WAHL DES SCHÄRFMUSTERS

3.1 MUSTERAUSWAHL IN DER THEORIE

Welches Muster auf einen Schleifstein aufgebracht wird, hängt von vielen Variablen ab: Steinzusammensetzung, Holzqualität, Motorgröße, Art des Schleifers, Umfangsgeschwindigkeit des Steins, gewünschter Mahlgrad, Papierart, für die der Holzschliff benötigt wird, und Zustand der Schärfgeräte. Bei der Wahl des Musters ist vor allem der Mahlgrad beim Holzschliff in Erwägung zu ziehen.

Die Musterauswahl kann theoretisch auf eine Formel gebracht werden. Die Grundformel beim Schleifen lautet Q = Ps wobei Q die Holzschliffqualität und Ps der spezifische Schleifdruck ist. Vereinfacht heißt das Ps = CSF (Canadian Standard Freeness) bzw. der spezifische Schleifdruck regelt den Mahlgrad. Je größer Ps, um so mehr steigt der verformende Druck auf die Holzfasern und damit die Erwärmungsrate des Lignins, das die Fasern im Holz zusammenhält. Durch das schnellere Erweichen des Lignins werden längere Fasern und mehr Faserbündel aus dem Holz gelöst, wodurch sich der Mahlgrad des Holzschliffs erhöht (schnellere Entwässerung oder niedrigerer Schopper Riegler).

Die Formel Ps = CSF kann umgewandelt werden in LW = CSF oder Stegbreite gleich Mahlgrad. Die Stegbreite bezieht sich auf die Breite des Schleifstegs im Steinmuster, gemessen in einem Winkel von 90º zur Rille. Dadurch werden der Schleifdruck und damit die Holzschliffqualität direkt geregelt. Obige Formeln setzen eine konstante Motorbelastung voraus.

Für ein beliebiges Schärfmuster kann die theoretische Schleiffläche eines Steins mit folgender Formel berechnet werden.

Nachfolgende Tabelle zeigt die Schleifflächen für verschiedene Schärfmuster auf einem 67" x 54"(1700x1370mm) großen Schleifstein bei einer konstanten Rillentiefe von 0,040" (1,0mm).

In der nachfolgenden Tabelle sieht man, welchen Effekt eine Änderung der Rillentiefe bei einem bestimmten Schärfmuster auf die Schleiffläche hat. Hier wird deutlich, wie wichtig es ist, die Eindringtiefe der Schärfringzähne in den Stein genau zu kontrollieren.

Muster/Tiefe der Schleiffläche

3.2 BEI DER MUSTERAUSWAHL GELTEN FOLGENDE REGELN:

1. Ein schmaler Steg entstanden durch eine größere Zähnezahl erzeugt einen höheren Mahlgrad.

   
   Abb.13 Schmaler Steg = hoher CSF

2. Um den Mahlgrad zu verringern, wird der Steg mit einem Schärfring mit geringerer Zähnezahl verbreitert.

   
   Abb.14 Breiter Steg = niedriger CSF

3. Um mehr Energie auf den Stein zu bringen und die Holzschliffqualität zu verbessern, ohne den Mahlgrad zu verändern, wird der Steg mit einem Schärfring mit kleinerer Zähnezahl verbreitert.
4. Grobkörnigere Steine brauchen breitere Stege, die mit einem Schärfring mit kleinerer Zähnezahl erzeugt werden.
5. Schleifer mit größeren Motoren benötigen breitere Stege, um einen gleichwertigen Mahlgrad zu erzeugen.
6. Schleifer mit einer höheren Umfangsgeschwindigkeit brauchen breitere Stege, um einen gleichwertigen Mahlgrad zu erzeugen.

3.3 SCHLEIFKORNGRÖßE

Damit nicht ein Muster mit zu schmalen Stegen gewählt wird, muß die durchschnittliche Korngröße des Schleifsteins beachtet werden. Der Steg muß an der Basis mindestens 5 Korndurchmesser breit sein, damit er die Belastungen durch das Schleifen aufnehmen kann.

Abb.15 Mindestbreite des Musters

Nachfolgende Tabelle zeigt die größte Zähnezahl, die für die höchste Korngröße in einer Steinspezifikation verwendet werden kann.

Betreiber beobachten gelegentlich, daß sie Holzschliff mit geringerem Mahlgrad erhalten, wenn sie zu Schärfringen mit größerer Zähnezahl wechseln. In diesem Fall war der gewählte Schärfring zu fein und die Stege im Muster brechen aus, weil die Stegbasis nicht mindestens 5 Korndurchmesser breit ist und so die aufgebrachte Kraft nicht aufnehmen kann. Häufiges Schärfen wird notwendig, um ein extrem enges Muster beizubehalten, mit dem ein ausreichendes Volumen an Holzschliff mit dem richtigen Mahlgrad produziert wird. Ein zu feines Musters verkürzt die Lebensdauer des Steins.

3.4

Der Steigungswinkel des Musters hat geringere Auswirkungen auf den Mahlgrad, spielt aber eine Rolle bei Länge, Dicke und Fibrillierung der Faser, dem sogenannten "L&S"-Faktor. Der Steigungswinkel hat Einfluß darauf, wie oft die vom Holz gelöste Faser nachgeschliffen wird. Ein höherer Steigungswinkel erzeugt eine längere Schleifzone und somit eine schlankere Faser. Ein Muster mit einem größeren Steigungswinkel produziert Holzschliff mit geringerem Mahlgrad und kürzeren Fasern, weniger Splittern und hohem Feingehalt. Das Ergebnis sind leicht verringerte Produktionsraten, da die Fasern öfters nachgeschliffen werden. Wird der Steigungswinkel vergrößert, verringert sich die Schleiffläche des Steins, allerdings zu einem geringeren Grad als bei einer Veränderung der Zähnezahl.

3.5

Ein mehrmals verwendeter Schärfring beeinträchtigt die Schleiffläche des Steins durch Verbreitern der Rillen. Breitere Rillen verringern die Stegbreite und erhöhen den Mahlgrad des Holzschliffs. Dadurch können gebrochene Steinmuster wie unten dargestellt entstehen.

Abb. 16a. Stumpfe Schärfringe verbreitern die Rillen

Die folgende Zeichnung zeigt die Verbreiterung der Rillen bei mehrmaliger Benutzung eines Schärfrings. Nach dreimaligem Schärfen mit dem selben Schärfring auf gleicher Tiefe wird die Stegfläche weniger als 5 Korndurchmesser breit und zu schwach, um die Belastung durch das Schleifen (siehe Abschnitt 3.3) zu tragen. Das Muster bricht aus und muß häufiger nachgeschärft werden, wodurch sich die Lebensdauer des Steins verkürzt.

Abb. 16b. Verbreiterte Rillen durch mehrfache Verwendung des Schärfrings

3.6

Die nachfolgende Liste der Holzschliffqualitäten und der gebräuchlichsten Schärfringe für diesen Mahlgrad liefert einen Anhaltspunkt bei der Wahl des Schärfrings. Aufgrund der vielen Variablen am Anfang des Kapitels sind Versuche notwendig, um das endgültige Schärfmuster zu bestimmen.