.
  • the grinding flaps are each bent around an outer peripheral edge of the support plate, so that the grinding flaps each form a three-dimensionally shaped layer of abrasive grain.
  • the flap disc has a high cutting performance in a wide range of grinding applications.
  • the disadvantage is that the flap disc is expensive to produce and only has a limited three-dimensional shape Abrasive grit layers can be produced, as there is a risk of damage to the respective abrasive grit layer when the abrasive flaps are bent over.
  • a method for producing a coated abrasive is known.
  • a semi-finished product is placed on a roller body.
  • the semi-finished product is designed as a fiber mat.
  • the fiber mat is electrostatically coated with abrasive particles.
  • the roll body is then removed to create flexible sanding belts.
  • a method for producing a coated abrasive is known.
  • a backing is first provided with a binder and then placed in an electrostatic field and electrostatically coated with abrasive particles.
  • the base is designed, for example, as a band or disc.
  • a method for producing a coated abrasive in which abrasive grains are arranged on the backing by means of an electrostatic scattering method.
  • a dental tool is known with a base body to which a carrier layer is applied by means of a galvanic process. With this galvanic process, a coating with abrasive particles is applied at the same time as the carrier layer.
  • a bonded abrasive article is known.
  • the bonded abrasive article has an outer surface and an inner surface to which abrasive particles have been electrostatically applied.
  • the abrasive article was moved between two electrodes in an electrostatic field in order to align the abrasive grains adhering to a binder to the adhesion surface.
  • a method for producing a grinding tool in the form of a grinding wheel is known.
  • a metallic tool body is provided with a layer of solder.
  • the tool body is rotatably mounted about an axis of rotation and is driven in rotation by means of a belt drive.
  • Abrasive grains are dosed onto a conveyor belt via a dosing device and conveyed in the direction of the tool body.
  • a deflection roller of the conveyor belt is connected to a voltage source via a connecting line, so that the deflection roller forms a first electrode.
  • Gas burners are provided to liquefy the solder layer.
  • the main body of the tool is connected to the voltage source via a further connection line and forms a second electrode. Due to an electrostatic field between the electrodes, the abrasive grains are moved to the layer of solder and stick there.
  • the invention is based on the object of creating a method that enables the production of a grinding tool with an abrasive grain layer of any shape and a high cutting capacity in a simple, flexible and economical manner.
  • a method having the features of claim 1. By applying the binder to the tool body, a three-dimensionally shaped adhesive surface is produced depending on the shape of the tool body or a body surface of the tool body. Because the tool base body is positioned with the adhesive surface in an electrostatic field into which abrasive grains are introduced, the tool base body is immediately coated with the abrasive grains. In the The abrasive grains introduced by the electrostatic field move along the field lines in the direction of the adhesive surface and stick to the tool body when they come into contact with the adhesive surface or the binder, so that the abrasive grains form a three-dimensional abrasive grain layer corresponding to the adhesive surface.
  • the electrodes are made of an electrically conductive material to form the electrostatic field. Since the abrasive grains are applied directly to the base body of the tool and the base body of the tool thus forms the base, the grinding tool is simpler, more flexible and more economical to produce than abrasives on a base.
  • the abrasive grain layer can be produced in a flexible manner with any three-dimensionally shaped abrasive grain layer by providing a desired tool base body and applying the binding agent. Since the abrasive grains move along the field lines, they can be applied to the tool body or the adhesive surface in a desired manner depending on the course of the field lines and the positioning of the tool body, so that high cutting performance and a long service life of the tool can be achieved Grinding tool is guaranteed.
  • the abrasive grains can move in the electrostatic field with or against the force of gravity toward the adherend surface.
  • the movement of the tool body relative to at least one of the electrodes ensures reliable and uniform application of the abrasive grains to the adhesive surface and thus a homogeneous layer of abrasive grains.
  • the movement changes, in particular, a distance, a position and/or an orientation of the tool body relative to at least one of the electrodes.
  • the movement takes place in particular at least partially while the abrasive grains to the Move the adhesive surface and stick there.
  • the tool body is moved, for example, by means of a handling device.
  • the field lines of the electrostatic field exit or enter perpendicularly to the surfaces of the electrodes, so that the course of the field lines can be adjusted by the surface shape, the position and/or the orientation of the electrodes.
  • the abrasive grains are applied to the adhesive surface with a desired orientation. Due to the alignment, the grinding tool has a high cutting capacity and a long service life.
  • the basic body of the tool has a single-layer or multi-layer structure.
  • the tool body comprises at least one material from the group of vulcanized fiber, polyester, glass fiber, carbon fiber, cotton, plastic and metal.
  • the main body of the tool is rigid at least in certain areas and optionally flexible in certain areas.
  • the tool base body can have a hub or a shaft for clamping and rotationally driving the grinding tool.
  • the binder is at least one material from the group of duroplastics, elastomers, thermoplastics and synthetic resins.
  • the binder is preferably a duroplastic, in particular phenolic resin or epoxy resin.
  • the phenolic resin is, for example, a resol or a novolak.
  • the binder can be applied to the tool body in any way.
  • the abrasive grains have a geometrically defined and/or a geometrically undefined shape.
  • the abrasive grains comprise at least one material selected from the group consisting of ceramic, corundum, in particular zirconium corundum, diamond, cubic boron nitride (CBN), silicon carbide and tungsten carbide.
  • the abrasive grains can be applied in one or more layers, so that at least one three-dimensionally shaped abrasive grain layer is formed on the tool body.
  • a binder is applied to the underlying layer of abrasive grain and the subsequent layer of abrasive grain is applied in the manner already described by means of the electrostatic field. The binder thus forms a basic bond between the tool body and the layer of abrasive grain applied to it and an intermediate bond between two layers of abrasive grain.
  • the adhesive surface or the abrasive grain layer is three-dimensionally shaped in any way, for example curved and/or in several planes aligned with one another, for example in planes running at an angle to one another.
  • a curved configuration enables, for example, fillet seam processing and/or edge processing.
  • the layer of abrasive grain forms a chamfer through planes running at an angle to one another, which enables roughing or surface processing.
  • a central longitudinal axis of the tool base body is preferably aligned in different directions relative to the first electrode in order to form the three-dimensionally shaped layer of abrasive grain. This ensures simple, flexible and economical production. Due to the fact that the central longitudinal axis of the tool body is aligned in different directions, complex-shaped abrasive grain layers can be produced.
  • the main tool body preferably rotates about a central longitudinal axis in order to form the three-dimensionally shaped layer of abrasive grain. This ensures simple, flexible and economical production.
  • the abrasive grains can be applied quickly and evenly. The rotation takes place in particular during the application of the abrasive grains.
  • a rotational speed can preferably be set so that the abrasive grains can be applied in a simple and flexible manner. The rotational speed is set, for example, depending on the size and/or the mass of the abrasive grains to be applied and/or the desired thickness of the abrasive grain layer.
  • the abrasive grains are transported into the electrostatic field in particular by means of a conveyor device. This ensures simple, flexible and economical production.
  • the abrasive grains are automatically transported into the electrostatic field by means of the conveyor device and are moved from there to the adhesive surface due to the electrostatic field.
  • the conveying device can be operated continuously or in cycles, for example.
  • the conveying device is preferably operated as a function of a movement of the tool base body.
  • the conveyor is synchronized with the movement of the tool body.
  • a transport speed of the conveyor can be adjusted in particular.
  • the conveying device preferably comprises a conveyor belt.
  • the conveyor belt enables an endless conveyor device to be formed in a simple manner.
  • the conveyor belt is guided, for example, around at least two deflection rollers and thus enables, for example, a continuous operation of the conveyor.
  • the conveyor belt is designed to be electrically insulating.
  • the first electrode is preferably arranged below a conveying area of the conveying device.
  • the fact that the first electrode is arranged below the conveying area in a direction of gravity makes it possible to introduce the abrasive grains into the electrostatic field in a simple manner.
  • the conveyor area is formed, for example, by the surface of a conveyor belt.
  • the first electrode is arranged in a stationary or displaceable manner.
  • the first electrode is designed in particular in the form of a plate.
  • the plate-shaped electrode preferably runs essentially parallel to the conveyor belt.
  • the abrasive grains are fed in particular by means of a dosing device.
  • the at least one dosing device feeds the abrasive grains directly into the electrostatic field and/or the conveyor device.
  • the at least one dosing device doses and distributes the abrasive grains to be applied.
  • the at least one dosing device is preferably arranged in front of a conveyor device and feeds the abrasive grains to the conveyor device.
  • a grain mixture of abrasive grains is supplied by means of the at least one dosing device. In the grain mixture, the abrasive grains can vary in size, shape and/or material.
  • the grain mixture can, for example, be mixed before it is introduced into the dosing device, so that the abrasive grains can be fed in with exactly one dosing device. Furthermore, several dosing devices can be provided, each of which contains exactly one type of abrasive grains, so that the grain mixture can be flexibly distributed by means of the dosing devices when feeding is mixed.
  • the at least one metering device is used to meter the quantity, distribute and/or orient the abrasive grains.
  • the applied binder is preferably electrically conductive. This ensures simple, flexible and economical manufacture.
  • the electrically conductive binder simplifies the application of the abrasive grains, since for example the formation of a blocking field is avoided, and interacts particularly advantageously with the tool base body when this forms the second electrode.
  • the adhesion surface is curved to form the three-dimensionally shaped and curved abrasive grain layer.
  • the curved adhesive surface or the curved layer of abrasive grain enables, in particular, the production of grinding tools for fillet weld processing and/or edge processing.
  • the adhesive surface or the layer of abrasive grain is in particular concavely and/or convexly curved.
  • the direction of curvature is defined, for example, in relation to a central longitudinal axis of the tool body and/or a clamping side of the grinding tool facing the tool drive.
  • the adhesive surface or abrasive grain layer is, for example, cylindrical or spherical.
  • the second electrode can be used to produce a large number of grinding tools.
  • tool bases made of any materials, in particular also made of electrically non-conductive materials, can be coated with abrasive grains.
  • the second electrode is shaped at least in regions to correspond to the tool body, simple and flexible production with high cutting performance and a long service life is ensured. Due to the fact that the second electrode is shaped at least in regions according to the tool body, the surface of the second electrode and the adhesive surface run essentially parallel to one another, so that the field lines are aligned essentially perpendicular to the adhesive surface. The abrasive grains are thus aligned in a desired manner when adhering to the adhesive surface, which enables high cutting performance and a long service life.
  • the second electrode is, for example, formed completely in accordance with the tool body and is arranged over the entire surface of the tool body. Furthermore, the second electrode is shaped, for example, in a partial area according to the tool body and is moved during the application of the abrasive grains relative to the tool body, the second electrode in particular sweeping over the adhesive surface substantially completely during the movement.
  • a method according to claim 2 ensures simple, flexible and economical production.
  • the electrostatic field is adapted to the abrasive grains to be fed.
  • the tool base forms the second electrode. This ensures simple and flexible production with high cutting performance and a long service life. Because the tool body itself forms the second electrode, the second electrode is optimally attached to the tool body adjusted. The field lines enter and exit the tool body perpendicularly to the adhesion surface, so that the abrasive grains can be applied to complex three-dimensionally shaped adhesion surfaces in a simple manner.
  • the tool base body is electrically conductive at least in sections or in layers. Due to the fact that the tool base forms the second electrode, layers of abrasive grain can also be produced which form an undercut with the tool base. In other words, the tool base body or the second electrode remains in the grinding tool and does not have to be removed from the mold.
  • At least one electrically conductive layer is formed on the tool body. This ensures simple and flexible production with high cutting performance and a long service life. Because the tool base body forms at least one electrically conductive layer, it itself forms the second electrode.
  • the electrically conductive layer is arranged in particular on a base body surface, for example on the front side and/or a rear side of the tool base body, and/or on the inside.
  • the tool body is, for example, made entirely of an electrically conductive material.
  • the tool base body is at least partially made of an electrically conductive material. This ensures simple and flexible production with high cutting performance and a long service life.
  • the tool body itself forms the second electrode due to the electrically conductive material.
  • a method according to claim 3 ensures simple and flexible production with a high cutting capacity and a long service life. Because the second electrode rests against the tool body, the surface of the second electrode runs essentially parallel and/or close to the adhesion surface, so that the abrasive grains are applied to the adhesion surface with a desired orientation. This enables high cutting performance and a long service life.
  • the grinding tool produced by means of the method according to the invention comprises a tool base body which is rigid at least in some areas, and abrasive grains, the abrasive grains being applied directly to the tool base body and the tool base forming a base, the abrasive grains being attached to the base by means of a binding agent are bonded to the tool body and form an abrasive grain layer, the abrasive grain layer being three-dimensionally shaped and curved, the abrasive grains being at least partially aligned with the tool body, at least one electrically non-conductive material of the tool body being coated with the abrasive grains.
  • the abrasive grain layer is three-dimensionally shaped in any way, for example curved and/or in several planes aligned with one another, for example in planes running at an angle to one another.
  • a curved configuration enables, for example, fillet seam processing and/or edge processing.
  • the layer of abrasive grain forms a chamfer through planes running at an angle to one another, which enables roughing or surface processing.
  • the grinding tool Due to the fact that the abrasive grains are aligned with the tool body, i.e. in the three-dimensionally shaped layer of abrasive grain, the grinding tool has a high cutting performance and a long service life in a wide variety of applications.
  • the abrasive grains each have a dimension D and for at least 80%, in particular 90%, and in particular at least 95% of the abrasive grains, the following applies: 1 ⁇ m ⁇ D ⁇ 5000 ⁇ m, in particular 10 ⁇ m ⁇ D ⁇ 2500 ⁇ m, and in particular 100 ⁇ m ⁇ D ⁇ 1000 ⁇ m.
  • the grinding tool ensures easy manufacture and flexible use. The grinding properties of the grinding tool are set in the desired manner by the size of the abrasive grains.
  • a grain mixture of larger or coarse-grained abrasive grains and smaller or fine-grained abrasive grains makes it possible, in particular, to adjust the chip spaces in a targeted manner and thus have a positive influence on the cutting performance and the abrasive coating or abrasive grain layer.
  • the fine-grain abrasive grains have a maximum dimension Di, whereas the coarse-grain abrasive grains have a maximum dimension D2 . The following applies: D 1 ⁇ D 2 .
  • the abrasive grains each have a dimension Di and for at least 80%, in particular at least 90%, and in particular at least 95% of the abrasive grains, the following applies: 1 ⁇ m ⁇ D 1 ⁇ 5000 ⁇ m, in particular 5 ⁇ m ⁇ D 1 ⁇ 500 ⁇ m, and in particular 10 ⁇ m ⁇ D1 ⁇ 250 ⁇ m.
  • the grinding tool ensures easy manufacture and flexible use.
  • the abrasive grains are fine-grained.
  • the fine-grain abrasive grains serve as filling grains, in particular in connection with coarse-grain abrasive grains.
  • the fine-grain abrasive grains are applied before, together and/or after the coarse-grain abrasive grains.
  • the fine-grain abrasive grains are applied electrostatically and/or mechanically.
  • the coarse-grain abrasive grains each have a maximum dimension D 2 .
  • D 1 ⁇ D 2 The following applies in particular: D 1 ⁇ D 2 .
  • the abrasive grains preferably each have a maximum dimension D 2 and for at least 80%, in particular 90%, and in particular at least 95% of the abrasive grains, the following applies: 1 ⁇ m ⁇ D 2 ⁇ 5000 ⁇ m, in particular 150 ⁇ m ⁇ D 2 ⁇ 3000 ⁇ m, and in particular 250 ⁇ m ⁇ D2 ⁇ 1500 ⁇ m.
  • the grinding tool ensures easy manufacture and flexible use.
  • the coarse-grain abrasive grains are applied in particular in conjunction with fine-grain abrasive grains.
  • the coarse-grain abrasive grains form the main grains and the fine-grain abrasive grains form the filler grains.
  • the filling grains are made of normal corundum, for example.
  • the coarse-grain abrasive grains are made of ceramic, for example.
  • the fine-grain abrasive grains each have a maximum dimension D 1 . The following applies in particular: D 1 ⁇ D 2 .
  • a cover bond is preferably applied to the abrasive grain layer, with a cover layer in particular being applied to the cover bond.
  • the grinding tool or the binder (basic bond) is cured in the usual way in an oven.
  • a binder is applied to the layer of abrasive grain to form at least one top bond and, if appropriate, an additional top layer. The cutting performance and the service life are improved by the top bond or the top layer.
  • the binder is designed, for example, to correspond to the binder used to form the adhesive surface and can usually include abrasive fillers, such as cryolite and potassium tetrafluoridoborate.
  • the top coat or top coat is preferably cured in an oven.
  • a device 1 for producing a grinding tool 2 comprises a handling device 3 for handling and positioning a tool body 4, a first electrode 5 and an associated second electrode 6 for generating an electrostatic field E, a dosing device 7 for supplying abrasive grains 8, 9 a conveyor 10.
  • the conveyor device 10 comprises an endless conveyor belt 11 which is tensioned by means of two deflection rollers 12, 13.
  • the deflection roller 12 is driven in rotation, for example by means of an electric drive motor 14 .
  • a part of the conveyor belt 11 that is arranged above the deflection roller 12, 13 with respect to the force of gravity F G forms a conveyor area 15 that extends in a horizontal x-direction and a horizontal y-direction.
  • the dosing device 7 is arranged in front of the electrodes 5 , 6 in a conveying direction 16 .
  • the first electrode 5 is plate-shaped and is arranged below the upper part of the conveyor belt 11 or below the conveyor area 15 in the direction of gravity F G .
  • the second electrode 6 is arranged above the conveyor belt 11 or the conveyor area 15 with respect to the force of gravity F G .
  • the second electrode 6 is thus spaced apart from the first electrode 5 in a vertical z-direction, so that the conveying area 15 runs between the electrodes 5, 6.
  • the x, y and z directions form a Cartesian coordinate system.
  • the second electrode 6 is formed separately from the tool body 4 and is shaped in accordance with the tool body 4 .
  • the second electrode 6 is attached to the handling device 3 .
  • the tool base body 4 is held by the handling device 3 in such a way that the second electrode 6 bears against a rear side 17 of the tool base body 4 essentially over its entire surface.
  • the handling device 3 holds the tool body 4 mechanically and/or pneumatically, for example.
  • An electrical voltage U is present between the first electrode 5 and the second electrode 6, which voltage is generated by a voltage source 18 and is adjustable.
  • the tool body 4 has a three-dimensional shape.
  • the tool base body 4 is disk-shaped and has a hub 20, for example.
  • the tool body 4 can have a shank instead of the hub 20 .
  • a design without a hub 20 or a shaft is also possible.
  • the tool base body 4 is curved in a region 21 running around the region 19 .
  • a binding agent 23 is first applied to a front side 22 facing away from the second electrode 6 , so that the binding agent 23 arranged on the tool base body 4 forms a three-dimensionally shaped adhesive surface 24 .
  • the binder 23 is, for example, a resin, in particular phenolic resin.
  • the tool body 4 is made of one usual material such as vulcanized fiber or polyester.
  • the binding agent 23 is applied manually, for example, or by means of the handling device 3 .
  • the tool base body 4 is dipped with the front side 22 into the binding agent 23 by means of the handling device 3 .
  • the tool base body 4 is then positioned in the z-direction above the first electrode 5 by means of the handling device 3, so that the adhesive surface 24 is partially arranged in the electrostatic field E between the electrodes 5, 6.
  • the field lines emerge perpendicularly from the surface of the first electrode 5 and enter the surface of the second electrode 6 perpendicularly, so that the field lines run essentially perpendicularly through the adhesive surface 24 .
  • this is in figure 2 shown as an example for the field lines f 1 , f 2 and f 3 .
  • the abrasive grains 8 , 9 are transported into the electrostatic field E by means of the conveying device 10 in order to form a three-dimensionally shaped abrasive grain layer 25 .
  • the dosing device 7 provides, for example, a mixture of fine-grain abrasive grains 8 and coarse-grain abrasive grains 9 .
  • the fine-grain abrasive grains 8 each have a maximum dimension Di, with at least 80%, in particular at least 90%, and in particular at least 95% of the abrasive grains 8 being: 1 ⁇ m ⁇ D 1 ⁇ 5000 ⁇ m, in particular 5 ⁇ m ⁇ D 1 ⁇ 500 ⁇ m , and in particular 10 ⁇ m ⁇ D 1 ⁇ 250 ⁇ m.
  • the coarse-grain abrasive grains 9 each have a maximum dimension D 2 , the following applies to at least 80%, in particular at least 90% and in particular at least 95% of the abrasive grains 9: 1 ⁇ m ⁇ D 2 ⁇ 5000 ⁇ m, in particular 150 ⁇ m ⁇ D 2 ⁇ 3000 ⁇ m, and in particular 250 ⁇ m ⁇ D 2 ⁇ 1500 ⁇ m. The following applies in particular: D 1 ⁇ D 2 .
  • the abrasive grains 8, 9 are thus in the mixture the maximum dimension D 1 or D 2 , where the maximum dimension in the mixture is generally denoted as D.
  • the abrasive grains 8, 9 thus have the maximum dimension D, with at least 80%, in particular at least 90%, and in particular at least 95% of the abrasive grains 8, 9: 1 ⁇ m ⁇ D ⁇ 5000 ⁇ m, in particular 10 ⁇ m ⁇ D ⁇ 2500 ⁇ m, and in particular 100 ⁇ m ⁇ D ⁇ 1000 ⁇ m.
  • the abrasive grains 8, 9 are metered by means of the metering device 7 and fed to the conveyor belt 11 and distributed thereon.
  • the conveyor belt 11 with the abrasive grains 8, 9 arranged thereon is moved in the conveying direction 16 by means of the electric drive motor 14, for example, so that the abrasive grains 8, 9 are introduced into the electrostatic field E.
  • the transport speed in the conveying direction 16 can be adjusted by means of the electric drive motor 14, for example.
  • the abrasive grains 8, 9 are moved against the force of gravity FG to the adhesive surface 24 by the electrostatic field E and aligned along the field lines, for example the field lines f 1 , f 2 and f 3 . If the abrasive grains 8, 9 hit the adhesive surface 24, they remain stuck there.
  • the abrasive grain layer 25 is formed on the tool base body 4 by the adhering abrasive grains 8 , 9 .
  • the tool base body 4 is rotated about a central longitudinal axis 26 by means of the handling device 3.
  • the coarse-grain abrasive grains 9 here form main grains and the fine-grain abrasive grains 8 filler grains.
  • the abrasive-grain layer 25 is three-dimensionally shaped or curved in accordance with the adhesion surface 24 . Additionally will the tool base body 4 is moved, if necessary, in such a way that the central longitudinal axis 26 is aligned in different directions with respect to the first electrode 5 .
  • the tool base body 4 forms a semi-finished product with the binding agent 23 and the abrasive-grain layer 25 .
  • the semi-finished product is released from the handling device 3 and placed in a heating device where the binding agent 23 is cured.
  • At least one cover bond 27 and optionally a cover layer 31 are then applied to the abrasive grain layer 25 in the usual way.
  • the cover bond 27 has, for example, a binder 23 with additional abrasive fillers.
  • the cover layer 31 is applied to the cover bond 27 .
  • the top layer 31 has a binder 23 with additional abrasive fillers, the proportion of abrasive fillers preferably being higher than in the top bond 27.
  • the top bond 27 and the top layer 31 are applied manually, for example.
  • the top bond 27 and the top layer 31 are then cured in a heating device.
  • the binder 23 includes, for example, phenolic resin and chalk.
  • the top bond 27 and the top coat 31 include, for example, phenolic resin, chalk and cryolite.
  • the atmospheric humidity during production is, for example, 0% to 100%, in particular 35% to 80%. In figure 3 the finished grinding tool 2 is shown.
  • the second electrode 6 is smaller than the tool body 4 and covers only a portion of the tool body 4.
  • the second electrode 6 is corresponding in this portion the tool body 4 formed so that the second electrode 6 is parallel to the adhesive surface 24 is substantially.
  • the second electrode 6 does not rest against the rear side 17 of the tool body 4, but is slightly spaced from it.
  • the second electrode 6 is firmly connected to the handling device 3 , whereas the tool base body 4 is rotated about the central longitudinal axis 26 by means of the handling device 3 .
  • the tool base body 4 is thus moved relative to the second electrode 6 by the rotation about the central longitudinal axis 26 .
  • the abrasive grains 8, 9 move in the area of the electrostatic field E in the direction of the adhesive surface 24 and, when they come into contact with the adhesive surface 24, adhere there. Since the tool base body 4 moves relative to the second electrode 6, ie rotates about the central longitudinal axis 26, the entire adhesive surface 24 is coated with the abrasive grains 8, 9. With regard to the further structure of the device 1 and its mode of operation and the further structure of the grinding tool 2, reference is made to the previous exemplary embodiment.
  • the tool base body 4 itself is designed as a second electrode 6 .
  • the tool base body 4 is made of an electrically conductive material, in particular a metal.
  • the tool body 4 is made of aluminum, for example.
  • the inside figure 5 The tool base body 4 shown has a concavely curved area 28 in addition to the flat inner area 19 and the convexly curved area 21 .
  • the adhesive surface 24 is thus three-dimensionally shaped in a complex manner.
  • the applied binder 23 is to avoid a blocking field and to optimize the electrostatic field E electrically conductive.
  • the electrically conductive binding agent 23 is a conductive lacquer, for example.
  • the field lines f 1 to f 3 again run perpendicularly through the adhesive surface 24, so that the abrasive grains 8, 9 are applied to the adhesive surface 24 in an aligned manner, despite the complex-shaped adhesive surface.
  • the central longitudinal axis 26 runs essentially in the xy plane, so that the inner region 19 and the regions 21 and 28 are reliably and homogeneously coated with the abrasive grains 8, 9 by rotating the tool body 4 about the central longitudinal axis.
  • the tool base body 4 comprises a base body 29 made of an electrically non-conductive material and an electrically conductive layer 30 firmly connected to the base body 29. Due to the electrically conductive layer 30, the tool base body 4 itself forms the second electrode 6 out.
  • the layer 30 is, for example, a copper foil.
  • the binder 23 is applied to the electrically conductive layer 30 so that the adhesion surface 24 is formed.
  • the binder 23 can be electrically conductive.
  • the tool base body 4 has the inner area 19 , the convexly curved area 21 and the concavely curved area 28 .
  • a chamfered region 32 or a chamfer is arranged between the inner region 19 and the convexly curved region 21 .
  • the chamfered area 32 and the inner area 19 enclose an angle ⁇ , where ⁇ 180° applies.
  • the chamfered area 32 is used, for example, for roughing or for flat machining.
  • the tool body 4 rotates around the central longitudinal axis 26, so that the adhesive surface 24 is reliably and evenly coated with the abrasive grains 8, 9 despite the complex three-dimensional shape.
  • the formed abrasive-grain layer 25 has a complex three-dimensional shape due to the concave and convex curvature and the chamfer or chamfered portion 32 .
  • the method according to the invention has a small number of production steps and, in particular, avoids the reshaping of coated abrasives.
  • the method according to the invention enables the production of grinding tools 2 with complex, three-dimensionally shaped abrasive grain layers 25 for a large number of different applications.
  • the cutting performance and the service life of the grinding tools 2 are comparable to grinding tools made from abrasives on a backing.
  • the electrostatic application of the abrasive grains 8 , 9 makes it possible in particular for the abrasive grains 8 , 9 to be aligned with their respective longitudinal axes perpendicular to the adhesive surface 24 or the surface of the tool base body 4 . This ensures high cutting performance and a long service life.
  • the grinding tools 2 also have a lower level of noise and vibration and require less effort during use.

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Description

  • Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung eines Schleifwerkzeugs und ein Schleifwerkzeug.
  • Handgeführte Schleifwerkzeuge zur Oberflächenbearbeitung werden mittels gebundenem Schleifmittel oder mittels Schleifmittel auf Unterlage hergestellt. Aus der WO 2009/138 114 A1 (entspricht US 2011/0065369 A1 ) ist beispielsweise eine Schruppschleifscheibe bekannt, die mit Kunstharz gebundene Schleifkörner, also gebundenes Schleifmittel umfasst. Demgegenüber ist aus der EP 2 130 646 A1 (entspricht US 2009/0305619 A1 ) eine Fächerschleifscheibe bekannt, die einen mit Schleiflamellen bestückten Tragteller umfasst. Die Schleiflamellen sind aus Schleifmittel auf Unterlage hergestellt und umfassen Schleifkörner, die mittels eines Bindemittels an eine Unterlage gebunden sind. Schleifmittel auf Unterlage weist gegenüber gebundenem Schleifmittel in der Anwendung von handgeführten Schleifwerkzeugen verschiedene Vorteile auf, wie beispielsweise eine höhere Zerspanungsleistung sowie eine längere Standzeit und damit verbundene geringere Personalkosten, einen reduzierten Kraftaufwand beim Schleifen sowie eine reduzierte Lärm- und Schwingungsbelastung.
  • Bei der aus der EP 2 130 646 A1 bekannten Fächerschleifscheibe sind die Schleiflamellen jeweils um einen äußeren Umfangsrand des Tragtellers umgebogen, so dass die Schleiflamellen jeweils eine dreidimensional geformte Schleifkornschicht ausbilden. Hierdurch weist die Fächerschleifscheibe bei vielfältigen Schleifanwendungen eine hohe Zerspanungsleistung auf. Nachteilig ist, dass die Fächerschleifscheibe in der Herstellung aufwendig ist und nur in beschränktem Umfang dreidimensional geformte Schleifkornschichten hergestellt werden können, da beim Umbiegen der Schleiflamellen die Gefahr einer Beschädigung der jeweiligen Schleifkornschicht besteht.
  • Aus der WO 95/22434 A1 ist ein Verfahren zur Herstellung eines Schleifmittels auf Unterlage bekannt. Zur Herstellung des Schleifmittels wird ein Halbzeug auf einem Rollenkörper angeordnet. Das Halbzeug ist als Fasermatte ausgebildet. Die Fasermatte wird elektrostatisch mit Schleifpartikeln beschichtet. Der Rollenkörper wird anschließend entfernt, sodass flexible Schleifbänder entstehen.
  • Aus der WO 2012/112 322 A2 ist ein Verfahren zur Herstellung eines Schleifmittels auf Unterlage bekannt. Eine Unterlage wird zunächst mit einem Bindemittel versehen und anschließend in ein elektrostatisches Feld eingebracht und mit Schleifpartikeln elektrostatisch beschichtet. Die Unterlage ist beispielsweise als Band oder Scheibe ausgebildet.
  • Aus der WO 2014/206 967 A1 ist Verfahren zur Herstellung eines Schleifmittels auf Unterlage bekannt, bei dem Schleifkörner mittels eines elektrostatischen Streuverfahrens auf der Unterlage angeordnet werden. Aus der EP 2 578 180 A1 ist ein Dentalwerkzeug mit einem Grundkörper bekannt, auf den mittels eines galvanischen Verfahrens eine Trägerschicht aufgebracht ist. Durch dieses galvanische Verfahren wird zugleich mit der Trägerschicht eine Beschichtung mit abrasiven Partikeln aufgebracht.
  • Aus der WO 2015/050781 A1 ist ein gebundener Schleifartikel bekannt. Der gebundene Schleifartikel weist eine äußere Oberfläche und eine innere Oberfläche auf, auf die elektrostatisch Schleifpartikel aufgetragen wurden. Hierbei wurde der Schleifartikel in einem elektrostatischen Feld zwischen zwei Elektroden bewegt, um die am einem Bindemittel anhaftenden Schleifkörner zur Haftoberfläche auszurichten.
  • Aus der GB 559 356 A ist ein Verfahren zur Herstellung eines Schleifwerkzeugs in Form einer Schleifscheibe bekannt. Ein metallischer Werkzeug-Grundkörper ist mit einer Lotschicht versehen. Der Werkzeug-Grundkörper ist um eine Drehachse drehbar gelagert und wird mittels eines Riemenantriebs drehangetrieben. Über eine Dosiereinrichtung werden Schleifkörner auf ein Transportband dosiert und in Richtung des Werkzeug-Grundkörpers gefördert. Eine Umlenkrolle des Transportbands ist über eine Anschlussleitung an eine Spannungsquelle angeschlossen, so dass die Umlenkrolle eine erste Elektrode ausbildet. Zum Verflüssigen der Lotschicht sind Gasbrenner vorgesehen. Der Werkzeug-Grundkörper ist über eine weitere Anschlussleitung an die Spannungsquelle angeschlossen und bildet eine zweite Elektrode aus. Die Schleifkörner werden aufgrund eines elektrostatischen Feldes zwischen den Elektroden zu der Lotschicht bewegt und bleiben dort haften.
  • Der Erfindung liegt die Aufgabe zu Grunde, ein Verfahren zu schaffen, das in einfacher, flexibler und wirtschaftlicher Weise die Herstellung eines Schleifwerkzeugs mit einer beliebig geformten Schleifkornschicht und einer hohen Zerspanungsleistung ermöglicht.
  • Diese Aufgabe wird durch ein Verfahren mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst. Durch Auftragen des Bindemittels auf den Werkzeug-Grundkörper wird in Abhängigkeit der Form des Werkzeug-Grundkörpers bzw. einer Grundkörperoberfläche des Werkzeug-Grundkörpers eine dreidimensional geformte Haftoberfläche erzeugt. Dadurch, dass der Werkzeug-Grundkörper mit der Haftoberfläche in einem elektrostatischen Feld positioniert wird, in das Schleifkörner eingebracht werden, wird der Werkzeug-Grundkörper unmittelbar mit den Schleifkörnern beschichtet. Die in das elektrostatische Feld eingebrachten Schleifkörner bewegen sich entlang der Feldlinien in Richtung der Haftoberfläche und bleiben bei Kontakt mit der Haftoberfläche bzw. dem Bindemittel an dem Werkzeug-Grundkörper haften, so dass die Schleifkörner eine entsprechend der Haftoberfläche dreidimensional geformte Schleifkornschicht ausbilden. Die Elektroden sind zur Ausbildung des elektrostatischen Felds aus einem elektrisch leitenden Material ausgebildet. Da die Schleifkörner unmittelbar auf den Werkzeug-Grundkörper aufgebracht werden und der Werkzeug-Grund-körper somit die Unterlage bildet, ist das Schleifwerkzeug - im Vergleich zu der Verwendung von Schleifmittel auf Unterlage - einfacher, flexibler und wirtschaftlicher herstellbar. Die Schleifkornschicht ist durch Bereitstellung eines gewünschten Werkzeug-Grundkörpers und dem Auftragen des Bindemittels in flexibler Weise mit einer beliebig dreidimensional geformten Schleifkornschicht herstellbar. Da sich die Schleifkörner entlang der Feldlinien bewegen, können diese in Abhängigkeit des Verlaufs der Feldlinien und der Positionierung des Werkzeug-Grundkörpers in einer gewünschten Weise auf den Werkzeug-Grundkörper bzw. die Haftoberfläche aufgetragen werden, so dass eine hohe Zerspanungsleistung und eine lange Standzeit des Schleifwerkzeugs gewährleistet ist. Die Schleifkörner können sich in dem elektrostatischen Feld mit der Schwerkraft oder entgegen der Schwerkraft zu der Haftoberfläche bewegen.
  • Durch die Bewegung des Werkzeug-Grundkörpers relativ zu mindestens einer der Elektroden wird ein zuverlässiger und gleichmäßiger Auftrag der Schleifkörner auf die Haftoberfläche und somit eine homogene Schleifkornschicht gewährleistet. Durch die Bewegung werden insbesondere ein Abstand, eine Lage und/oder eine Ausrichtung des Werkzeug-Grundkörpers zu mindestens einer der Elektroden verändert. Die Bewegung erfolgt insbesondere zumindest teilweise während die Schleifkörner sich zu der Haftoberfläche bewegen und dort anhaften. Der Werkzeug-Grundkörper wird beispielsweise mittels einer Handhabungseinrichtung bewegt.
  • Die Feldlinien des elektrostatischen Felds treten senkrecht zu den Oberflächen der Elektroden aus bzw. ein, so dass der Verlauf der Feldlinien durch die Oberflächenform, die Lage und/oder die Ausrichtung der Elektroden einstellbar ist. Durch eine geeignete Positionierung der Haftoberfläche zu den Feldlinien werden die Schleifkörner mit einer gewünschten Ausrichtung auf die Haftoberfläche aufgebracht. Aufgrund der Ausrichtung hat das Schleifwerkzeug eine hohe Zerspanungsleistung und eine lange Standzeit.
  • Der Werkzeug-Grundkörper ist einlagig oder mehrlagig aufgebaut. Der Werkzeug-Grundkörper umfasst mindestens ein Material aus der Gruppe Vulkanfiber, Polyester, Glasfasern, Kohlefasern, Baumwolle, Kunststoff und Metall. Der Werkzeug-Grundkörper ist zumindest bereichsweise starr und gegebenenfalls bereichsweise flexibel. Der Werkzeug-Grundkörper kann zum Spannen und rotatorischen Antreiben des Schleifwerkzeugs eine Nabe oder einen Schaft aufweisen.
  • Das Bindemittel ist mindestens ein Material aus der Gruppe Duroplaste, Elastomere, Thermoplaste und Kunstharze. Vorzugsweise ist das Bindemittel ein Duroplast, insbesondere Phenolharz oder Epoxidharz. Das Phenolharz ist beispielsweise ein Resol oder ein Novolak. Das Bindemittel kann in beliebiger Weise auf den Werkzeug-Grundkörper aufgetragen werden.
  • Die Schleifkörner weisen eine geometrisch bestimmte und/oder eine geometrisch unbestimmte Form auf. Die Schleifkörner umfassen mindestens ein Material, das aus der Gruppe Keramik, Korund, insbesondere Zirkonkorund, Diamant, kubisch kristallines Bornitrid (CBN), Siliziumkarbid und Wolframkarbid ausgewählt ist.
  • Die Schleifkörner können einschichtig oder mehrschichtig aufgetragen werden, so dass auf dem Werkzeug-Grundkörper mindestens eine dreidimensional geformte Schleifkornschicht ausgebildet ist. Bei der Ausbildung von mehreren Schleifkornschichten wird auf die jeweils darunterliegende Schleifkornschicht ein Bindemittel aufgetragen und die darauffolgende Schleifkornschicht in der bereits beschriebenen Weise mittels des elektrostatischen Felds aufgebracht. Das Bindemittel bildet somit zwischen dem Werkzeug-Grundkörper und der darauf aufgetragenen Schleifkornschicht eine Grundbindung und zwischen zwei Schleifkornschichten eine Zwischenbindung.
  • Die Haftoberfläche bzw. die Schleifkornschicht ist in beliebiger Weise dreidimensional geformt, beispielsweise gekrümmt und/oder in mehreren zueinander ausgerichteten Ebenen, beispielsweise in schräg zueinander verlaufenden Ebenen. Eine gekrümmte Ausbildung ermöglicht beispielsweise eine Kehlnahtbearbeitung und/oder eine Kantenbearbeitung. Durch schräg zueinander verlaufende Ebenen bildet die Schleifkornschicht eine Fase aus, die ein Schruppen oder eine flächige Bearbeitung ermöglicht.
  • Vorzugsweise wird eine Mittellängsachse des Werkzeug-Grundkörpers zur Ausbildung der dreidimensional geformten Schleifkornschicht relativ zu der ersten Elektrode in unterschiedlichen Richtungen ausgerichtet. Dies gewährleistet eine einfache, flexible und wirtschaftliche Herstellung. Dadurch, dass die Mittellängsachse des Werkzeug-Grundkörpers in unterschiedlichen Richtungen ausgerichtet wird, sind komplex geformte Schleifkornschichten herstellbar.
  • Vorzugsweise rotiert der Werkzeug-Grundkörper zur Ausbildung der dreidimensional geformten Schleifkornschicht um eine Mittellängsachse. Dies gewährleistet eine einfache, flexible und wirtschaftliche Herstellung. Durch eine Rotation des Werkzeug-Grundkörpers um die Mittellängsachse ist ein schnelles und gleichmäßiges Aufbringen der Schleifkörner möglich. Die Rotation erfolgt insbesondere während des Aufbringens der Schleifkörner. Vorzugsweise ist eine Rotationsgeschwindigkeit einstellbar, so dass das Aufbringen der Schleifkörner in einfacher und flexibler Weise möglich ist. Die Rotationsgeschwindigkeit wird beispielsweise in Abhängigkeit der Größe und/oder der Masse der aufzubringenden Schleifkörner und/oder der gewünschten Dicke der Schleifkornschicht eingestellt.
  • Die Schleifkörner werden insbesondere mittels einer Fördereinrichtung in das elektrostatische Feld transportiert. Dies gewährleistet eine einfache, flexible und wirtschaftliche Herstellung. Mittels der Fördereinrichtung werden die Schleifkörner automatisch in das elektrostatische Feld transportiert und von dort aufgrund des elektrostatischen Felds zu der Haftoberfläche bewegt. Die Fördereinrichtung ist beispielsweise kontinuierlich oder getaktet betreibbar. Vorzugsweise wird die Fördereinrichtung in Abhängigkeit einer Bewegung des Werkzeug-Grundkörpers betrieben. Beispielsweise ist die Fördereinrichtung mit der Bewegung des Werkzeug-Grundkörpers synchronisiert. Eine Transportgeschwindigkeit der Fördereinrichtung ist insbesondere einstellbar.
  • Die Fördereinrichtung umfasst vorzugsweise ein Förderband. Das Förderband ermöglicht in einfacher Weise die Ausbildung einer endlosen Fördereinrichtung. Das Förderband ist beispielsweise um mindestens zwei Umlenkrollen geführt und ermöglicht somit beispielsweise einen kontinuierlichen Betrieb der Fördereinrichtung. Das Förderband ist insbesondere elektrisch isolierend ausgebildet.
  • Vorzugsweise ist die erste Elektrode unterhalb eines Förderbereichs der Fördereinrichtung angeordnet. Dadurch, dass die erste Elektrode in einer Schwerkraftrichtung unterhalb des Förderbereichs angeordnet ist, wird in einfacher Weise ein Einbringen der Schleifkörner in das elektrostatische Feld ermöglicht. Der Förderbereich wird beispielsweise durch die Oberfläche eines Förderbands gebildet. Die erste Elektrode ist ortsfest oder verlagerbar angeordnet. Die erste Elektrode ist insbesondere plattenförmig ausgebildet. Vorzugsweise verläuft die plattenförmige Elektrode im Wesentlichen parallel zu dem Förderband.
  • Die Schleifkörner werden insbesondere mittels einer Dosiereinrichtung zugeführt. Dies gewährleistet eine einfache, flexible und wirtschaftliche Herstellung. Die mindestens eine Dosiereinrichtung führt die Schleifkörner unmittelbar in das elektrostatische Feld und/oder der Fördereinrichtung zu. Die mindestens eine Dosiereinrichtung dosiert und verteilt die aufzubringenden Schleifkörner. Vorzugsweise ist die mindestens eine Dosiereinrichtung vor einer Fördereinrichtung angeordnet und führt die Schleifkörner der Fördereinrichtung zu. Mittels der mindestens einen Dosiereinrichtung wird insbesondere eine Kornmischung aus Schleifkörnern zugeführt. In der Kornmischung können die Schleifkörner in ihrer Größe, ihrer Form und/oder ihrem Material variieren. Die Kornmischung kann beispielsweise vor der Einführung in die Dosiereinrichtung gemischt werden, so dass die Zuführung der Schleifkörner mit genau einer Dosiereinrichtung möglich ist. Weiterhin können mehrere Dosiereinrichtungen vorgesehen sein, die jeweils genau einen Typ von Schleifkörnern enthalten, so dass die Kommischung in flexibler Weise mittels der Dosiereinrichtungen beim Zuführen gemischt wird. Mittels der mindestens einen Dosiereinrichtung erfolgt eine Mengendosierung, Verteilung und/oder Orientierung der Schleifkörner.
  • Vorzugsweise ist das aufgetragene Bindemittel elektrisch leitfähig. Dies gewährleistet eine einfache, flexible und wirtschaftliche Herstellung. Das elektrisch leitfähige Bindemittel vereinfacht das Aufbringen der Schleifkörner, da beispielsweise die Bildung eines Sperrfeldes vermieden wird, und wirkt insbesondere vorteilhaft mit dem Werkzeug-Grundkörper zusammen, wenn dieser die zweite Elektrode ausbildet.
  • Die Haftoberfläche ist zur Ausbildung der dreidimensional geformten und gekrümmten Schleifkornschicht gekrümmt. Die gekrümmte Haftoberfläche bzw. die gekrümmte Schleifkornschicht ermöglicht insbesondere die Herstellung von Schleifwerkzeugen für die Kehlnahtbearbeitung und/oder die Kantenbearbeitung. Die Haftoberfläche bzw. die Schleifkornschicht ist insbesondere konkav und/oder konvex gekrümmt. Die Krümmungsrichtung ist beispielsweise in Bezug auf eine Mittellängsachse des Werkzeug-Grundkörpers und/oder eine dem Werkzeugantrieb zugewandte Spannseite des Schleifwerkzeugs definiert. Die Haftoberfläche bzw. Schleifkornschicht ist beispielsweise zylindrisch oder sphärisch ausgebildet.
  • Dadurch, dass die zweite Elektrode separat von dem Werkzeug-Grundkörper ausgebildet ist, ist die zweite Elektrode zur Herstellung einer Vielzahl von Schleifwerkzeugen verwendbar. Mittels der separaten zweiten Elektrode können Werkzeug-Grundkörper aus beliebigen Materialien, insbesondere auch aus elektrisch nicht leitfähigen Materialien mit Schleifkörnern beschichtet werden.
  • Dadurch, dass die zweite Elektrode zumindest bereichsweise entsprechend dem Werkzeug-Grundkörper geformt ist, ist eine einfache und flexible Herstellung mit einer hohen Zerspanungsleistung und einer langen Standzeit gewährleistet. Dadurch, dass die zweite Elektrode zumindest bereichsweise entsprechend dem Werkzeug-Grundkörper geformt ist, verlaufen die Oberfläche der zweiten Elektrode und die Haftoberfläche im Wesentlichen parallel zueinander, so dass die Feldlinien im Wesentlichen senkrecht zu der Haftoberfläche ausgerichtet sind. Die Schleifkörner sind beim Anhaften an die Haftoberfläche somit in einer gewünschten Weise ausgerichtet, wodurch eine hohe Zerspanungsleistung und eine lange Standzeit ermöglicht werden. Die zweite Elektrode ist beispielsweise vollständig entsprechend dem Werkzeug-Grundkörper geformt und ganzflächig an dem Werkzeug-Grundkörper angeordnet. Weiterhin ist die zweite Elektrode beispielsweise in einem Teilbereich entsprechend dem Werkzeug-Grundkörper geformt und wird während des Aufbringens der Schleifkörner relativ zu dem Werkzeug-Grundkörper bewegt, wobei die zweite Elektrode insbesondere die Haftoberfläche während der Bewegung im Wesentlichen vollständig überstreicht.
  • Ein Verfahren nach Anspruch 2 gewährleistet eine einfache, flexible und wirtschaftliche Herstellung. Durch die Einstellung der elektrischen Spannung wird das elektrostatische Feld auf die zuzuführenden Schleifkörner angepasst.
  • Bei einem nicht erfindungsgemäßen Ausführungsbeispiel bildet der Werkzeug-Grundkörper die zweite Elektrode. Dies gewährleistet eine einfache und flexible Herstellung mit einer hohen Zerspanungsleistung und einer langen Standzeit. Dadurch, dass der Werkzeug-Grundkörper selbst die zweite Elektrode ausbildet, ist die zweite Elektrode optimal an den Werkzeug-Grundkörper angepasst. Die Feldlinien treten senkrecht zu der Haftoberfläche in den Werkzeug-Grundkörper ein bzw. aus dem Werkzeug-Grundkörper aus, so dass die Schleifkörner in einfacher Weise ausgerichtet auf komplexe dreidimensional geformte Haftoberflächen aufgebracht werden können. Der Werkzeug-Grundkörper ist zumindest abschnittsweise bzw. schichtweise elektrisch leitend. Dadurch, dass der Werkzeug-Grundkörper die zweite Elektrode ausbildet, sind auch Schleifkornschichten herstellbar, die mit dem Werkzeug-Grundkörper eine Hinterschneidung ausbilden. Anders ausgedrückt verbleibt der Werkzeug-Grundkörper bzw. die zweite Elektrode in dem Schleifwerkzeug und muss nicht entformt werden.
  • Bei einem nicht erfindungsgemäßen Ausführungsbeispiel ist an dem Werkzeug-Grundkörper zumindest eine elektrisch leitfähige Schicht ausgebildet. Dies gewährleistet eine einfache und flexible Herstellung mit einer hohen Zerspanungsleistung und einer langen Standzeit. Dadurch, dass der Werkzeug-Grundkörper zumindest eine elektrisch leitfähige Schicht ausbildet, bildet dieser selbst die zweite Elektrode. Die elektrisch leidfähige Schicht ist insbesondere an einer Grundkörperoberfläche, beispielsweise an der Vorderseite und/oder einer Rückseite des Werkzeug-Grundkörpers, und/oder innenliegend angeordnet. Der Werkzeug-Grundkörper ist beispielsweise vollständig aus einem elektrisch leitenden Material ausgebildet.
  • Bei einem nicht erfindungsgemäßen Ausführungsbeispiel ist der Werkzeug-Grundkörper zumindest teilweise aus einem elektrisch leitfähigem Material ausgebildet. Dies gewährleistet eine einfache und flexible Herstellung mit einer hohen Zerspanungsleistung und einer langen Standzeit. Durch das elektrisch leitfähige Material bildet der Werkzeug-Grund-körper selbst die zweite Elektrode aus.
  • Ein Verfahren nach Anspruch 3 gewährleistet eine einfache und flexible Herstellung mit einer hohen Zerspanungsleistung und einer langen Standzeit. Dadurch, dass die zweite Elektrode gegen den Werkzeug-Grundkörper anliegt, verläuft die Oberfläche der zweiten Elektrode im Wesentlichen parallel und/oder nahe zu der Haftoberfläche, so dass die Schleifkörner mit einer gewünschten Ausrichtung auf die Haftoberfläche aufgebracht werden. Hierdurch wird eine hohe Zerspanungsleistung und eine lange Standzeit ermöglicht.
  • Das mittels des erfindungsgemäßen Verfahrens hergestellte Schleifwerkzeug umfasst einen Werkzeug-Grundkörper, der zumindest bereichsweise starr ist, und Schleifkörner, wobei die Schleifkörner unmittelbar auf den Werkzeug-Grundkörper aufgebracht sind und der Werkzeug-Grundkörper eine Unterlage bildet, wobei die Schleifkörner mittels eines Bindemittels an dem Werkzeug-Grundkörper gebunden sind und eine Schleifkornschicht ausbilden, wobei die Schleifkornschicht dreidimensional geformt und gekrümmt ist, wobei die Schleifkörner zumindest teilweise zu dem Werkzeug-Grundkörper ausgerichtet sind, wobei mindestens ein elektrisch nicht leitfähiges Material des Werkzeug-Grundkörpers mit den Schleifkörnern beschichtet ist. Die Schleifkornschicht ist in beliebiger Weise dreidimensional geformt, beispielsweise gekrümmt und/oder in mehreren zueinander ausgerichteten Ebenen, beispielsweise in schräg zueinander verlaufenden Ebenen. Eine gekrümmte Ausbildung ermöglicht beispielsweise eine Kehlnahtbearbeitung und/oder eine Kantenbearbeitung. Durch schräg zueinander verlaufende Ebenen bildet die Schleifkornschicht eine Fase aus, die ein Schruppen oder eine flächige Bearbeitung ermöglicht.
  • Dadurch, dass die Schleifkörner zu dem Werkzeug-Grundkörper, also in der dreidimensional geformten Schleifkornschicht ausgerichtet sind, weist das Schleifwerkzeug bei unterschiedlichsten Anwendungen eine hohe Zerspanungsleistung und eine lange Standzeit auf.
  • Vorzugsweise haben die Schleifkörner jeweils eine Abmessung D und für mindestens 80 %, insbesondere 90 %, und insbesondere mindestens 95 % der Schleifkörner gilt: 1 µm ≤ D ≤ 5000 µm, insbesondere 10 µm ≤ D ≤ 2500 µm, und insbesondere 100 µm ≤ D ≤ 1000 µm. Das Schleifwerkzeug gewährleistet eine einfache Herstellung und einen flexiblen Einsatz. Durch die Größe der Schleifkörner werden die Schleifeigenschaften des Schleifwerkzeugs in gewünschter Weise eingestellt. Durch eine Kornmischung aus größeren bzw. grobkörnigen Schleifkörner und kleineren bzw. feinkörnigen Schleifkörnern ist insbesondere eine gezielte Einstellung der Spanräume und damit eine positive Beeinflussung der Zerspanungsleistung und des Schleifbelags bzw. der Schleifkornschicht möglich. Die feinkörnigen Schleifkörner haben eine maximale Abmessung Di, wohingegen die grobkörnigen Schleifkörner eine maximale Abmessung D2 haben. Es gilt: D1 ≤ D2.
  • Vorzugsweise haben die Schleifkörner jeweils eine Abmessung Di und für mindestens 80 %, insbesondere mindestens 90 %, und insbesondere mindestens 95 % der Schleifkörner gilt: 1 µm ≤ D1 ≤ 5000 µm, insbesondere 5 µm ≤ D1 ≤ 500 µm, und insbesondere 10 µm ≤ D1 ≤ 250 µm. Das Schleifwerkzeug gewährleistet eine einfache Herstellung und einen flexiblen Einsatz. Die Schleifkörner sind feinkörnig ausgebildet. Die feinkörnigen Schleifkörner dienen insbesondere in Verbindung mit grobkörnigen Schleifkörnern als Füllkörner. Die feinkörnigen Schleifkörner werden vor, zusammen und/oder nach den grobkörnigen Schleifkörnern aufgebracht.
  • Die feinkörnigen Schleifkörner werden elektrostatisch und/oder mechanisch aufgebracht. Die grobkörnigen Schleifkörner haben jeweils eine maximale Abmessung D2. Es gilt insbesondere: D1 ≤ D2.
  • Vorzugsweise haben die Schleifkörner jeweils eine maximale Abmessung D2 und für mindestens 80 %, insbesondere 90 %, und insbesondere mindestens 95 % der Schleifkörner gilt: 1 µm ≤ D2 ≤ 5000 µm, insbesondere 150 µm ≤ D2 ≤ 3000 µm, und insbesondere 250 µm ≤ D2 ≤ 1500 µm. Das Schleifwerkzeug gewährleistet eine einfache Herstellung und einen flexiblen Einsatz. Die grobkörnigen Schleifkörner werden insbesondere in Verbindung mit feinkörnigen Schleifkörnern aufgebracht. Hierbei bilden die grobkörnigen Schleifkörner Hauptkörner und die feinkörnigen Schleifkörner Füllkörner. Die Füllkörner sind beispielsweise aus Normalkorund. Die grobkörnigen Schleifkörner sind beispielsweise aus Keramik. Die feinkörnigen Schleifkörner haben jeweils eine maximale Abmessung D1. Es gilt insbesondere: D1 ≤ D2.
  • Durch die gekrümmte, insbesondere konkav und/oder konvex gekrümmte Schleifkornschicht sind eine Kehlnahtbearbeitung und/oder eine Kantenbearbeitung in flexibler Weise möglich.
  • Auf die Schleifkornschicht ist vorzugsweise eine Deckbindung aufgebracht, wobei auf die Deckbindung insbesondere eine Deckschicht aufgebracht ist. Nach dem Aufbringen der Schleifkornschicht wird das Schleifwerkzeug bzw. das Bindemittel (Grundbindung) in üblicher Weise in einem Ofen ausgehärtet. Zur Ausbildung mindestens einer Deckbindung sowie gegebenenfalls einer zusätzlichen Deckschicht wird ein Bindemittel auf die Schleifkornschicht aufgebracht. Durch die Deckbindung bzw. die Deckschicht werden die Zerspanungsleistung und die Standzeit verbessert.
  • Das Bindemittel ist beispielsweise entsprechend dem Bindemittel zur Ausbildung der Haftoberfläche ausgebildet und kann in üblicher Weise schleifaktive Füllstoffe, wie beispielsweise Kryolith und Kaliumtetrafluoridoborat umfassen. Die Deckschicht bzw. die Deckbindung wird vorzugsweise in einem Ofen ausgehärtet.
  • Weitere Merkmale, Vorteile und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung mehrerer Ausführungsbeispiele. Es zeigen:
    • Fig. 1
    eine schematische Darstellung einer Vorrichtung zur Herstellung eines Schleifwerkzeugs durch Beschichten eines Werkzeug-Grundkörpers mit Schleifkörnern mittels eines elektrostatischen Felds zwischen zwei Elektroden,
    Fig. 2
    eine vergrößerte Schnittdarstellung des Werkzeug-Grundkörpers und der zugehörigen Elektrode in Fig. 1 gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel,
    Fig. 3
    eine schematische Schnittdarstellung des fertigen Schleifwerkzeugs,
    Fig. 4
    eine Schnittdarstellung eines Werkzeug-Grundkörpers und einer zugehörigen Elektrode gemäß einem zweiten Ausführungsbeispiel,
    Fig. 5
    eine Schnittdarstellung eines als Elektrode ausgebildeten Werkzeug-Grundkörpers gemäß einem dritten, nicht erfindungsgemäßen Ausführungsbeispiel, und
    Fig. 6
    eine Schnittdarstellung eines als Elektrode ausgebildeten Werkzeug-Grundkörpers gemäß einem vierten, nicht erfindungsgemäßen Ausführungsbeispiel.
  • Nachfolgend ist anhand der Figuren 1 und 3 ein erstes Ausführungsbeispiel der Erfindung beschrieben. Eine Vorrichtung 1 zur Herstellung eines Schleifwerkzeugs 2 umfasst eine Handhabungseinrichtung 3 zum Handhaben und Positionieren eines Werkzeug-Grundkörpers 4, eine erste Elektrode 5 und eine zugehörige zweite Elektrode 6 zum Erzeugen eines elektrostatischen Felds E, eine Dosiereinrichtung 7 zum Zuführen von Schleifkörnern 8, 9 zu einer Fördereinrichtung 10.
  • Die Fördereinrichtung 10 umfasst ein endloses Förderband 11, das mittels zwei Umlenkrollen 12, 13 gespannt ist. Die Umlenkrolle 12 wird beispielsweise mittels eines elektrischen Antriebsmotors 14 drehangetrieben. Ein in Bezug auf die Schwerkraft FG oberhalb der Umlenkrolle 12, 13 angeordneter Teil des Förderbandes 11 bildet einen Förderbereich 15 aus, der sich in einer horizontalen x-Richtung und einer horizontalen y-Richtung erstreckt.
  • Die Dosiereinrichtung 7 ist in einer Förderrichtung 16 vor den Elektroden 5, 6 angeordnet. Die erste Elektrode 5 ist plattenförmig ausgebildet und in Richtung der Schwerkraft FG unterhalb des oberen Teils des Förderbands 11 bzw. unterhalb des Förderbereichs 15 angeordnet. Demgegenüber ist die zweite Elektrode 6 in Bezug auf die Schwerkraft FG oberhalb des Förderbands 11 bzw. des Förderbereichs 15 angeordnet. Die zweite Elektrode 6 ist somit in einer vertikalen z-Richtung zu der ersten Elektrode 5 beabstandet, so dass der Förderbereich 15 zwischen den Elektroden 5, 6 verläuft. Die x-, y- und z-Richtung bilden ein kartesisches Koordinatensystem.
  • Die Funktionsweise der Vorrichtung 1 ist nachfolgend beschrieben:
    Die zweite Elektrode 6 ist separat zu dem Werkzeug-Grundkörper 4 ausgebildet und entsprechend dem Werkzeug-Grundkörper 4 geformt. Die zweite Elektrode 6 ist an der Handhabungseinrichtung 3 befestigt. Der Werkzeug-Grundkörper 4 wird derart mittels der Handhabungseinrichtung 3 gehalten, dass die zweite Elektrode 6 im Wesentlichen vollflächig gegen eine Rückseite 17 des Werkzeug-Grundkörpers 4 anliegt. Die Handhabungseinrichtung 3 hält den Werkzeug-Grundkörper 4 beispielsweise mechanisch und/oder pneumatisch. Zwischen der ersten Elektrode 5 und der zweiten Elektrode 6 liegt eine elektrische Spannung U an, die mittels einer Spannungsquelle 18 erzeugt wird und einstellbar ist.
  • Der Werkzeug-Grundkörper 4 weist eine dreidimensionale Form auf. In einem inneren Bereich 19 ist der Werkzeug-Grundkörper 4 scheibenförmig ausgebildet und weist beispielsweise eine Nabe 20 auf. Alternativ kann der Werkzeug-Grundkörper 4 anstelle der Nabe 20 einen Schaft aufweisen. Auch eine Ausbildung ohne eine Nabe 20 oder einen Schaft ist möglich. Demgegenüber ist der Werkzeug-Grundkörper 4 in einem um den Bereich 19 umlaufenden Bereich 21 gekrümmt ausgebildet.
  • Auf einer der zweiten Elektrode 6 abgewandten Vorderseite 22 wird zunächst ein Bindemittel 23 aufgetragen, so dass das an dem Werkzeug-Grundkörper 4 angeordnete Bindemittel 23 eine dreidimensional geformte Haftoberfläche 24 ausbildet. Das Bindemittel 23 ist beispielsweise ein Harz, insbesondere Phenolharz. Der Werkzeug-Grundkörper 4 ist aus einem üblichen Material, wie beispielsweise Vulkanfiber oder Polyester. Das Bindemittel 23 wird beispielsweise manuell aufgebracht oder mittels der Handhabungseinrichtung 3. Beispielsweise wird der Werkzeug-Grundkörper 4 mittels der Handhabungseinrichtung 3 mit der Vorderseite 22 in das Bindemittel 23 eingetaucht.
  • Der Werkzeug-Grundkörper 4 wird anschließend mittels der Handhabungseinrichtung 3 in der z-Richtung oberhalb der ersten Elektrode 5 positioniert, so dass die Haftoberfläche 24 teilweise in dem elektrostatischen Feld E zwischen den Elektroden 5, 6 angeordnet ist. Die Feldlinien treten senkrecht aus der Oberfläche der ersten Elektrode 5 aus und treten senkrecht in die Oberfläche der zweiten Elektrode 6 ein, so dass die Feldlinien im Wesentlichen senkrecht durch die Haftoberfläche 24 verlaufen. Dies ist in Figur 2 beispielhaft für die Feldlinien f1, f2 und f3 dargestellt.
  • Mittels der Fördereinrichtung 10 werden die Schleifkörner 8, 9 zur Ausbildung einer dreidimensional geformten Schleifkornschicht 25 in das elektrostatische Feld E transportiert. Hierzu stellt die Dosiereinrichtung 7 beispielsweise eine Mischung aus feinkörnigen Schleifkörnern 8 und aus grobkörnigen Schleifkörnern 9 bereit. Die feinkörnigen Schleifkörner 8 haben jeweils eine maximale Abmessung Di, wobei für mindestens 80%, insbesondere mindestens 90%, und insbesondere mindestens 95% der Schleifkörner 8 gilt: 1 µm ≤ D1 ≤ 5000 µm, insbesondere 5 µm ≤ D1 ≤ 500 µm, und insbesondere 10 µm ≤ D1 ≤ 250 µm. Demgegenüber haben die grobkörnigen Schleifkörner 9 jeweils eine maximale Abmessung D2, wobei für mindestens 80%, insbesondere mindestens 90% und insbesondere mindestens 95% der Schleifkörner 9 gilt: 1 µm ≤ D2 ≤ 5000 µm, insbesondere 150 µm ≤ D2 ≤ 3000 µm, und insbesondere 250 µm ≤ D2 ≤ 1500 µm. Es gilt insbesondere: D1 ≤ D2. Die Schleifkörner 8, 9 haben somit in der Mischung die maximale Abmessung D1 bzw. D2, wobei die maximale Abmessung in der Mischung allgemein als D bezeichnet ist. In der Mischung haben die Schleifkörner 8, 9 somit die maximale Abmessung D, wobei für mindestens 80%, insbesondere mindestens 90%, und insbesondere mindestens 95% der Schleifkörner 8, 9 gilt: 1 µm ≤ D ≤ 5000 µm, insbesondere 10 µm ≤ D ≤ 2500 µm, und insbesondere 100 µm ≤ D ≤ 1000 µm.
  • Die Schleifkörner 8, 9 werden mittels der Dosiereinrichtung 7 dosiert dem Förderband 11 zugeführt und auf diesem verteilt. Mittels des beispielsweise elektrischen Antriebsmotors 14 wird das Förderband 11 mit den darauf angeordneten Schleifkörnern 8, 9 in der Förderrichtung 16 bewegt, so dass die Schleifkörner 8, 9 in das elektrostatische Feld E eingebracht werden. Mittels des beispielsweise elektrischen Antriebsmotors 14 ist die Transportgeschwindigkeit in der Förderrichtung 16 einstellbar.
  • Durch das elektrostatische Feld E werden die Schleifkörner 8, 9 entgegen der Schwerkraft FG zu der Haftoberfläche 24 bewegt und entlang der Feldlinien, beispielsweise der Feldlinien f1, f2 und f3 ausgerichtet. Treffen die Schleifkörner 8, 9 auf die Haftoberfläche 24, bleiben diese dort haften. Durch die anhaftenden Schleifkörner 8, 9 wird an dem Werkzeug-Grundkörper 4 die Schleifkornschicht 25 ausgebildet. Um die Schleifkörner 8, 9 gleichmäßig und homogen aufzubringen, wird der Werkzeug-Grundkörper 4 mittels der Handhabungseinrichtung 3 um eine Mittellängsachse 26 rotiert. Zwischen den grobkörnigen Schleifkörnern 9 haften feinkörnige Schleifkörner 8 an dem Werkzeug-Grundkörper 4 an, so dass die Schleifkornschicht 25 homogen ausgebildet wird. Die grobkörnigen Schleifkörner 9 bilden hierbei Hauptkörner und die feinkörnigen Schleifkörner 8 Füllkörner. Die Schleifkornschicht 25 ist entsprechend der Haftoberfläche 24 dreidimensional geformt bzw. gekrümmt. Zusätzlich wird der Werkzeug-Grundkörper 4 bei Bedarf derart bewegt, dass die Mittellängsachse 26 in unterschiedlichen Richtungen zu der ersten Elektrode 5 ausgerichtet ist.
  • Nachdem die Schleifkornschicht 25 fertig auf den Werkzeug-Grundkörper 4 aufgebracht ist, bildet der Werkzeug-Grundkörper 4 mit dem Bindemittel 23 und der Schleifkornschicht 25 ein Halbzeug. Das Halbzeug wird von der Handhabungseinrichtung 3 gelöst und in einer Heizeinrichtung angeordnet, wo das Bindemittel 23 ausgehärtet wird. Anschließend wird auf die Schleifkornschicht 25 in üblicher Weise mindestens eine Deckbindung 27 sowie gegebenenfalls eine Deckschicht 31 aufgebracht. Die Deckbindung 27 weist beispielsweise ein Bindemittel 23 mit zusätzlichen schleifaktiven Füllstoffen auf. Die Deckschicht 31 wird auf die Deckbindung 27 aufgebracht. Die Deckschicht 31 weist ein Bindemittel 23 mit zusätzlichen schleifaktiven Füllstoffen auf, wobei der Anteil schleifaktiver Füllstoffe vorzugsweise höher ist als in der Deckbindung 27. Die Deckbindung 27 und die Deckschicht 31 werden beispielsweise manuell aufgebracht. Anschließend wird die Deckbindung 27 und die Deckschicht 31 in einer Heizeinrichtung ausgehärtet. Das Bindemittel 23 umfasst beispielsweise Phenolharz und Kreide. Die Deckbindung 27 und die Deckschicht 31 umfassen beispielsweise Phenolharz, Kreide und Kryolith. Die Luftfeuchtigkeit während der Herstellung beträgt beispielsweise 0% bis 100%, insbesondere 35% bis 80%. In Figur 3 ist das fertige Schleifwerkzeug 2 dargestellt.
  • Nachfolgend ist anhand von Figur 4 ein zweites Ausführungsbeispiel der Erfindung beschrieben. Im Unterschied zu dem ersten Ausführungsbeispiel ist die zweite Elektrode 6 kleiner als der Werkzeug-Grundkörper 4 ausgebildet und überdeckt lediglich einen Teilbereich des Werkzeug-Grundkörpers 4. In diesem Teilbereich ist die zweite Elektrode 6 entsprechend dem Werkzeug-Grundkörper 4 geformt, so dass die zweite Elektrode 6 im Wesentlichen parallel zu der Haftoberfläche 24 verläuft. Die zweite Elektrode 6 liegt nicht gegen die Rückseite 17 des Werkzeug-Grundkörpers 4 an, sondern ist zu dieser geringfügig beabstandet. Die zweite Elektrode 6 ist mit der Handhabungseinrichtung 3 fest verbunden, wohingegen der Werkzeug-Grundkörper 4 mittels der Handhabungseinrichtung 3 um die Mittellängsachse 26 rotiert wird. Der Werkzeug-Grundkörper 4 wird somit relativ zu der zweiten Elektrode 6 durch die Rotation um die Mittellängsachse 26 bewegt. Die Schleifkörner 8, 9 bewegen sich im Bereich des elektrostatischen Felds E in Richtung der Haftoberfläche 24 und bleiben bei Kontakt mit der Haftoberfläche 24 dort haften. Da sich der Werkzeug-Grundkörper 4 relativ zu der zweiten Elektrode 6 bewegt, also um die Mittellängsachse 26 rotiert, wird die gesamte Haftoberfläche 24 mit den Schleifkörnern 8, 9 beschichtet. Hinsichtlich des weiteren Aufbaus der Vorrichtung 1 sowie deren Funktionsweise und des weiteren Aufbaus des Schleifwerkzeugs 2 wird auf das vorangegangene Ausführungsbeispiel verwiesen.
  • Nachfolgend ist anhand von Figur 5 ein drittes, nicht erfindungsgemäßes Ausführungsbeispiel beschrieben. Im Unterschied zu den vorangegangenen Ausführungsbeispielen ist der Werkzeug-Grundkörper 4 selbst als zweite Elektrode 6 ausgebildet. Hierzu ist der Werkzeug-Grundkörper 4 aus einem elektrisch leitenden Material, insbesondere einem Metall. Der Werkzeug-Grundkörper 4 ist beispielsweise aus Aluminium. Der in Figur 5 dargestellte Werkzeug-Grundkörper 4 weist zusätzlich zu dem ebenen inneren Bereich 19 und dem konvex gekrümmten Bereich 21 einen konkav gekrümmten Bereich 28 auf. Die Haftoberfläche 24 ist somit in komplexer Weise dreidimensional geformt. Das aufgebrachte Bindemittel 23 ist zur Vermeidung eines Sperrfelds und zur Optimierung des elektrostatischen Felds E elektrisch leitfähig. Das elektrisch leitfähige Bindemittel 23 ist beispielsweise ein Leitlack. Die Feldlinien f1 bis f3 verlaufen wiederum senkrecht durch die Haftoberfläche 24, so dass die Schleifkörner 8, 9 trotz der komplex geformten Haftoberfläche 24 ausgerichtet auf diese aufgebracht werden. Die Mittellängsachse 26 verläuft im Wesentlichen in der x-y-Ebene, so dass durch eine Rotation des Werkzeug-Grundkörpers 4 um die Mittellängsachse der innere Bereich 19 sowie die Bereiche 21 und 28 zuverlässig und homogen mit den Schleifkörnern 8, 9 beschichtet werden. Hinsichtlich des weiteren Aufbaus der Vorrichtung 1 sowie deren Funktionsweise und dem weiteren Aufbau des Schleifwerkzeugs 2 wird auf die vorangegangenen Ausführungsbeispiele verwiesen.
  • Nachfolgend ist anhand von Figur 6 ein viertes, nicht erfindungsgemäßes Ausführungsbeispiel der Erfindung beschrieben. Im Unterschied zu den vorangegangenen Ausführungsbeispielen umfasst der Werkzeug-Grundkörper 4 einen Grundkörper 29 aus einem elektrisch nicht leitfähigen Material und eine fest mit dem Grundkörper 29 verbundene elektrisch leitende Schicht 30. Aufgrund der elektrisch leitenden Schicht 30 bildet der Werkzeug-Grundkörper 4 selbst die zweite Elektrode 6 aus. Die Schicht 30 ist beispielsweise eine Kupferfolie. Auf die elektrisch leitende Schicht 30 ist das Bindemittel 23 aufgebracht, so dass die Haftoberfläche 24 ausgebildet wird. Das Bindemittel 23 kann elektrisch leitfähig sein. Der Werkzeug-Grundkörper 4 weist den inneren Bereich 19, den konvex gekrümmten Bereich 21 und den konkav gekrümmten Bereich 28 auf. Zwischen dem inneren Bereich 19 und dem konvex gekrümmten Bereich 21 ist ein angefaster Bereich 32 bzw. eine Fase angeordnet. Der angefaste Bereich 32 und der innere Bereich 19 schließen einen Winkel α ein, wobei α ≠ 180° gilt. Der angefaste Bereich 32 dient beispielsweise zum Schruppen oder zur flächigen Bearbeitung. Der Werkzeug-Grundkörper 4 rotiert um die Mittellängsachse 26, so dass die Haftoberfläche 24 trotz der komplexen dreidimensionalen Form zuverlässig und gleichmäßig mit den Schleifkörnern 8, 9 beschichtet wird. Die ausgebildete Schleifkornschicht 25 ist aufgrund der konkaven und konvexen Krümmung sowie der Fase bzw. des angefasten Bereichs 32 in komplexer Weise dreidimensional geformt. Hinsichtlich des weiteren Aufbaus der Vorrichtung 1 sowie deren Funktionsweise und dem Aufbau des Schleifwerkzeugs 2 wird auf die vorangegangenen Ausführungsbeispiele verwiesen.
  • Das erfindungsgemäße Verfahren weist eine geringe Anzahl an Herstellungsschritten auf und vermeidet insbesondere ein Umformen von Schleifmittel auf Unterlage. Das erfindungsgemäße Verfahren ermöglicht die Herstellung von Schleifwerkzeugen 2 mit komplex dreidimensional geformten Schleifkornschichten 25 für eine Vielzahl unterschiedlicher Anwendungen. Die Zerspanungsleistung sowie die Standzeit der Schleifwerkzeuge 2 sind hierbei vergleichbar mit aus Schleifmittel auf Unterlage hergestellten Schleifwerkzeugen. Durch das elektrostatische Aufbringen der Schleifkörner 8, 9 wird insbesondere ermöglicht, dass die Schleifkörner 8, 9 mit ihrer jeweiligen Längsachse senkrecht zu der Haftoberfläche 24 bzw. der Oberfläche des Werkzeug-Grundkörpers 4 ausgerichtet sind. Dies gewährleistet eine hohe Zerspanungsleistung und eine lange Standzeit. Die Schleifwerkzeuge 2 weisen zudem im Vergleich zu gebundenem Schleifmittel eine geringere Lärm- und Schwingungsbelastung sowie einen geringeren Kraftaufwand bei der Anwendung auf.

Claims (3)

  1. Verfahren zur Herstellung eines Schleifwerkzeugs umfassend die Schritte:
    - Bereitstellen eines Werkzeug-Grundkörpers (4), wobei der Werkzeug-Grundkörper (4) zumindest bereichsweise starr ist,
    - Erzeugen einer dreidimensional geformten Haftoberfläche (24) durch Auftragen eines Bindemittels (23) auf den Werkzeug-Grundkörper (4), wobei die Haftoberfläche (24) zur Ausbildung einer dreidimensional geformten Schleifkornschicht (25) gekrümmt ist,
    - Positionieren des Werkzeug-Grundkörpers (4) derart, dass die dreidimensional geformte Haftoberfläche (24) in einem elektrostatischen Feld (E) zwischen einer ersten Elektrode (5) und einer zweiten Elektrode (6) angeordnet ist, wobei der Werkzeug-Grundkörper (4) und die zweite Elektrode (6) separat voneinander ausbildet sind und die zweite Elektrode (6) zumindest bereichsweise entsprechend dem Werkzeug-Grundkörper (4) geformt ist, und
    - Einbringen von Schleifkörnern (8, 9) in das elektrostatische Feld (E) derart, dass sich die Schleifkörner (8, 9) aufgrund des elektrostatischen Felds (E) zu der dreidimensional geformten Haftoberfläche (24) bewegen und an der dreidimensional geformten Haftoberfläche (24) zur Ausbildung einer dreidimensional geformten und gekrümmten Schleifkornschicht (25) haften bleiben,
    -- wobei mindestens ein elektrisch nicht leitfähiges Material des Werkzeug-Grundkörpers (4) mit den Schleifkörnern (8, 9) beschichtet wird,
    -- wobei die Schleifkörner (8, 9) unmittelbar auf den Werkzeug-Grundkörper (4) aufgebracht werden und der Werkzeug-Grundkörper (4) eine Unterlage bildet,
    -- wobei der Werkzeug-Grundkörper (4) zur Ausbildung der dreidimensional geformten Schleifkornschicht (25) relativ zu mindestens einer der Elektroden (5, 6) bewegt wird, und
    -- wobei die an der Haftoberfläche (24) anhaftenden Schleifkörner (8, 9) zumindest teilweise zu der Haftoberfläche (24) ausgerichtet sind.
  2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,
    dass eine elektrische Spannung (U) zwischen den Elektroden (5, 6) einstellbar ist.
  3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet,
    dass die zweite Elektrode (6) zumindest bereichsweise gegen den Werkzeug-Grundkörper (4) anliegt.
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