DE2349610A1 - Verfahren und vorrichtung zum herstellen von schleifscheiben - Google Patents

Description

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Worcester, Massachusetts / USA

Verfahren und Vorrichtung zum Herstellen von Schleifscheiben

Die Erfindung betrifft ein Verfahren sowie Vorrichtung zum Herstellen von Schleifscheiben.

Bei einem bekannten Herstellungsverfahren wird ein Gemisch aus Schleifkörnern, einem speziellen Bindemittel und ge wünschtenfalls bestimmten Füllstoffen in ei.ie offene Form geschüttet. Dann wird der Inhalt der Form eingeebnet und einem Pressvorgang unterworfen.

Das Füllen der Form und das Einebnen erfolgt hierbei ausserhalb cTer Presse. Dann wird die gefüllte Form zur Komprimierung in die Presse gegeben. Diese Aufeinanderfolge von Herstel lungsschritten erfordert verhältnismässig viel Zeit, so daß die Herstellgeschv/indigkeit verhältnismässig gering ist.

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Mach einem anderen bekannten Verfahren wird die Form direkt in der Presse befüllt und eingeebnet. In diesem Fall ist es jedoch erforderlich, zur Anordnung der Einrichtung zum Einebnen genügend Platz zwischen dem oberen Teil der Form und dem Preßstempel zu lassen, was notwendigerweise den Presshub verlängert und den Vorgang verlangsamt.

Es ist auch bekannt, Giessharzkörper in Formen dadurch herzustellen, dass eine Rohfüllung in die leere Form eingeblasen wird. Nach diesem Verfahren wird eine Charge aus Sand und einem Giessharzbinder in einen Trichter oder Behälter gegeben, der über einen Kanal mit einer Höhlung verbunden ist, deren Form der Form des herzustellenden Körpers entspricht. Daraufhin wird -der Behälter plötzlich unter einen verhältnismässig hohen Druck gesetzt mit dem Ergebnis, dass das Sand-' Binder-Gemisch aus dem Trichter heraus und durch den erwähnten Kanal in die Höhlung der Form geblasen wird.

In der Vergangenheit wurden schon Versuche angestellt, Schleifscheiben auf diese Weise herzustellen. Es traten jedoch Schwierigkeiten auf, die ihren Grund in dem Umstand hatten, dass es unmöglich war, die notwendige Homogenität und Festigkeit zu erreichen, die für eine Schleifscheibe erforderlich und. vergleichsweise sehr viel grosser sind als bei einem nur aus Giessharz bestehenden Körper.

Eine besondere Schwierigkeit bei den Versuchen, Schleifscheibenformen durch Einblasen zu füllen, bestand darin, dass das bekannte Gemisch zum Herstellen einer Schleifscheibe einerseits aus Schleifpartikeln, deren Korngrösse durch die Schleifscheibenspezifikation bestimmt war, und andererseits aus einem Giessharzbinder in Form sehr viel kleinerer Partikel bestand. Dieser Unterschied in der Korngrösse zwischen den beiden Komponenten hatte zur Folge, dass eine gewisse

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Entmischung der Partikel verschiedener Grosse während des Füllens des Trichters oder Behälters und eine weitere Enti.tischung dann eintrat, wenn das Gemisch mit Hilfe von Druckluft oder Druckgas aus dein Trichter herausgedrückt wurde. Diese Entmischung ergibt eine Inhomogenität des Gefüges und macht diese Verfahren für die Herstellung von Schleifscheiben nutzlos.

Ih der näheren Vergangenheit wurden Gemische für die Schleifscheibenherstellung entdeckt, die Partikel mit einem wesentlich kleineren Korngrössenbereich bezogen auf alle Rohmaterialien des Gemischs enthalten als bisher. Dies trifft insbesondere zu für die sog. "granulierten Gemische".

Untersuchungsarbeiten haben gezeigt, dass Gemische dieser Art bei der Schleifscheibenherstellung durch Einblasen benutzt werden können und dass sich dabei Qualitätsprodukte mit reproduzierbaren Eigenschaften ergeben.

Diese Erfindung kennzeichnet sich somit dadurch, dass ein Gemisch, das mindestens Schleifkörner und Bindemittelkörner enthält, durch Einblasen mit Hilfe eines unter Druck stehenden Gases in eine Form eingebracht wird, dass die Grosse der in diesem Gemisch enthaltenen Körner verhaltnismässig einheitlich ist, und dass eine homogene Masse erhalten wird, wenn das Gemisch in einen Trichter eingebracht, in die Form eingeclasen, in der Form komprimiert und zum Abbinden des Bindemittels erhitzt wird.

■Kurz zusammengefasst ist der Gegenstand der Erfindung ein Gemisch zum BeiUllen einer Form mit Schleifkörnern und einem Bindemittel, wobei ü&ssharzkörner und Schleifkörner mit annähernd gleichen Grossen verwendet sind,die zur Verwendung bei einem ßlaslormverfahren innig miteinander vermischt sind.

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Dank der Natur des verwendeten Gemischs und der Verbindung der Einblas- und Preßschritte verschafft die Erfindung eine neue Anwendung eines an sich bekannten Verfahrens, d.h. der Transferierung des Gemischs aus einem Trichter in eine Form durch Blasen, und zwar im Hinblick auf die Herstellung von Schleifscheiben.

Die Erfindung zielt somit darauf ab, ein verbessertes Verfahren zum Herstellen von Schleifscheiben vorzuschlagen.

Ferner soll ein Gemisch aus Schleifkörnern und Giessharzbindemittelkörnern vorgeschlagen werden, das sich für ein Blasformverfahren eignet.

Schliesslich soll ein schneller ablaufendes Herstellungsverfahren für Schleifscheiben vorgeschlagen werden.

Nach einem bevorzugten Ausführungsbeispiel ist das verwendete Gemisch ein "granuliertes" Gemisch. Das Einblasen wird innerhalb einer geschlossenen Form durchgeführt. Das Volumen des inneren Hohlraumes dieser Form kann während des Zusammenpressens verringert werden, und zwar vorzugsweise mittels einer zweiteiligen Form, deren eines Element sich während des Pressens bezüglich des anderen bewegen lässt.

Schleifscheiben haben normalerweise eine zentrale Bohrung zur Befestigung auf einer Welle. Entsprechend einem wichtigen Merkmal der vorliegenden Erfindung wird, das Gemisch zum Herstellen der Schleifscheibe durch ein Mittelstück der Form, das der Bohrung der fertigen Schleifscheibe entspricht, in.die Form eingeblase ;.

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Zum Herstellen einer Schleifscheibe mittels der in den Fig. bis 3 gezeigten Form verwendet man ein granuliertes Gemisch, bestehend aus Schleifkörnern und Bindemittelkörnern, wobei die Grössendifferenz zwischen den grösseren und kleineren Körnern verhäl~:nismässig klein ist (es wird in bekannter Weise jeweils eier mittlere Durchmesser der Körner in Betracht gezogen), so dass alle Körner in dem Gemisch beim Einschütten des Gemisches in den Fülltrichter oder während der pneumatischen Verlagerung des Gemisches in die Form sich etwa gleich verhalten.

Im Zusammenhang; mit der Erfindung durchgeführte Untersuchungen haben gezeigt, dass befriedigende Ergebnisse erzielt werden können, wenn d&s verwendete Gemisch beispielsweise eine der Korngrössenverteilungen aufweist, die nach Massgabe der folgenden Formel variieren können, wobei D der mittlere Durchmesser der Körner des Gemisches ist:

Mindestens 90 % der Körner haben einen Durchmesser zwischen 0,5 D und 2,0 D, mindestens 2 % der Körner haben einen Durchmesser von weniger als 0,1 D und der Rest ist grosser als 0,1 D und kleiner als 0,5 D.

Bei einem bevorzugten Ausführungsbeispiel wird ein Gemisch benutzt, welches die unten angeführte Korngrössenverteilung aufweist, wobei diese Verteilung beispielsweise nachgewiesen werden kann durch eine Korngrössenklassifizierung von 100 Gramm dieses Gemisches in einer bekannten von der W.E. Tyler Company vertriebenen Rotap - Maschine, und zwar unter Aufstellung einer typischen 24-Maschen-Sieb-Analyse, die nach dem U.S.A. Standard Bulletin 74.12-1968 unter Verwendung der U.S. Standard Siebreihe durchgeführt ist. Eine Probe eines solchen

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24-Maschen-Granulats hat folgende Korngrössenverteilung:

Körner mit einem Durchmesser über 1,5 nun ' 2 %

Körner mit einem Durchmesser zwischen

1,5 und 0,4 mm 96 %

Körner mit einem Durchmesser unter 0,4 mm 2 %

Dieses Beispiel entspricht natürlich einem Test, der mit ganz bestimmten Schleifkörnern durchgeführt wurde, in diesem Fall Körnern der 24-Maschen-GrÖsse, und es versteht sich von selbst, dass die Korngrössenverteilungen je nach den Korngrössen unterschiedlich sind. Das wichtigste Merkmal besteht jedenfalls darin, dass ein massgeblicher Anteil sehr feiner Partikel fehlt, der dazu neigen würde, eine Entmischung hervorzurufen, und folglich die Leistungsfähigkeit des Verfahrens verringern würde.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird nachfolgend anhand der Zeichnung naher erläutert. Im einzelnen zeigt:

Fig. 1 eine Form und einen gefüllten Trichter

Fig. 2 dieselbe Anordnung,nachdem die Charge im Einfülltrichter in die Form eingeblasen wurde und

Fig. 3 das Gemisch in der Form nach dem Zusammenpressen.

Obwohl das hier beschriebene Verfahren auf alle Arten von Schleifscheiben anwendbar ist, eignet es sich doch am besten für organisch gebundene Schleifscheiben.

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Fig. 1 zeigt eine zeitweilig geschlossene Form mit einer zylindrischen Aussenwand.l, über der ein Trichter 2 angeordnet ist. Er steht über seinen Stutzen 3 mit einem Querkanal 4 in Verbindung, der sich quer durch das von einer zylindrischen Innenwand 5 der Form gebildete Mittelloch der Scheibe hindurch erstreckt. Der Stutzen 3 mündet in den inneren Hohlraum der Form durch den erwähnten Querkanal 4. Die Form ist während des Füllens mit einem ringförmigen Deckel 6 abgedeckt und besteht aus zwei oder mehr Teilen 1 und 7, die nach dem Füllen gegeneinander bewegt werden, so dass während des Zusammenpress ens das Innenvolumen der Form wie nachfolgend beschrieben, verringert werden kann.

In dem in Fig. 1 gezeigten Zustand befindet sich das Gemisch zur Herstellung der Schleifscheibe in dem Trichter 2. Dann wird unter Druck stehende Luft oder ein anderes unter Druck stehendes Gas auf die Mischung im Trichter 2 zur Einwirkung gebracht, was durch den Pfeil 8 in Fig. 2 schematisch angedeutet ist, so dass diese Mischung pneumatisch durch den Stutzen 3, in den Querkanal 4 und dann in die innere Höhlung der Form gepresst wird, um diese Höhlung auszufüllen.

Fig. 3 zeigt den letzten Schritt des Herstellungsverfahrens. Vorher war der Trichter von der Form abgetrennt und eine bewegliche Scheibe 7 in die Aussenwand 1 eingepasst worden, die nun - wie durch Pfeil 9 angedeutet - unter Druck gesetzt wird, um das Gemisch auf die Abmessungen der gewünschten Schleifscheibe zu komprimieren. Das verringerte Volumen des Innenraumes der Form zeigt Fig. 3.

Verständlicherv/eise können diese verschiedenen Schritte sehr kurz aufeinander folgen. Das Herstellungsverfahren kann gewünschtenfalls mittels einer Presse ausgeführt werden, die

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beispielsweise mit einem beweglichen, die Formen tragenden Tisch ausgerüstet ist, wobei dann die Formen nacheinander unter einen Arbeitskopf geschoben werden, der den ringförmigen Deckel 6 und die Transportkanäle 3 und 4 enthält und an einen Trichter angeschlossen ist, der in ausreichender Höhe über diesem Deckel angeordnet ist. Dabei wird dann jeweils das Gemisch aus dem Trichter durch die Kanäle in den Innenraum der Form gedrückt. Bei einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung wird die Scheibe 7 zeitweilig über der Form gehalten. Sie übt dabei zunächst die Funktion des Deckels 6 der Form aus. Nach dem Füllen kann der Trichter entfernt und sofort mit dem Niederpressen der Scheibe 7 begonnen werden, während die Form noch in der Füllstation bleibt. Auf diese Weise ist eine Transportbewegung der Formen zwischen dem Schritt der Befüllung durch Einblasen und der Komprimierung vermieden. Unabhängig von diesen näheren Umständen werden auf jeden Fall Schleifscheiben hoher Qualität schnell erreicht.

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Claims (5)

Patentansprüche :

1. Verfahren zum Herstellen von Schleifscheiben, dadurch gekennzeichnet, dass ein Geraisch,das mindestens Schleifkörner und Bindemittelkörner enthält, durch Einblasen mit Hilfe eines unter Druck stehenden Gases (8) in eine Form (1) eingebracht wird, dass die Grosse der in diesem Gemisch enthaltenen Körner verhältnismässig einheitlich ist, und dass eine homogene Masse erhalten wird, wenn das Gemisch in einen Trichter (2) eingebracht, in die Form eingeblasen, in der Form komprimiert und zum Abbinden des Bindemittels erhitzt wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass es bei der Herstellung von organisch und keramisch gebundenen Schleifscheiben verwendet wird.

3. Verfahren nach Anspruch 2_y dadurch gekennzeichnet, dass die in dem Gemisch enthaltenen Körner eine Korngrössenverteilung nach folgender Formel aufweisen, wobei D der mittlere Durchmesser der Körner ist:

Anteil der Körner Korngrösse

mindestens 90 % zwischen 0,5 D und 2,0 D

höchstens 2 % weniger als 0,1 D

Rest zwischen 0,1 D und 0,5 D

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- ίο -

4. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Einblasen innerhalb einer geschlossenen Form durchgeführt wird.

5. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Einblasen durch die Mittelbohrung der Schleifscheibe erfolgt.

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