Die Erfindung betrifft ein Schleifwerkzeug und ein Verfahren zur Herstellung eines Schleif werkzeugs.

Aus der EP 1 543 923 Al ist eine Schrupp-Schleifscheibe bekannt. Die Schrupp-Schleifscheibe weist zwei Schichten von gebundenem Schleifkom auf, die durch äußere Armierungen und inne- re Armierungen verstärkt sind. Zwischen den inneren Armierungen ist eine ringförmige Trenn schicht angeordnet. Die Trennschicht ist durch aneinander liegende Zwischenlagen ausgebildet, die beispielsweise aus Papier oder Kunststofffolie bestehen. Die Trennschicht reduziert die Amplitude der Vibration beim Schleifen, ohne dass die Struktur des mittels Bindemittel gebun denen Schleifkoms weicher gemacht und der Abrieb vergrößert wird.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein einfach herstellbares und flexibel anwendbares Schleifwerkzeug zu schaffen, das eine hohe Vibrations- und Geräuschdämpfung in Verbindung mit einer hohen Zerspanungsleistung und einer langen Standzeit hat.

Diese Aufgabe wird durch ein Schleifwerkzeug mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst. Dadurch, dass die mindestens eine Faserlage in dem Bindemittel teilweise beweglich angeordnet ist, wird während des Schleifens innerhalb der mindestens einen Faserlage eine freie Relativbe wegung erzielt, so dass der Grundkörper eine hohe Vibrations- und Geräuschdämpfung erzielt. Zur Erzielung der freien Relativbewegung innerhalb der mindestens einen Faserlage wird bei der Herstellung des Grundkörpers einerseits so viel Bindemittel verwendet, dass der Grundkörper eine ausreichende Stabilität hat und andererseits so wenig Bindemittel verwendet, dass die min destens eine Faserlage keinen durchgängigen und/oder vollflächigen Verbund mit dem Binde mittel hat. Die mindestens eine Faserlage ist derart in das Bindemittel eingebettet, dass ein erster Bereich der mindestens einen Faserlage fest mit dem Bindemittel verbunden ist und ein zweiter Bereich der mindestens einen Faserlage relativ zu dem Bindemittel und dem ersten Bereich be weglich ist. Die mindestens eine Faserlage weist vorzugsweise mindestens einen Faden auf. Der mindestens eine Faden ist in dem Bindemittel teilweise beweglich angeordnet. Vorzugsweise weist der mindestens eine Faden einen ersten Fadenabschnitt auf, der unbeweglich zu dem Bin demittel angeordnet ist, und mindestens einen zweiten Fadenabschnitt auf, der zu dem Bindemit- tel beweglich angeordnet ist. Der zweite Fadenabschnitt ist insbesondere beweglich zu dem ers- ten Fadenabschnitt angeordnet. Das Bindemittel ist vorzugsweise ein Harz und/oder ein Kleb- stoff. Vorzugsweise ist das Bindemittel ein Duroplast, insbesondere Phenolharz oder Epoxid- harz.

Der Grundkörper und somit das Schleifwerkzeug sind mit einer beliebigen Form herstellbar, so dass eine hohe Flexibilität bei der Anwendung des Schleifwerkzeugs gegeben ist. Die vibrations- und geräuschdämpfende Ausbildung des Grundkörpers wirkt sich nicht nachteilig auf die Schleifschicht aus. Die Schleifschicht ist mittelbar und/oder unmittelbar an dem Grundkörper angeordnet, der durch die mindestens eine Faserlage eine hohe Stabilität und eine lange Stand- zeit gewährleistet. Das Schleifwerkzeug ist zudem einfach herstellbar.

Die Schleifschicht ist in Abhängigkeit der beabsichtigten Anwendung des Schleifwerkzeugs ausgebildet. Die Schleifschicht umfasst vorzugsweise eine Schleifkomschicht, die elektrostatisch auf den Grundkörper aufgebracht ist. Die Schleifkömer der Schleifkomschicht sind insbesondere mittels eines Haftmittels an einer Oberfläche des Grundkörpers befestigt. Die Schleifkömer sind insbesondere zumindest teilweise zu dem Gmndkörper und/oder zueinander ausgerichtet. Die Schleifkömer weisen eine geometrisch bestimmte und/oder eine geometrisch unbestimmte Form auf. Die Schleifkömer umfassen mindestens ein Material, das aus der Gmppe Keramik, Komnd, insbesondere Zirkonkomnd, Diamant, kubisch kristallines Bomitrid (CBN), Siliziumkarbid und Wolframkarbid ausgewählt ist. Die Schleifkömer können einschichtig oder mehrschichtig aufge- tragen werden. Bei der Ausbildung von mehreren Schleifkomschichten wird auf die jeweils da- mnterliegende Schleifkomschicht ein Haftmittel aufgetragen und die darauffolgende Schleif- komschicht aufgebracht. Die Schleifkomschicht wird an dem Gmndkörper oder einer Trag schicht, die mit dem Gmndkörper verbunden ist, befestigt. Die Schleifschicht umfasst insbeson dere eine Gmndbindung, Schleifkömer und eine Deckbindung. Die Schleifkömer können in un terschiedlicher Grundbindungshöhe eingebracht werden bzw. auf den Gmndkörper aufgebracht werden.

Die Schleifschicht umfasst insbesondere ein Schleifvlies. Das Schleifvlies ist beispielsweise mit tels eines Haftmittels an einer Oberfläche des Gmndkörpers befestigt. Weiterhin umfasst die Schleifschicht beispielsweise ein Schleifmittel auf Unterlage. Das Schleifmittel auf Unterlage umfasst insbesondere eine Tragschicht, an der Schleifkömer befestigt sind. Das Schleifmittel auf Unterlage ist beispielsweise als Schleiflamellen ausgebildet. Die verwendeten Schleifkömer, insbesondere Diamant- Schleifkömer, können auf einer metallischen Unterlage verwendet wer den.

Der Grundkörper weist vorzugsweise zum Spannen und zum rotarischen Antreiben des Schleif werkzeugs eine Nabe oder einen Schaft auf. Das Schleifwerkzeug ist insbesondere eine Schleif scheibe.

Ein Schleifwerkzeug nach Anspruch 2 gewährleistet eine hohe Vibrations- und Geräuschdämp fung. Dadurch, dass die Fäden der jeweiligen Faserlage teilweise beweglich zueinander und zu dem Bindemittel angeordnet sind, wird eine Relativbewegung der Fäden zueinander und somit eine Relativbewegung innerhalb der jeweiligen Faserlage erzielt. Vorzugsweise weist der Gmndkörper mehrere Faserlagen auf, deren jeweilige Fäden teilweise beweglich zueinander in das Bindemittel eingebettet sind.

Ein Schleifwerkzeug nach Anspruch 3 gewährleistet eine hohe Vibrations- und Geräuschdämp fung. Die Faserlagen sind vorzugsweise übereinander in das Bindemittel eingebettet. Dadurch, dass die Faserlagen bereichsweise zueinander beweglich sind, wird einerseits eine Relativbewe gung innerhalb der jeweiligen Faserlage und andererseits eine Relativbewegung zwischen den Faserlagen erzielt. Durch den mehrlagigen Aufbau weist der Gmndkörper zudem eine hohe Sta bilität bzw. Festigkeit auf und gewährleistet eine lange Standzeit des Schleifwerkzeugs. Die Fa serlagen umfassen mindestens einen ersten Bereich, der fest mit dem Bindemittel verbunden ist, und mindestens einen zweiten Bereich, der relativ zu dem Bindemittel und dem mindestens ei nen ersten Bereich beweglich ist.

Ein Schleifwerkzeug nach Anspruch 4 gewährleistet eine hohe Vibrations- und Geräuschdämp fung. Die Faserlagen sind insbesondere übereinander angeordnet. Dadurch, dass die Fäden teil weise beweglich zueinander und zu dem Bindemittel angeordnet sind, wird eine Relativbewe gung zwischen den Faserlagen und/oder eine Relativbewegung innerhalb der jeweiligen Faserla ge erzielt. Ein Schleifwerkzeug nach Anspruch 5 gewährleistet eine hohe Vibrations- und Geräuschdämp fung und eine lange Standzeit. Dadurch, dass die mindestens eine Faserlage mindestens ein Ge- webe und/oder mindestens ein Gelege umfasst, wird innerhalb des Grundkörpers in einfacher Weise eine vibrations- und geräuschdämpfende Relativbewegung erzielt. Gleichzeitig hat der Grundkörper eine hohe Stabilität und ermöglicht dementsprechend eine lange Standzeit. Das mindestens eine Gewebe und/oder das mindestens eine Gelege umfasst mindestens einen Faden, insbesondere mehrere Fäden. Das mindestens eine Gewebe weist insbesondere Kettfäden und Schussfäden auf. Der mindestens eine Faden umfasst einen ersten Fadenabschnitt, der relativ zu dem Bindemittel unbeweglich ist, und mindestens einen zweiten Fadenabschnitt, der relativ zu dem Bindemittel und relativ zu dem ersten Fadenabschnitt beweglich ist. Beispielsweise hat das mindestens eine Gewebe eine Köperbindung. Das Köper-Gewebe ermöglicht ein einfaches Ver schieben der Kettfäden und/oder der Schussfäden innerhalb des Gewebes und somit eine Rela tivbewegung zur Erzielung einer hohen Vibrations- und Geräuschdämpfung. Das mindestens eine Gewebe und/oder das mindestens eine Gelege ist vorzugsweise aus Glasfasern, Kohlefasem, Baumwolle und/oder Polyester hergestellt.

Ein Schleifwerkzeug nach Anspruch 6 gewährleistet eine hohe Vibrations- und Geräuschdämp fung in Verbindung mit einer langen Standzeit. Je mehr Faserlagen der Grundkörper umfasst, desto höher ist das Maß an Relativbewegung, das innerhalb des Grundkörpers erzielbar ist. Wei terhin steigt mit der Anzahl der Faserlagen die Stabilität des Grundkörpers, wodurch eine lange Standzeit gewährleistet wird. Umgekehrt steigt mit der Anzahl der Faserlagen auch der Her- stellaufwand, so dass es für die Anzahl der Faserlagen einen optimalen Bereich gibt.

Ein Schleifwerkzeug nach Anspruch 7 gewährleistet eine hohe Vibrations- und Geräuschdämp fung in Verbindung mit einer langen Standzeit. Für das Verhältnis M gilt: M = m _ß /m _F , wobei IU _B die Masse des Bindemittels und IU _F die Masse der mindestens einen Faserlage bezeichnet. Durch das Verhältnis M wird einerseits gewährleistet, dass der Grundkörper eine ausreichende Stabili tät hat und beim Schleifen insbesondere nicht delaminiert oder in unerwünschter Weise um klappt. Andererseits gewährleistet das Verhältnis M, dass die mindestens eine Faserlage nicht vollständig bzw. vollflächig mit dem Bindemittel verbunden ist und kein durchgängiger Verbund mit dem Bindemittel vorhanden ist, so dass innerhalb des Grundkörpers eine ausreichende Rela tivbewegung erzielt wird. Das Maß an Relativbewegung innerhalb des Grundkörpers ist umso größer, je kleiner das Verhältnis M ist. Umgekehrt ist das Maß an Stabilität umso größer, je grö- ßer das Verhältnis M ist.

Ein Schleifwerkzeug nach Anspruch 8 gewährleistet eine hohe Vibrations- und Geräuschdämp fung. Die Dämpfungspartikel werden als dämpfender Zusatzstoff bei der Herstellung in den Grundkörper eingearbeitet. Die Dämpfungspartikel weisen einerseits selbst vibrations- und ge räuschdämpfende Eigenschaften auf. Andererseits verhindern die Dämpfungspartikel, dass die mindestens eine Faserlage vollständig bzw. vollflächig mit dem Bindemittel verbunden ist.

Ein Schleifwerkzeug nach Anspruch 9 gewährleistet eine hohe Vibrations- und Geräuschdämp fung in Verbindung mit einer langen Standzeit. Das Bindemittel gewährleistet die bereichsweise Versteifung der mindestens einen Faserlage und weist vorzugsweise selbst dämpfende Eigen schaften auf. Das Bindemittel ist beispielsweise ein Gemisch aus Phenolharz und Kautschuk.

Ein Schleifwerkzeug nach Anspruch 10 ist flexibel anwendbar und gewährleistet eine hohe Vib rations- und Geräuschdämpfung in Verbindung mit einer hohen Zerspanungsleistung und einer langen Standzeit. Der Grundkörper ist in einem Arbeitsbereich zumindest abschnittsweise ge krümmt ausgebildet. In dem Arbeitsbereich ist die Schleifschicht an dem Grundkörper angeord net. Die Schleifschicht ist in dem Arbeitsbereich abschnittsweise gekrümmt ausgebildet. Hier durch ist das Schleifwerkzeug flexibel anwendbar, beispielsweise zur Kehlnahtbearbeitung und/oder zur Kantenbearbeitung. Der Grundkörper und/oder die Schleifschicht ist insbesondere in einer radialen Richtung und/oder in einer Umfangsrichtung zu einer Drehachse des Schleif werkzeugs gekrümmt ausgebildet. Die gekrümmte Ausbildung ist konkav und/oder konvex. Vorzugsweise umfasst die Schleifschicht eine Schleifkomschicht, die unmittelbar an einer Ober fläche des Grundkörpers mittels eines Haftmittels befestigt ist. Aufgrund der gekrümmten Aus bildung des Grundkörpers können beim Schleifen auftretende Kräfte effizient in den Grundkör per geleitet und dort gedämpft werden, so dass das Schleifwerkzeug eine hohe Vibrations- und Geräuschdämpfung gewährleistet. Dadurch, dass der gekrümmte Grundkörper eine gekrümmte Ausbildung der Schleifschicht ermöglicht, ist die Zerspanungsleistung bei unterschiedlichsten Anwendungen hoch. Ein Schleifwerkzeug nach Anspruch 11 ist flexibel anwendbar und gewährleistet eine hohe Vib- rations- und Geräuschdämpfung in Verbindung mit einer hohen Zerspanungsleistung und einer langen Standzeit. Die Tragschicht dient als Zwischenschicht zwischen dem Grundkörper und der Schleifschicht und weist in Abhängigkeit der gewünschten Anwendung vorteilhafte Eigenschaf ten auf. Die Tragschicht ist vorzugsweise monolithisch mit dem Grundkörper verbunden. Die Tragschicht bildet insbesondere mit dem Grundkörper keine Hinterschnitte aus. Vorzugsweise ist die Tragschicht zur Ausbildung der Schleifschicht unmittelbar bzw. direkt mit Schleifkömem belegt. Die Schleifkömer sind beispielsweise mittels eines Haftmittels an einer Oberfläche der Tragschicht befestigt. Die Schleifkömer werden beispielsweise durch elektrostatisches Aufträgen an der Oberfläche der Tragschicht befestigt. Vorzugsweise ist die Tragschicht aus einem metalli schen Material ausgebildet.

Ein Schleifwerkzeug nach Anspruch 12 gewährleistet eine flexible Anwendbarkeit in Verbin dung mit einer hohen Zerspanungsleistung. Die dreidimensionale Form der Schleifschicht ist abhängig von der gewünschten Anwendung, so dass für die gewünschte Anwendung eine hohe Zerspanungsleistung und eine lange Standzeit erzielt wird. Die Schleifschicht ist beispielsweise gekrümmt und/oder in mehreren Ebenen zueinander ausgerichtet, beispielsweise in schräg zuei nander verlaufenden Ebenen. Die Schleifschicht ist vorzugsweise in zwei senkrecht zueinander verlaufenden Richtungen gekrümmt ausgebildet, beispielsweise in einer radialen Richtung und in einer Umfangsrichtung zu einer Drehachse des Schleifwerkzeugs. Eine gekrümmte Ausbildung ermöglicht beispielsweise eine Kehlnahtbearbeitung und/oder eine Kantenbearbeitung. Durch schräg zueinander verlaufende Ebenen bildet die Schleifschicht eine Fase aus, die ein Schruppen oder eine flächige Bearbeitung ermöglicht. Vorzugsweise ist die Schleifschicht mittels eines Haftmittels unmittelbar auf einer Oberfläche des Grundkörpers oder auf einer Oberfläche einer Tragschicht, die mit dem Grundkörper verbunden ist, befestigt. Die Schleifschicht ist insbeson dere durch elektrostatisches Aufträgen von Schleifkömem hergestellt.

Der Erfindung liegt ferner die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zur einfachen Herstellung eines flexibel anwendbaren Schleifwerkzeugs mit einer hohen Vibrations- und Geräuschdämpfung in Verbindung mit einer hohen Zerspanungsleistung und einer langen Standzeit zu schaffen. Diese Aufgabe wird durch ein Verfahren mit den Merkmalen des Anspruchs 13 gelöst. Die Vor teile des erfindungsgemäßen Verfahrens entsprechen den bereits beschriebenen Vorteilen des erfindungsgemäßen Schleifwerkzeugs. Das Verfahren kann insbesondere auch mit Merkmalen des Schleifwerkzeugs weitergebildet werden, insbesondere mit einem Merkmal nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 12.

Ein Verfahren nach Anspruch 14 gewährleistet die Herstellung des Schleifwerkzeugs mit einer hohen Vibrations- und Geräuschdämpfung in Verbindung mit einer langen Standzeit. Die Faser lagen werden übereinander angeordnet und durch Erhitzen und anschließendes Abkühlen des Bindemittels derart miteinander verbunden, dass der Grundkörper einerseits eine ausreichende Stabilität und Festigkeit hat und andererseits innerhalb des Grundkörpers eine Relativbewegung erzielt wird.

Ein Verfahren nach Anspruch 15 gewährleistet die Herstellung des Schleifwerkzeugs mit einer hohen Vibrations- und Geräuschdämpfung in Verbindung mit einer langen Standzeit. Dadurch, dass die mindestens eine Faserlage, vorzugsweise die mehreren Faserlagen, beim Erhitzen der geringen Menge des Bindemittels zusammengepresst werden, wird das Bindemittel in ausrei chendem Maß verteilt, so dass der Grundkörper eine ausreichende Festigkeit erhält. Durch die geringe Menge an Bindemittel entsteht jedoch kein durchgängiger bzw. vollflächiger Verbund innerhalb der jeweiligen Faserlage und/oder zwischen den Faserlagen, so dass innerhalb des Grundkörpers beim Schleifen eine Relativbewegung erzielt wird. Vorzugsweise erfolgt auch das Abkühlen des Bindemittels unter Druck.

Ein Verfahren nach Anspruch 16 gewährleistet die einfache Herstellung des Schleifwerkzeugs mit einer hohen Vibrations- und Geräuschdämpfung in Verbindung mit einer langen Standzeit. Dadurch, dass die mindestens eine Faserlage lediglich an einer Seite und/oder lediglich be reichsweise an zwei Seiten mit dem Bindemittel versehen ist, entsteht bei der Herstellung des Grundkörpers kein durchgängiger bzw. vollflächiger Verbund mit dem Bindemittel. Die jeweili ge Faserlage ist beispielsweise mit dem Bindemittel imprägniert. Die imprägnierte Faserlage wurde beispielsweise in einem vorgelagerten Herstellungsschritt hergestellt. Vorzugsweise wer den beim Erzeugen des Grundkörpers mehrere mit Bindemittel versehene Faserlagen und gege benenfalls mindestens eine Faserlage ohne Bindemittel übereinander angeordnet. Ein Verfahren nach Anspruch 17 gewährleistet die einfache Herstellung des Schleifwerkzeugs mit einer hohen Vibrations- und Geräuschdämpfung in Verbindung mit einer langen Standzeit. Dadurch, dass Faserlagen mit und ohne Bindemittel benachbart zueinander angeordnet sind, wird beim Erzeugen des Grundkörpers kein durchgängiger bzw. vollflächiger Verbund mit dem Bin demittel erzielt. Hierdurch wird die gewünschte Relativbewegung innerhalb des Grundkörpers ermöglicht. Vorzugsweise werden mehrere erste Faserlagen und mehrere zweite Faserlagen ab- wechselnd übereinander angeordnet. Die jeweilige zweite Faserlage ist vorzugsweise an einer Seite oder an zwei Seiten mit dem Bindemittel versehen. Die jeweilige zweite Faserlage ist bei- spielsweise mit dem Bindemittel imprägniert.

Ein Verfahren nach Anspruch 18 gewährleistet eine einfache Herstellung des Schleifwerkzeugs mit einer hohen Vibrations- und Geräuschdämpfung in Verbindung mit einer langen Standzeit. Beim Bereitstellen weist die mindestens eine Faserlage kein Bindemittel auf. Durch die benach bart zu der mindestens einen Faserlage angeordnete Schicht aus Bindemittel erhält der Grund körper einerseits die erforderliche Festigkeit. Andererseits bildet die mindestens eine Faserlage keinen durchgängigen bzw. vollflächigen Verbund mit dem Bindemittel aus, so dass innerhalb des Grundkörpers beim Schleifen die gewünschte Relativbewegung erzielt wird. Vorzugsweise ist die Schicht aus Bindemittel als Bindemittelfolie ausgebildet. Vorzugsweise ist zwischen zwei Faserlagen ohne Bindemittel eine Schicht aus Bindemittel, insbesondere eine Bindemittelfolie, bereitgestellt. Vorzugsweise wird alternierend eine Faserlage ohne Bindemittel und eine Schicht aus Bindemittel, insbesondere eine Bindemittelfolie, bereitgestellt.

Ein Verfahren nach Anspruch 19 gewährleistet die Herstellung des Schleifwerkzeugs mit einer hohen Vibrations- und Geräuschdämpfung in Verbindung mit einer hohen Zerspanungsleistung und einer langen Standzeit. Die Tragschicht dient als Zwischenschicht zwischen dem Grundkör per und der Schleifschicht. Die Tragschicht wird in Abhängigkeit der gewünschten Anwendung ausgebildet. Die Tragschicht ist beispielsweise aus einem metallischen Material, einem Trag- Gewebe und/oder aus Papier ausgebildet. Die Tragschicht ist insbesondere monolithisch mit dem Grundkörper verbunden. An der Tragschicht bzw. an einer Oberfläche der Tragschicht ist die Schleifschicht befestigt. Die Schleifschicht kann vor und/oder nach dem Anordnen der Trag schicht an dem Grundkörper an der Tragschicht angeordnet bzw. befestigt werden. Ein Verfahren nach Anspruch 20 gewährleistet die einfache Herstellung des Schleifwerkzeugs mit einer flexiblen Anwendbarkeit in Verbindung mit einer hohen Zerspanungsleistung. Die Schleifschicht umfasst eine durch die aufgetragenen Schleifkömer gebildete Schleifkomschicht. Durch das elektrostatische Aufträgen der Schleifkömer ist die Schleifkomschicht unmittelbar an dem Gmndkörper oder einer an dem Gmndkörper angeordneten Tragschicht befestigt. Durch das elektrostatische Aufträgen wird in einfacher Weise eine dreidimensionale Form der Schleif- schicht ermöglicht, so dass das hergestellte Schleifwerkzeug flexibel anwendbar ist. Weiterhin ermöglicht das elektrostatische Aufträgen ein erneutes Beschichten bzw. Belegen des Gmndkör- pers oder der Tragschicht. Nach dem Verbrauch einer Schleifschicht kann somit das verbleiben de Schleifwerkzeug durch elektrostatisches Aufträgen einer neuen Schleifkomschicht zur wie- derholten Verwendung erneuert werden. Durch das elektrostatische Beschichten werden die Schleifkömer insbesondere entsprechend dem Verlauf der elektrostatischen Feldlinien gerichtet aufgetragen. Hierdurch wird eine hohe Zerspanungsleistung erzielt, insbesondere bei der Ver wendung von Schleifkömem mit einer geometrisch bestimmten Form. Die Schleifkömer sind insbesondere mittels eines Haftmittels an dem Gmndkörper oder der Tragschicht befestigt. Das Ausbilden der Schleifschicht erfolgt insbesondere durch mehrfaches elektrostatisches Aufträgen von Schleifkömem.

Weitere Merkmale, Vorteile und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung mehrerer Ausfühmngsbeispiele. Es zeigen:

Fig. 1 eine Schnittdarstellung eines Schleifwerkzeugs gemäß einem ersten Ausfühmngs- beispiel mit einem Gmndkörper und einer daran angeordneten Schleifschicht,

Fig. 2 eine vergrößerte Schnittdarstellung des Schleifwerkzeugs in Fig. 1 zur Veran schaulichung eines Aufbaus des Grundkörpers mit einem Bindemittel und mit in dem Bindemittel teilweise beweglich eingebetteten Faserlagen,

Fig. 3 eine schematische Darstellung der Herstellung des Gmndkörpers gemäß einem ersten Verfahren, Fig. 4 eine schematische Darstellung der Herstellung des Grundkörpers gemäß einem zweiten Verfahren,

Fig. 5 eine schematische Darstellung der Herstellung des Grundkörpers gemäß einem dritten Verfahren,

Fig. 6 eine schematische Darstellung der Herstellung des Grundkörpers gemäß einem vierten Verfahren,

Fig. 7 eine schematische Darstellung des elektrostatischen Aufbringens von Schleifkör- nem auf den Grundkörper,

Fig. 8 eine schematische Schnittdarstellung eines Schleifwerkzeugs gemäß einem zwei- ten Ausführungsbeispiel und

Fig. 9 eine schematische Darstellung der Herstellung des Grundkörpers des Schleif- werkzeugs in Fig. 8.

Nachfolgend ist anhand der Fig. 1 bis 7 ein erstes Ausführungsbeispiel der Erfindung beschrie- ben. Eine nicht näher dargestellte handgeführte Schleifmaschine dient im Betrieb zum Drehan- treiben eines Schleifwerkzeugs 1.

Das Schleifwerkzeug 1 ist scheibenförmig ausgebildet. Das Schleifwerkzeug 1 umfasst einen Grundkörper 2 und eine daran angeordnete Schleifschicht 3. Der Grundkörper 2 weist in einem Einspannbereich 4 eine kreisförmige Öffnung 5 zur Aufnahme einer Antriebswelle der Schleif maschine auf. Die Öffnung 5 definiert eine Drehachse 6 des Schleifwerkzeugs 1. Alternativ zu der Öffnung 5 kann das Schleifwerkzeug 1 einen Schaft aufweisen.

Das Schleifwerkzeug 1 umfasst einen Arbeitsbereich 7, der den Einspannbereich 4 ringförmig umgibt. In dem Arbeitsbereich 7 ist die Schleifschicht 3 an dem Grundkörper 2 angeordnet. Der Arbeitsbereich 7 ist in einen inneren Bereich 8 und einen äußeren Bereich 9 unterteilt. Der innere Bereich 8 ist ringförmig ausgebildet und umgibt den Einspannbereich 4. In dem inneren Bereich 8 ist die Oberfläche des Grundkörpers 2, an der die Schleifschicht 3 angeordnet ist, im Wesentli chen eben ausgebildet. Der äußere Bereich 9 ist ringförmig ausgebildet und umgibt den inneren Bereich 8. In dem äußeren Bereich 9 ist die Oberfläche des Grundkörpers 2, an der die Schleif- schicht 3 angeordnet ist, gekrümmt ausgebildet. Der Grundkörper 2 ist in dem äußeren Bereich 9 relativ zu der Drehachse 6 entlang einer radialen Richtung R und entlang einer Umfangsrichtung U gekrümmt. Aufgrund der Krümmung des Grundkörpers 2 ist die Schleifschicht 3 entsprechend gekrümmt und dreidimensional ausgebildet.

Der Grundkörper 2 umfasst eine Anzahl N von Faserlagen, wobei allgemein gilt: 1 < N < 12, insbesondere 2 < N < 10, und insbesondere 4 < N < 8. Die Faserlagen werden im Einzelnen mit Fi bezeichnet, wobei i ein Laufindex für die einzelnen Faserlagen ist und von der Anzahl N ab- hängt. Das in Fig. 1 dargestellte Schleifwerkzeug 1 umfasst beispielhaft vier Faserlagen, die im Einzelnen mit Fi bis F ₄ bezeichnet sind. Die Faserlagen Fi bis F ₄ sind in Fig. 1 lediglich schema tisch dargestellt. Die Faserlagen Fi bis F ₄ sind als Gewebe und/oder Gelege ausgebildet.

Der Grundkörper 2 umfasst ein Bindemittel B, in das die Faserlagen Fi bis F ₄ derart eingebettet sind, dass die Faserlagen Fi bis F ₄ teilweise fest mit dem Bindemittel B verbunden sind und teil weise beweglich zu dem Bindemittel B und zueinander angeordnet sind. Hierzu ist eine Masse m _ß des Bindemittels B zu einer Masse m _F der Faserlagen Fi bis F ₄ vergleichsweise gering. Für ein Verhältnis M = m _ß /m _F der Masse m _ß des Bindemittels B zu der Masse m _F der Faserlagen Fi bis F ₄ gilt: 1/25 < M < 1/2, insbesondere 1/20 < M < 1/3, insbesondere 1/15 < M < 1/4, und ins besondere 1/12 < M < 1/6. Das Bindemittel B ist ein organischer Klebstoff, insbesondere Phe- nolharz, Epoxidharz und/oder Kautschuk.

In Fig. 2 ist die teilweise bewegliche Anordnung der Faserlagen Fi bis F ₄ in dem Bindemittel B veranschaulicht. In Fig. 2 sind beispielhaft die benachbarten Faserlagen Fi und F ₂ dargestellt. Die Faserlagen Fi bis F ₄ sind beispielsweise als Gewebe ausgebildet und weisen jeweils mehrere Schuss-Fäden S und quer dazu verlaufende Kett-Fäden K auf. In Fig. 2 sind die Schuss-Fäden Si und die Kett-Fäden Ki der ersten Faserlage Fi sowie die Schuss-Fäden S ₂ und die Kett-Fäden K ₂ der zweiten Faserlage F ₂ dargestellt. Aufgrund der vergleichsweise geringen Menge an Binde mittel B sind in dem Grundkörper 2 verbindungsfreie Bereiche V ausgebildet, in denen die Fa serlagen Fi bis F ₄ nicht mit dem Bindemittel B verbunden sind. In diesen verbindungsfreien Be- reichen V sind die Faserlagen Fi bis F ₄ in sich und relativ zu dem Bindemittel B beweglich. Die in das Bindemittel B eingebetteten Faserlagen Fi bis F ₄ sind somit bereichsweise in sich und/oder zueinander beweglich. In den verbindungsfreien Bereichen V sind beispielsweise die Schuss-Fäden Si, S ₂ und/oder die Kett-Fäden Ki, K ₂ relativ zueinander beweglich. Durch die verbindungsffeien Bereiche V wird innerhalb des Grundkörpers 2 eine bereichsweise Relativbe- wegung der Faserlagen Fi bis F ₄ ermöglicht.

Die Schleifschicht 3 umfasst Schleifkömer 10 mit geometrisch bestimmter Form, die mittels eines Haftmittels 11 an dem Grundkörper 2 befestigt sind. Das Haftmittel 11 ist beispielsweise ein Harz, insbesondere Phenolharz. Die Schleifkömer 10 sind relativ zueinander und relativ zu einer Oberfläche des Grundkörpers 2 gerichtet angeordnet. Die Schleifkömer 10 bilden eine Schleifkomschicht 12 aus. Auf die Schleifkomschicht 12 sind in üblicher Weise eine Deckbin dung 13 und eine Deckschicht 14 angeordnet. Die Deckbindung 13 und/oder die Deckschicht 14 weist vorzugsweise schleifaktive Füllstoffe auf.

Dadurch, dass die Faserlagen Fi bis F ₄ in sich und/oder relativ zueinander eine Relativbewegung ermöglichen, werden beim Schleifen auftretende Kräfte vom Gmndkörper 2 absorbiert, wodurch eine hohe Vibrations- und Geräuschdämpfung erzielt wird. Der Gmndkörper 2 weist dennoch eine ausreichende Stabilität und Festigkeit auf, so dass das Schleifwerkzeug 1 eine lange Stand- zeit hat. Der Gmndkörper 2 ist einfach und mit einer beliebigen geometrischen Form herstellbar, so dass das Schleifwerkzeug 1 in der Anwendung flexibel ist. Die Schleifschicht 3 ist auf den in gewünschter Weise geformten Gmndkörper 2 einfach aufzubringen, so dass die Schleifschicht 3 eine hohe Zerspanungsleistung des Schleifwerkzeugs 1 gewährleistet.

Nachfolgend ist die Herstellung des Grundkörpers 2 beschrieben:

In Fig. 3 ist ein erstes Herstellungsverfahren veranschaulicht. Bei dem ersten Herstellungsverfah ren werden die Faserlagen Fi bis F ₄ ohne Bindemittel bereitgestellt. Zwischen den übereinander angeordneten Faserlagen Fi bis F ₄ sind Schichten aus Bindemittel B angeordnet. Die Schichten aus Bindemittel B sind als Bindemittelfolien ausgebildet. Die Faserlagen Fi bis F ₄ und die da zwischen angeordneten Schichten aus Bindemittel B werden anschließend unter einem Dmck p gegen eine Grundkörperform G gepresst und derart erhitzt, dass das Bindemittel B fließfähig wird. Das Bindemittel B verbindet die Faserlagen Fi bis F ₄ in der beschriebenen Weise. Durch Abkühlen des Bindemittels B entsteht der Grundkörper 2.

In Fig. 4 ist ein zweites Herstellungsverfahren des Grundkörpers 2 veranschaulicht. Bei dem zweiten Herstellungsverfahren werden die Faserlagen Fi und F ₄ ohne Bindemittel B und die Fa serlagen F ₂ und F ₃ mit Bindemittel B bereitgestellt. Die Faserlagen F ₂ und F ₃ sind jeweils beid- seitig mit dem Bindemittel B imprägniert. Die Faser lagen Fi bis F ₄ werden übereinander ange- ordnet und unter einem Druck p gegen die Grundkörperform G gepresst und derart erhitzt, dass das Bindemittel B fließ fähig wird. Das Bindemittel B verbindet die Faserlagen Fi bis F ₄ in der beschriebenen Weise. Nach dem Abkühlen des Bindemittels B entsteht der Grundkörper 2.

In Fig. 5 ist ein drittes Herstellungsverfahren des Grundkörpers 2 veranschaulicht. Bei dem drit ten Herstellungsverfahren sind die Faserlagen Fi bis F ₄ beim Bereitstellen einseitig mit dem Bin demittel B imprägniert. Die Faserlagen Fi bis F ₄ werden übereinander angeordnet und unter ei nem Druck p gegen die Grundkörperform G gepresst und derart erhitzt, dass das Bindemittel B fließ fähig wird. Das Bindemittel B verbindet die Faserlagen Fi bis F ₄ in der beschriebenen Wei se. Nach dem Abkühlen 4 entsteht der Grundkörper 2.

In Fig. 6 ist ein viertes Herstellungsverfahren des Grundkörpers 2 veranschaulicht. Bei diesem Herstellungsverfahren sind die bereitgestellten Faserlagen Fi bis F ₄ jeweils an zwei Seiten be reichsweise mit dem Bindemittel B versehen. Die Faserlagen Fi bis F ₄ sind bereichsweise mit dem Bindemittel B imprägniert. Die Faserlagen Fi bis F ₄ werden übereinander angeordnet unter einem Druck p gegen die Grundkörperform G gepresst und derart erhitzt, dass das Bindemittel B fließ fähig wird. Das Bindemittel B verbindet die Faserlagen Fi bis F ₄ in der beschriebenen Wei se. Nach dem Abkühlen bilden die verbundenen Faserlagen Fi bis F ₄ den Grundkörper 2 aus.

Die Herstellungsverfahren und die bereitgestellten Faserlagen Fi bis F ₄ können in gewünschter Weise miteinander kombiniert werden.

Nachfolgend ist das Ausbilden der Schleifschicht 3 auf dem Grundkörper 2 und die Herstellung des Schleifwerkzeugs 1 beschrieben: Mittels einer Auftragsvorrichtung 15 werden die Schleifkömer 10 elektrostatisch auf den Grund- körper 2 aufgebracht. Die Auftragsvorrichtung 15 umfasst eine Handhabungseinrichtung 16 zum Handhaben und Positionieren des Grundkörpers 2, eine erste Elektrode 17 und eine zugehörige zweite Elektrode 18 zum Erzeugen eines elektrostatischen Felds E, eine Dosiereinrichtung 19 zum Zuführen der Schleifkömer 10 zu einer Fördereinrichtung 20.

Die Fördereinrichtung 20 umfasst ein endloses Förderband 21, das mittels zweier Umlenkrollen 22, 23 gespannt ist. Die Umlenkrolle 22 wird mittels eines elektrischen Antriebsmotors 24 dreh- angetrieben. Ein in Bezug auf die Schwerkraft F _G oberhalb der Umlenkrollen 22, 23 angeordne- ter Teil des Förderbandes 21 bildet einen Förderbereich 25 aus, der sich in einer horizontalen x- Richtung und einer horizontalen y-Richtung erstreckt.

Die Dosiereinrichtung 19 ist in einer Förderrichtung 26 vor den Elektroden 17, 18 angeordnet. Die erste Elektrode 17 ist plattenförmig ausgebildet und in Richtung der Schwerkraft F _G unter halb des oberen Teils des Förderbands 21 bzw. unterhalb des Förderbereichs 25 angeordnet. Demgegenüber ist die zweite Elektrode 18 in Bezug auf die Schwerkraft F _G oberhalb des För derbands 21 bzw. des Förderbereichs 25 angeordnet. Die zweite Elektrode 18 ist somit in einer vertikalen z-Richtung zu der ersten Elektrode 17 beabstandet, so dass der Förderbereich 25 zwi schen den Elektroden 17, 18 verläuft. Die zweite Elektrode 18 ist an der Handhabungseinrich tung 16 befestigt. Die x-, y und z-Richtung bilden ein kartesisches Koordinatensystem.

Die zweite Elektrode 18 ist entsprechend dem Grundkörper 2 geformt. Der Grundkörper 2 wird derart mittels der Handhabungseinrichtung 16 gehalten, dass die zweite Elektrode 18 im Wesent lichen vollflächig gegen eine Rückseite des Grundkörpers 2 anliegt. Die Handhabungseinrich tung 16 hält den Grundkörper 2 beispielsweise mechanisch und/oder pneumatisch. Zwischen der ersten Elektrode 17 und der zweiten Elektrode 18 liegt eine elektrische Spannung U _E an, die mit tels einer Spannungsquelle 27 erzeugt wird und einstellbar ist.

Auf einer der zweiten Elektrode 18 abgewandten Oberfläche wird zunächst das Haftmittel 11 aufgetragen, so dass das an dem Grundkörper 2 angeordnete Haftmittel 11 eine dreidimensional geformte Haftoberfläche ausbildet. Das Haftmittel 11 wird beispielsweise manuell aufgebracht oder mittels der Handhabungseinrichtung 16. Beispielsweise wird der Grundkörper 2 mittels der Handhabungseinrichtung 16 mit der Oberfläche in das Haftmittel 11 eingetaucht.

Der Grundkörper 2 wird anschließend mittels der Handhabungseinrichtung 16 in der z-Richtung oberhalb der ersten Elektrode 17 positioniert, so dass die Haftoberfläche teilweise in dem elekt rostatischen Feld E zwischen den Elektroden 17, 18 angeordnet ist. Die Feldlinien treten senk recht aus der Oberfläche der ersten Elektrode 17 aus und treten senkrecht in die Oberfläche der zweiten Elektrode 18 ein, so dass die Feldlinien im Wesentlichen senkrecht durch die Haftober- fläche verlaufen.

Mittels der Fördereinrichtung 20 werden die Schleifkömer 10 zur Ausbildung der dreidimensio nal geformten Schleifkomschicht 12 in das elektrostatische Feld E transportiert. Hierzu stellt die Dosiereinrichtung 19 die Schleifkömer 10 bereit. Die Schleifkömer 10 werden mittels der Dosie reinrichtung 19 dosiert dem Förderband 21 zugeführt und auf diesem verteilt. Mittels des elektri schen Antriebsmotors 24 wird das Förderband 21 mit den darauf angeordneten Schleifkömem 10 in der Förderrichtung 26 bewegt, so dass die Schleifkömer 10 in das elektrostatische Feld E ein gebracht werden. Mittels des elektrischen Antriebsmotors 24 ist die Transportgeschwindigkeit in der Förderrichtung 26 einstellbar.

Durch das elektrostatische Feld E werden die Schleifkömer 10 entgegen der Schwerkraft FG ZU dem Haftmittel 11 bzw. der Haftoberfläche bewegt und entlang der Feldlinien ausgerichtet. Tref fen die Schleifkömer 10 auf die Haftoberfläche, bleiben diese dort haften. Durch die anhaftenden Schleifkömer 10 wird an dem Grundkörper 2 die Schleifkomschicht 12 ausgebildet. Um die Schleifkömer 10 gleichmäßig und homogen aufzubringen, wird der Grundkörper 2 mittels der Handhabungseinrichtung 16 um eine Mittellängsachse 28 rotiert.

Nachdem die Schleifkomschicht 12 fertig auf den Gmndkörper 2 aufgebracht ist, bildet der Gmndkörper 2 mit dem Haftmittel 11 und der Schleifkomschicht 12 ein Halbzeug. Das Halb zeug wird von der Handhabungseinrichtung 16 gelöst und in einer Heizeinrichtung angeordnet, wo das Haftmittel 11 ausgehärtet wird. Anschließend wird auf die Schleifkomschicht 12 in übli cher Weise die Deckbindung 13 und die Deckschicht 14 aufgebracht. Hinsichtlich weiterer De tails und Merkmale des Schleifwerkzeugs 1 und des elektrostatischen Aufbringens der Schleif- kömer 10 wird ausdrücklich auf die WO 2018/149 483 Al verwiesen, deren Inhalt durch Bezug- nahme an dieser Stelle aufgenommen wird.

Nachfolgend ist anhand der Fig. 8 und 9 ein zweites Ausführungsbeispiel der Erfindung be- schrieben. Im Unterschied zu dem vorangegangenen Ausführungsbeispiel umfasst der Grund- körper 2 Dämpfüngspartikel D. Die Dämpfungspartikel D sind beispielsweise Kautschuk- Partikel und/oder Schaum-Partikel. Die Dämpfungspartikel D sind bei der Herstellung des Grundkörpers 2 in diesen eingearbeitet. Die Dämpfüngspartikel D bilden zusätzliche verbin dungsfreie Bereiche V aus und haben selbst geräusch- und vibrationsdämpfende Eigenschaften.

Das Schleifwerkzeug 2 umfasst ferner eine Tragschicht 29, die mit dem Grundkörper 2 verbun den ist und eine Oberfläche zur Anordnung der Schleifschicht 2 bereitstellt. Die Tragschicht 29 ist aus einem metallischen Material. Die Tragschicht 29 ist monolithisch mit dem Grundkörper 2 verbunden. Hierzu wird die Tragschicht 29 zusammen mit dem Grundkörper 2 hergestellt. Dies ist in Fig. 9 veranschaulicht. Die Tragschicht 29 wird vor und/oder nach dem Verbinden mit dem Grundkörper 2 in der beschriebenen Weise elektrostatisch mit Schleifkömer 10 belegt. Hinsicht lich des weiteren Aufbaus, der weiteren Herstellung und der weiteren Funktionsweise des Schleifwerkzeugs 1 wird auf das vorangegangene Ausführungsbeispiel verwiesen.

Allgemein gilt:

Das erfindungsgemäße Schleifwerkzeug 1 weist innerhalb des Grundkörpers 2 keinen durchgän gigen bzw. vollflächigen Bindemittelverbund auf, so dass verbindungsfreie Freiräume bzw. Be reiche innerhalb des Grundkörpers 2 vorliegen, wie beispielsweise Fufteinschlüsse. Der Grund körper 2 weist eine derartige Menge an Bindemittel B auf, dass einerseits innerhalb des Grund körpers 2 eine Relativbewegung ermöglicht wird, jedoch der Grundkörper 2 andererseits ausrei chend fest ist und beim Schleifen nicht delaminiert. Dies wird durch eine inselartige bzw. feine Benetzung der Faserlagen Fi erzielt. Die freie Relativbewegung innerhalb der Faserlagen Fi bzw. der jeweiligen Faserlage Fi ermöglicht eine hohe Vibrations- und Geräuschdämpfung. Durch die mittels des Bindemittels B miteinander verbundenen Faserlagen Fi und der möglichen Relativ bewegung innerhalb der jeweiligen Faserlage Fi wird ein Aufbau des Grundkörpers 2 derart er zielt, dass alternierend harte und weiche Schichten vorliegen. Eine zusätzliche Gummilage zur Erzielung einer hohen Vibrations- und Geräuschdämpfung ist nicht erforderlich. Die sich inei- nander verschiebenden Faserlagen Fi ermöglichen die hohe Vibrations- und Geräuschdämpfung, gewährleisten jedoch keine Faltenbildung. Der Grundkörper 2 ist mit einer beliebigen dreidi- mensionalen Form herstellbar, insbesondere durch Drapieren der Faserlagen Fi und Verbinden der Faserlagen Fi mit dem Bindemittel B. Die jeweilige Faserlage Fi besitzt eine beidseitige Ver bindung mit dem Bindemittel B, so dass keine Delamination der Faserlagen Fi auftrit. Das Bin demittel B verbindet die einzelnen Faserlagen Fi, die in sich noch flexibel sind. Das Bindemittel B ist beispielsweise ein Elastomer, wodurch die Vibrations- und Geräuschdämpfung des Grund körpers 2 unterstützt wird. Die mindestens eine Faserlage Fi ist beispielsweise foulardiert. Die mindestens eine Faserlage Fi ist beispielsweise mit dem Bindemittel B beschichtet, kaschiert, ummantelt oder silanisiert. Die jeweilige Faserlage Fi ist als Gewebe oder Gelege ausgebildet. Die Faserlagen Fi innerhalb des Grundkörpers 2 sind als Gewebe und/oder Gelege ausgebildet. Beispielsweise weist das Gewebe eine Köperbindung auf. Ein Köper-Gewebe gewährleistet eine Bewegung bzw. Verschiebbarkeit innerhalb des Gewebes sowie eine einfache Drapierbarkeit. Die Faserlagen Fi sind als innere Faserlagen und/oder äußere Faserlagen in dem Grundkörper 2 angeordnet. Die Schleifschicht 3 kann eine Schleifkomschicht 12 oder ein Schleifvlies umfassen. Das Schleifkom 10 ist beispielsweise ein beschichtetes Keramikkom. Die Tragschicht 29 dient als Zwischenschicht zwischen dem Grundkörper 2 und der Schleifschicht 3. Die Tragschicht 29 kann als Papier, Folie und/oder Gewebe ausgebildet sein. Die Tragschicht 29 ist beispielsweise aus einem metallischen Material. Der Grundkörper 2 oder die Tragschicht 29 werden vorzugs weise direkt mit Schleifkom 10 belegt.