SCHÄRFEN IN DER THEORIE

Ein aus keramisch- oder zementverbundenen Schleifmitteln gefertigter Schleifstein besteht aus Schleifkörnern, die durch ein Bindemittel zusammengehalten werden. Schleifsteine "schärfen“ ist daher eigentlich der falscher Begriff. Die einzelnen Schleifkörner selbst werden nicht geschärft, denn sie sind viel härter als der Schärfring. Beim Schärfen wird das weiche Bindemittel rings um die Schleifkörner, das sog. Bindemittelgerüst, abgeschlagen. Dadurch werden die abgenutzten Körner entfernt und neue, scharfe Schleifkörner freigelegt.

Abb.1 Körner und Bindemittel

1.1 GRÜNDE FÜR DAS SCHÄRFEN DES SCHLEIFSTEINS

Ein Schleifstein wird aus folgenden Gründen geschärft:

• um frische Schleifkörner freizulegen.
• um die Schleiffläche des Steins zu reduzieren, d.h. den spezifischen Druck zwischen Schleifstein und Holz zu regeln.
• um die Kompressions- / Dekompressionsfrequenz an den Holzfasern zu steuern.
• um die Faserlänge zu regeln.
• um die Steinporen zu reinigen.
• um Wasser in und Holzschliff aus der Schleifzone zu transportieren.

1.2 FREILEGEN NEUER KÖRNER

Nach einiger Zeit werden die Schleifkörner im Stein durch die Reibung mit dem Holz abgerundet und stumpf. Wie bereits ausgeführt, schlagen die scharfen Zähne des Schärfrings das Bindemittelgerüst, das die Schleifkörner in der Steinoberfläche hält, ab. Dadurch fallen die stumpfen Körner aus der Steinoberfläche heraus und eine neue, scharfe Schleiffläche bleibt zurück. Die Anzahl der scharfen Schleifkörner an der Steinoberfläche wird durch die Eindringtiefe der Schärfringzähne geregelt. Je tiefer die Zähne eindringen, desto mehr Bindemittelgerüst wird abgeschlagen und desto mehr Schleifkörner werden freigelegt.

1.3 REDUZIEREN DER SCHLEIFFLÄCHE

Studien haben gezeigt, daß bei der Herstellung von Holzschliff für Zeitungspapier jedes Schleifkorn auf der Steinoberfläche 1/1000 HP (1 HP = 734,7 W) an Energie aufnimmt. Ein normaler Schleifstein für diese Anwendung enthält ungefähr 2OOO aktive Körner pro Quadratzoll Steinoberfläche und braucht daher für die Produktion von Holzschliff 2 HP pro Quadratzoll. Die Motoren der Schleifer sind nicht für die Erzeugung von 2 PS / Qu.zoll ausgelegt. Durchschnittliche Schleifer liefern ca. 1 PS/Qu.zoll. Daher ist es notwendig, die Anzahl der aktiven Körner auf 1000/Qu.zoll zu reduzieren. Durch Aufbringen von Rillen auf die Schleifsteinoberfläche verringert sich die Anzahl der aktiven Körner auf eine für die Qualität des Holzschliffs erforderliche Menge.

1.4 STEUERN DER KOMPRESSIONS-/DEKOMPRESSIONSFREQUENZ

Abb.2 Musterquerschnitt

Beim Schleifen fahren sowohl die Rillen und Stege des Steins als auch die einzelnen Schleifkörner rasch über die Holzoberfläche. Fährt ein Steg über die Holzfaser, wird die Holzoberfläche zusammengedrückt, bei einer Rille entspannt sie sich. Dabei entsteht örtlich Wärme im Holz. Diese Wärme macht das Lignin, das die Holzfasern aneinander bindet, weich. Sobald das Lignin weich genug ist, trennen sich die Fasern von der Oberfläche des Holzes.

Ein Muster mit schmalen Stegen sorgt für einen höheren spezifischen Schleifdruck. Dieser verstärkt den deformierenden Druck auf die Holzoberfläche, wodurch sich auch die örtliche Wärme im Holz erhöht. Durch die stärkere Erweichung des Lignins lösen sich längere Fasern und Faserbündel vom Holz. So entsteht Holzschliff mit höherem Mahlgrad.

1.5 REGELN DER FASERLÄNGE

Die Faserlänge wird nicht nur wie oben ausgeführt durch den Erweichungsgrad des Lignins gesteuert, sondern auch dadurch, wie oft die abgetrennte Faser nachgeschliffen wird. Die Rillen im Stein befördern die Fasern aus der Schleifzone und verhindern so einen zweiten Mahlvorgang. Tiefe Rillen bewirken also langfasrigen Holzschliff. Wird der Steigungswinkel des Schärfmusters erhöht, verlängert sich die auf die Fasern einwirkende Schleifzone. Die längere Schleifzone bewirkt häufigeres Nachschleifen der Faser, was kurzfasrigeren Holzschliff mit geringerem Mahlgrad zur Folge hat.

Abb.3 Steigungswinkel und Länge der Schleifzone

1.6 REINIGEN DER STEINPOREN

In den Poren des Steins sammeln sich Harz und Faserrückstände. Da die Poren zur Wärmeableitung und Regelung der Steintemperatur dienen, kann das Verstopfen dieser Poren zu Rißbildung und Verbrennungen in der Steinoberfläche führen. Schärfen legt nicht nur neue Schleifkörner frei, sondern auch neue Poren, die das Kühlwasser aufnehmen und so die Steintemperatur regulieren.

1.7 KÜHLEN VON SCHLEIFZONE UND STEIN

Rillen in der Steinoberfläche vergrößern die Gesamtoberfläche des Schleifsteins, was eine verbesserte Wärmeableitung an der Steinoberfläche zur Folge hat.

Es ist wichtig, immer ausreichend Wasser in der Schleifzone zu haben. Ohne Wasser würde die Steinoberfläche verbrennen und nicht mehr schleifen. Die Rillen transportieren das Spritzwasser in die Schleifzone. Die Tiefe der Rillen bestimmt das Rillenvolumen und somit die Wassermenge, die in die Schleifzone gelangt.

Abb.4 Tiefe und flache Rillen