Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es daher, die bekannten Schleifmitteln innewohnenden Schwierigkeiten bei der Erkennbarkeit der Art des verwendeten Produkts in eingespanntem (betriebsbereitem) Zustand auszuräumen. Diese Aufgabe löst die Erfindung durch das konstruierte Schleifinittel gemäß des unabhängigen Patentanspruchs 1. Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen, Aspekte und Details der Erfindung ergeben sich aus den abhängigen Patentansprüchen, der Beschreibung und der Zeichnung.

Die Erfindung betrifft beschichtete Schleifinittel und insbesondere beschichtete Schleifinittel, bei welchen die Schleiffläche eine Vielzahl von im wesentlichen regulären Verbundstrukturen aufweist, von denen wiederum jede Schleifkorn dispergiert in einem gehärteten Bindemittel enthält. Die Form, der Abstand, die Größe und/oder die Zusammensetzung der Verbundstrukturen können in einem weiten Bereich variiert werden, um einen weiten Bereich an Schleifeigenschaften zu erreichen, und aus diesem Grund werden diese Produkte häufig als "konstruierte Schleifinittel" ("engineered abrasives") bezeichnet, wobei diese Vereinbarung hier übernommen wird.

Durch das Zurverfügungstellen von konstruierten Schleifmitteln wird eine weitere Technik verfügbar, um in einer bequemen und sehr direkten Art Information an den Verbraucher weiterzugeben, wobei dieser Ansatz das Zentrum der vorliegenden Erfindung darstellt.

Die vorliegende Erfindung stellt ein konstruiertes Schleifmittel zur Verfügung, welches eine Schleifoberfläche aufweist, die eine Vielzahl von geformten Schleifstrukturen aufweist, wobei die Strukturen so gestaltet sind, daß sichtbare Produktkennzeichnungen auf der Oberfläche geschaffen werden.

Insbesondere betrifft die vorliegende Erfindung ein konstruiertes Schleifmittel mit einer Oberfläche, die eine Vielzahl von identisch geformten Schleifstrukturen aufweist, wobei ausgewählte Strukturen, die innerhalb dieser Vielzahl von Strukturen verteilt sind, mit unterschiedlichen Eigenschaften ausgebildet sind, so daß die ausgewählten Strukturen sichtbare Produktkennzeichnungen auf der Oberfläche erkennbar machen.

Im Zusammenhang mit der vorliegenden Erfindung bedeutet der Begriff "Kennzeichnung" jede Information, jeden Firmennamen, jede Marke und/oder jedes andere Mittel zur Produktidentifizierung des Schleifmittels, welches die Kennzeichnung trägt.

Die Modifizierung kann beispielsweise in Form von Strukturen von verschiedener Größe, Form oder verschiedenem Abstand oder einer Kombination dieser Merkmale erreicht werden. Als Modifizierung wird auch angesehen, individuelle Strukturen insgesamt zu entfernen, um ein Muster auf der Oberfläche zu erzeugen, das der gewünschten Kennzeichnung entspricht. Die bequemste Modifizierung ist die Veränderung der Form der Struktur. Wenn beispielsweise alle Strukturen auf der Oberfläche Pyramiden mit quadratischer Grundfläche sind, könnte die Form des durch die Kennzeichnung eingenommenen Raums konisch sein. Wenn die Oberfläche Strukturen identischer Größe enthält (im Sinne des Abstands des distalen Endes von der Stützunterlage) und die Kennzeichnungen nicht extensiv genutzt werden, können die Strukturen zusätzlich oder alternativ gleichmäßig kleiner gemacht werden (das heißt mit den distalen Enden näher an der Stützunterlage) innerhalb des durch die Kennzeichnungen eingenommen Raumes. Es wäre ebenfalls wirksam, benachbarte Strukturen mittels Rippen oder Stegen zu verbinden, um Buchstaben oder Zahlen anzugeben. Dies kann besonders wirksam sein, wenn das Werkzeug ein Schleifband und das Muster auf der Oberfläche eines aus parallelen Rippen ist, die in einem spitzen Winkel zu den Seiten des Bandes quer über die Breite des Bandes verlaufen. Eine weitere Variante wäre die Erzeugung von Gräben in der Oberfläche der ausgewählten Strukturen, so daß die Gräben die gewünschten Kennzeichnungen ergeben. Diese Technik kann auch angewandt werden, um das Ende der Lebensdauer des beschichteten Schleifmittels anzuzeigen, so daß das Produkt als verbraucht angesehen werden kann, wenn die Vertiefungen, welche durch die Kennzeichnungen geschaffen werden, nicht mehr länger sichtbar sind.

Die Art der Kennzeichnungen wird außer durch gesetzliche Bestimmungen und den guten Geschmack nicht eingeschränkt. Die Kennzeichnung kann beispielsweise der Name des Herstellers, die mit dem Produkt in Verbindung gebrachte Marke und/oder die Korngröße sein. Wenn der auf diese Weise übermittelte Informationsgehalt zu umfangreich ist und der Umfang der benötigten Modifikationen zu einem örtlichen Zerreißen der Schleifmuster führt, dann würde der Gesamtleistungsabfall des Produkts diese Option nicht attraktiv machen. Wenn jedoch der Einfluß auf die Leistungsfähigkeit des Produkts nicht signifikant und der Wert der übermittelten Information hoch ist, dann vermittelt diese Technik dem Benutzer eine sehr hohe Annehmlichkeit und eine ausgezeichnete Möglichkeit, z. B. die Produkte eines Herstellers von denen eines anderen Herstellers zu unterscheiden.

Die Brauchbarkeit der vorliegenden Erfindung hängt teilweise von der Technik ab, die verwendet wird, um die Strukturen auszubilden, welche die Schleifflächen des konstruierten Schleifmittels enthalten. Unabhängig davon ob diese unter Verwendung eines Werkzeugs hergestellt werden, welche die Strukturen formt während diese gehärtet werden, oder ob sie durch ein Prägewerkzeug erzeugt werden, die Herstellungsart des Werkzeugs selbst ist kritisch. Bei der Verwendung eines Werkzeugs beispielsweise, bei welcher die Formen durch gerändelte Linien auf der Oberfläche des Werkzeugs erzeugt werden (wie beispielsweise in den US-Patenten 5,152,917; 5,454,844; 5,489,235; 5,658,184; 5,672,097; 5,681,217; 5,833,724; 5,840,088; und 5,863,306 beschrieben), würde es sehr schwierig oder sogar unmöglich werden, die Kennzeichnungen durch das erfindungsgemäße Verfahren zu erzeugen. Es wurden jedoch neuere Techniken entwickelt, welche einen sehr viel flexibleren Ansatz ermöglichen. Diese umfassen zahlreiche "schnelle Muster"-Techniken ("rapid prototyping" techniques), bei denen ein Computer verwendet wird, um genaue Oberflächengestaltungen zu erzeugen und dann die Gestaltung bzw. das Design in Form eines Werkzeugs durch eine schnelle Mustermaschine zu replizieren. Es gibt viele Techniken für die schnelle Mustergestaltung und die meisten von ihnen beschreiben Wege, auf denen der Computer das Design erzeugt, es in eine Serie von horizontalen dünnen Lagen bzw. Scheiben zerlegt und dann die Bildung einzelner dünner Lagen bewirkt, jede nachfolgende Lage auf der vorhergehenden angeordnet, bis die gesamte, mit dem Computer gestaltete Struktur in drei Diminsionen repliziert worden ist. Die am meisten verwendeten musterbildenden Techniken sind die Stereolithographie (bei der ein Muster Schicht für Schicht in einem Bad eines UVhärtbaren Harzes gebildet wird und die Härtung in jeder aufeinanderfolgenden Schicht unter Verwendung eines Laserstrahls initiiert wird, welcher ein Muster abtastet, das den Dimensionen der gewünschten Schicht entspricht), Tintenstrahlablagerung (sog. "ink jet deposition", bei welcher ein geschmolzenes thermoplastisches Harz in Schichten abgelagert wird, um das gewünschte Muster unter Verwendung einer modifizierten Tintenstrahlablagerungstechnik zu erzeugen), und die spanabhebende Bearbeitung geschmolzener Ablagerungen (sog. "fused deposition machining", bei welcher ein thermoplastisches Filament bis zu einem halbflüssigen Zustand erwärmt, extrudiert und in dünnen Schichten abgelagert wird, aus denen dann das gewünschte Muster gebildet wird).

Das so erzeugte, dreidimensionale Muster wird zum Werkzeug, das dazu verwendet wird, Kopien mit Außenkontur (sog. "male copies") oder Kopien mit aufnehmendem Teil (sog. "female copies") aus einem Material herzustellen, um die entsprechende konstruierte Schleifoberflächenstruktur zu erzeugen. Eine Technik zur Durchführung dieses Verfahrens ist in der US-Anmeldung Nr. 09/564,092 vom 3. Mai 2000 beschrieben, auf die hiermit in ihrer Gesamtheit Bezug genommen wird.

Die Modifikationen können, wie oben gezeigt, durch Eliminierung von Strukturen erzeugt werden, und dies kann die Schleifeigenschaften verändern. Dies kann insofern nachteilig sein, als in der Nähe der Kennzeichnungen weniger Schleifpunkte sind. Der Einfluß könnte jedoch unter manchen Umständen auch positiv sein, da unter der Voraussetzung, daß das Schleifen unter konstanten Schleifbedingungen erfolgt, in Bereichen der Kennzeichnungen der Schleifdruck höher ist, da der Druck auf eine geringere Anzahl an Schleifpunkten verteilt wird und mehr Material von dem zu bearbeitenden Werkstück durch jeden Schleifpunkt entfernt wird. Zusätzlich sind natürlich auch breitere Schneisen für die Entfernung von Abrieb vorhanden.

Das Material, aus dem die individuellen Strukturen gemacht sind, enthält Schleifpartikel in einer Matrix aus gehärtetem Harz. Die Schleifpartikel können von jeder Art sein, wie sie üblicherweise für diesen Zweck verwendet werden, einschließlich Aluminiumoxid (geschmolzen oder keramisch), Aluminiumoxid/Zirkoniumoxid, Siliciumcarbid, kubisches Bornitrid, Diamant sowie Gemische davon. In manchen Fällen können sehr weiche ("milde") Schleifmittel, wie gamma-Aluminiumoxid, Böhmit, Siliciumoxid oder Ceriumoxid, allein oder in einem Gemisch mit einem oder mehreren anderen Schleifmitteln verwendet werden. Die Art des verwendeten Bindemittels ist nicht kritisch, jedoch sind im allgemeinen durch Strahlen härtbare Harze bevorzugt. In dem Gemisch aus Schleif und Bindemittel können weitere Bestandteile enthalten sein, wie Zusätze zur Steigerung des Fließvermögens, Weichmacher, Schleifhilfsmittel, Zusätze zur Steuerung des Haftvermögens, Füllmittel und ähnliche. Den Strukturen kann eine Oberflächenbeschichtung hinzugefügt werden, welche zum Beispiel Schleifhilfsmittel, Antiladungszusätze, weitere, auf der obersten Oberfläche haftende Schleifpartikel und/oder Antistatikzusätze enthält.

Viele verschiedene Arten von konstruierten Schleifoberflächen wurden gestaltet, damit das Produkt einem speziellen Marktbedürfnis angepaßt ist. Im wesentlichen sind jedoch alle auf die vorliegende Erfindung anpaßbar und es ist beabsichtigt, daß alle mit der allgemeinen Anwendung der Prinzipien dieser Erfindung mit erfaßt sind.