Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es somit, ein Bearbeitungswerkzeug bereitzustellen, das wenigstens teilweise die im Stand der Technik bekannten Nachteile überwindet bzw. verbessert.

Gelöst wird diese Aufgabe durch ein Werkzeug zur Bearbeitung von Oberflächen gemäß Anspruch 1. Ferner wird die Aufgabe auch durch ein Herstellungsverfahren für ein solches Werkzeug gemäß Anspruch 12 gelöst. Bevorzugte Ausführungsformen sind Gegenstand der Unteransprüche.

Das erfindungsgemäße Werkzeug zum Bearbeiten von Oberflächen weist wenigstens eine Aufnahmevorrichtung und wenigstens eine kreisförmige Bearbeitungsscheibe zum Bearbeiten von Oberflächen auf. Die Aufnahmevorrichtung umfasst vorzugsweise eine Spindel mit einer Steckverbindung, auf welche bevorzugt wenigstens eine oder eine Vielzahl von Bearbeitungsscheiben axial aufgenommen werden. Mit einem Fixierflansch werden die Bearbeitungsscheiben seitlich abgeschlossen und auf der Aufnahmevorrichtung fixiert. Die Bearbeitungsscheibe selbst weist wenigstens abschnittsweise Schleifkörper am Umfang auf, welche bevorzugt die Bearbeitungsfläche bestimmen. Das erfindungsgemäße Werkzeug ist dadurch gekennzeichnet, dass die Bearbeitungsscheibe mit der Spindel und dem Fixierflansch der Aufnahmevorrichtung stoffschlüssig verbunden ist.

Gemäß der vorliegenden Erfindung sind insbesondere die Spindel und der Fixierflansch der Aufnahmevorrichtung derart gestaltet, dass die Bearbeitungsscheibe vor dem Zusammensetzen der Aufnahmevorrichtung axial aufgeschoben wird und eine Verbindung zwischen der Spindel mit ihrer Steckverbindung und dem Fixierflansch durch eine stoffschlüssige Verbindung bereitgestellt wird.

Die Bearbeitungsscheibe weist insbesondere eine zentrale Öffnung zur Aufnahme der Steckverbindung auf, wobei die Öffnung sowohl kreisförmig, als auch polygonförmig ist oder andere entsprechende Formen aufweisen kann, um insbesondere eine ausreichende Basisverbindung zwischen der Aufnahmevorrichtung und der Bearbeitungsscheibe bereitzustellen.

Es ist hierbei jedoch auch zu beachten, dass aufgrund der hohen Rotationsgeschwindigkeit der vorliegenden Werkzeuge im Betrieb, insbesondere auf eine gleichmäßige Massenverteilung zu achten ist, wodurch insbesondere die kreisförmige Öffnung in der Bearbeitungsscheibe und die entsprechende kreisförmige Ausführungsform der Steckverbindung von Vorteil sein können.

Gemäß einer weiteren besonders bevorzugten Ausführungsform weist das Werkzeug eine Vielzahl von Bearbeitungsscheiben auf, die axial in der Aufnahmevorrichtung aufgenommen sind. Dabei können die Bearbeitungsscheiben gemäß einer weiteren besonders bevorzugten Ausführungsform unterschiedliche Dicken aufweisen und sind bevorzugt miteinander stoffschlüssig verbunden.

Die stoffschlüssige Verbindung der Bearbeitungsscheiben kann sowohl vor dem Zusammensetzen der Bearbeitungsscheiben mit der Aufnahmevorrichtung als auch nach dem Zusammensetzen oder mit dem Zusammensetzen der Aufnahmevorrichtung erfolgen.

Gemäß einer weiteren besonders bevorzugten Ausführungsform weisen die Bearbeitungsscheiben unterschiedliche Bearbeitungsflächen auf, wobei beispielsweise die äußere Bearbeitungsscheibe an der nach außen gerichteten Bearbeitungsfläche wenigstens abschnittsweise Schleifkörper aufweisen und die mittleren Bearbeitungsscheiben vorzugsweise im Bereich des Umfangs entsprechende Schleifkörper zum Bearbeiten der Oberflächen aufweisen kann. Dies kann insbesondere den entsprechenden Anforderungen an die Bearbeitung eines Werkstücks angepasst werden.

Diese Zusammensetzung verschiedener Bearbeitungsscheiben zu einem Stapel von Bearbeitungsscheiben, die in einer Aufnahmevorrichtung aufgenommen werden, hat insbesondere den Vorteil, dass auf die Eigenschaften der Bearbeitungsscheibe zum Bearbeiten von Oberflächen unterschiedlich Einfluss genommen werden kann und durch die Verbindung der Bearbeitungsscheiben miteinander eine zusätzliche Stabilität im Sinne einer „Sandwichbauweise" erzielt werden kann.

So liegt es auch im Sinn der vorliegenden Erfindung, dass unterschiedliche Schleifkörper für die verschiedenen Bearbeitungsscheiben verwendet werden, wobei beispielsweise zur Bearbeitung der Seiten gröbere Schleifkörper verwendet werden als am Umgangsbereich. Auch die Kombination verschiedener Schleifkörperarten liegt im Sinn der vorliegenden Erfindung.

Die Bearbeitungsscheibe bzw. die Bearbeitungsscheiben sind gemäß einer weiteren besonders bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung aus wenigstens einem Basismaterial hergestellt, das aus einer Gruppe ausgewählt ist, die insbesondere Sintermaterialien wie metallische Bronzeverbindungen oder Kunststoffe wie Phenolharzverbindungen, Keramiken, Kombinationen hieraus und dergleichen umfassen.

Als Schleifkörper, die zur Bearbeitung der Oberfläche verwendet werden und die Bearbeitungsflächen vorzugsweise bilden, werden Schleifkörper aus einer Gruppe ausgewählt, die insbesondere Diamantnadeln wie beispielsweise PKD-, MKD-, CVD-, CBN-Nadeln, metallgebundene Diamanten, kunststoffgebundene Diamanten, keramisch gebundene Diamanten, metallgebundenen Bornitrid, insbesondere kubischen Bornitrid, kunststoffgebundenen Bornitrid, insbesondere kubischen Bornitrid, Kombinationen hieraus und dergleichen umfasst.

In einer weiteren besonders bevorzugten Ausführungsform weist die Bearbeitungsfläche am fertigen Werkzeug ein vorgegebenes Außenprofil auf, das zur formgebenden Bearbeitung der Werkstücksoberfläche verwendet wird.

Die Schleifkörper für das Werkzeug, welche die Bearbeitungsfläche bilden, sind gemäß einer weiteren, besonders bevorzugten Ausführungsform im Wesentlichen stoffschlüssig mit der Bearbeitungsscheibe verbunden. Dies kann beispielsweise dadurch erfolgen, dass die Schleifkörper mit einer metallischen oder einer Kunststoffverbindung auf der Bearbeitungsscheibe fixiert werden oder gemäß einer weiteren besonders bevorzugten Ausführungsform bei der Herstellung der Bearbeitungsscheibe bereits mit dieser stoffschlüssig verbunden werden.

Gemäß einer weiteren besonders bevorzugten Ausführungsform weist die Bearbeitungsscheibe in axialer Richtung unterschiedliche Materialschichten und Materialarten auf, die insbesondere in der Art aufeinander abgestimmt sind, dass durch die Kombination der verschiedenen Materialdichten, sowohl die notwendigen Festigkeitseigenschaften der Bearbeitungsscheibe als auch insbesondere im Hinblick auf die Bearbeitung von Oberflächen und der hierbei entstehenden Wärme eine ausgleichende Abführung der Wärme vom Werkstück über die Bearbeitungsscheibe und die Aufnahmevorrichtung bereitgestellt wird.

Gemäß einer weiteren besonders bevorzugten Ausführungsform können durch die Zusammensetzung verschiedener Bearbeitungsscheiben zu einem Paket auch Hohlräume, insbesondere in radialer Richtung bereitgestellt werden, die beispielsweise für den Transport von Kühlmedien für die Bearbeitung in entsprechenden Maschinen verwendet werden können.

Die Erfindung betrifft auch ein Verfahren zum Herstellen eines Werkzeuges mit wenigstens einer Bearbeitungsscheibe und einer Aufnahmevorrichtung, welche wenigstens eine Spindel und einen Fixierflansch aufweist.

Das Verfahren umfasst die Herstellung wenigstens einer Bearbeitungsscheibe, insbesondere durch Verdichten und Verfestigen wenigstens eines schleifkörperenthaltenden Basismaterials. Solch ein Basismaterial kann beispielsweise ein Sintermaterial wie eine metallische Bronzeverbindung, Kunststoffe wie Phenolharzverbindungen, Keramiken, Kombinationen hieraus und dergleichen sein.

Nach dem Herstellen der Bearbeitungsscheibe wird diese mit der Spindel der Aufnahmevorrichtung zusammengesetzt und ausgerichtet. Dies kann vorzugsweise warm erfolgen, wobei insbesondere die Spindel mit einem ersten Verbindungsmaterial benetzt ist, um eine stoffschlüssige Verbindung der Aufnahmevorrichtung mit der Bearbeitungsscheibe bereitzustellen.

Nach dem Zusammensetzen der Spindel und der Bearbeitungsscheibe wird der Fixierflansch der Aufnahmevorrichtung, welcher ebenfalls mit einem zweiten Verbindungsmaterial benetzt ist, auf die Spindel in der Art aufgesetzt, dass die Bearbeitungsscheibe zwischen Spindel und Fixierflansch angebracht ist. Im Anschluss hieran werden die beiden Verbindungsmaterialien ausgehärtet, wobei dies insbesondere auch durch das Abkühlen des Werkzeuges erfolgen kann.

Nach dem Zusammensetzen der Aufnahmevorrichtung und der Bearbeitungsscheibe wird das Werkzeug einer formgebenden Bearbeitung unterzogen, wobei dies insbesondere erst nach dem vollständigen Aushärten des Verbindungsmaterials erfolgt.

Gemäß einer weiteren besonders bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird vor dem Zusammensetzen des Werkzeugs eine Vielzahl von Bearbeitungsscheiben hergestellt, die jeweils vorzugsweise mit wenigstens einem dritten Verbindungsmaterial benetzt werden und hierdurch miteinander stoffschlüssig verbunden werden. Dabei kann die Zusammensetzung der Bearbeitungsscheiben sowohl vor dem Zusammensetzen der Aufnahmevorrichtung als auch beim Zusammensetzen der Aufnahmevorrichtung mit den Bearbeitungsscheiben und dem Fixierflansch erfolgen. Vorzugsweise können beim gleichzeitigen Zusammensetzen der Bearbeitungsscheiben mit der Aufnahmevorrichtung einheitliche Verbindungsmaterialien verwendet werden, um insbesondere einen gleichmäßigen Aushärtevorgang bereitzustellen.

Gemäß einer weiteren besonders bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens, werden die Verbindungsmaterialien aus einer Gruppe von Materialien ausgewählt, die insbesondere Lötzinn mit einer vorgegebenen Schmelztemperatur, Schweißmaterialien, Kunststoff Klebstoffe, insbesondere Harze, metallische Klebstoffe, Kombinationen hieraus und dergleichen umfasst. Gemäß einer besonders bevorzugten Ausführungsform wird als Verbindungsmaterial Lötzinn verwendet, dessen Schmelztemperatur zwischen ca. 100°C und 350°C, insbesondere zwischen 240°C und 300°C oder besonders bevorzugt bei ca. 270°C oder ca. 140° C liegt.

Gemäß einer weiteren besonders bevorzugten Ausführungsform ist das Sintermaterial eine Bronzeverbindung, welche in ungesintertem Zustand eine vorgegebene Partikelverteilung aufweist.

Die Schleifkörper, die zur Bildung der Bearbeitungsfläche verwendet werden, sind gemäß der vorliegenden Erfindung auch aus einer Gruppe von Schleifkörpern ausgewählt, die Diamantnadeln wie z.B. PKD-, MKD-, CVD-, CBN-Nadeln, metallgebundene Diamanten, kunststoffgebundene Diamanten, keramisch gebundene Diamanten, metallgebundenen Bornitrid, insbesondere kubischen Bornitrid, kunststoffgebundenen Bornitrid, insbesondere kubischen Bornitrid, Kombinationen hieraus und dergleichen aufweist.

Gemäß einer weiteren besonders bevorzugten Ausführungsform des vorliegenden Verfahrens wird das Werkzeug während des Aushärtens des Verbindungsmaterials wenigstens axial gehalten oder ist axial eingespannt. Hierdurch wird u. a. sichergestellt, dass die Bauteile des Werkzeugs während des Verbindungsvorgangs in einer vorgegebenen Position gehalten bzw. fixiert werden.

Gemäß einer weiteren besonders bevorzugten Ausführungsform des vorliegenden Verfahrens werden die Schleifkörper bzw. die Bearbeitungsflächen der Bearbeitungsscheiben nach dem Aushärten des Verbindungsmaterials profiliert.

Als Profilierung wird hierbei eine Bearbeitung der Bearbeitungsflächen verstanden, die anschließend eine definierte Bearbeitung der Oberflächen eines Werkstückes ermöglicht.

Gemäß einer weiteren besonders bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird insbesondere die Aufnahmevorrichtung im Bereich der Bearbeitungsscheibe nach dem Aushärten durch ein zerspanendes Bearbeitungsverfahren überarbeitet, wobei insbesondere der Übergang zwischen der Aufnahmevorrichtung zum freien Bereich der Bearbeitungsscheiben derart bearbeitet wird, dass insbesondere auch feine Bearbeitungsflächen der Bearbeitungsscheibe freigelegt werden können.

Gemäß einer weiteren besonders bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung erfolgt die Bearbeitung des Werkzeuges und insbesondere der Bearbeitungsscheiben in der Art, dass sowohl das Werkzeug in axialer, als auch in radialer Richtung einen vorgegebenen Rundlaufwert erzielt.

Die Erfindung umfasst ferner auch die Verwendung eines erfindungsgemäßen Werkzeuges gemäß einem der vorstehenden Ausführungsformen für die Bearbeitung von Werkstück-Oberflächen insbesondere von Werkstücken, die beispielsweise aus Metall, Keramik, Kunststoffen, oder dergleichen hergestellt sind, in einer CNC-, einer mechanischen, einer optisch gesteuerten oder dergleichen Bearbeitungsmaschine.