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Verfahren und Vorrichtung zur Herstellung einer Schleifscheibe mit Schleifring aus hochwertigem und einem Kern aus geringwertigem Korn.
Es ist bereits vorgeschlagen worden, Schleifscheiben für Zwecke, die ein hochwertiges Schleifkorn-insbesondere Diamant-erfordern, aus Gründen der Kostenersparnis derart herzustellen, dass man einen Schleifring aus dem hochwertigen Kern mit einem aus geringwertigem Korn und demselben Bindemittel bestehenden Kern durch gemeinsames Pressen und Abbindenlassen zu einer Einheit verbindet.
Es hat sich indessen als schwierig erwiesen, bei einer solchen Verbundscheibe zu erreichen, dass bei jeweils erwünschter Gefügedichte und scharfer gegenseitiger Abgrenzung ihrer Massen der Schleifring und der Kern sich einwandfrei miteinander verbinden. Füllt man genau vorausberechnete Mengen der beiden Massen lose in die Scheibenform ein, so findet unvermeidlich in der Grenzzone eine gewisse, u. zw. ungleichmässige, gegenseitige Verschiebung oder Verengung statt, wenn man nicht eine Trennung durch einen Einsatzring vornimmt. Dieser Ring muss aber vor dem Pressen herausgehoben werden, und dabei findet wiederum ein gewisses Vermengen der beiden Massen statt, ganz abgesehen davon, dass ein örtliches Auflockern der Masse beider Teile in den Zonen eintritt, die an den vom Einsatzring hinterlassenen leeren Ringraum angrenzen.
Um ein Ineinanderfliessen und die erwähnte örtliche Auflockerung zu vermeiden, kann man den scheibenförmigen Kern für sich vorpressen und die Ringmasse unmittelbar um ihn herum in die Pressform einfüllen. Dabei nimmt aber die lose eingefüllte Masse in Richtung der Kernachse eine grössere Höhe als der vorgepresste Kern an, so dass ihr vorstehender Teil nicht gegen den Kernmittelpunkt hin fest abgegrenzt ist und Teile von ihr auf den Kern laufen bzw. beim Pressen in dieser Richtung ausweichen.
Würde man, um dies zu vermeiden, die beiden Teile auf dieselbe Dicke so stark vorpressen, dass man sie ohne Gefahr einer Beschädigung konzentrisch in die Pressform für den Verbundkörper einlegen kann, so würde die einwandfreie Verbindung durch das Fertigpressen nicht mehr gewährleistet sein, zumal der Innendurchmesser des vorgepressten Ringes und der Aussendurchmesser des vorgepressten Kernes im Interesse der Gefahrlosigkeit des Zusammensetzen so weit voneinander abweichen müssten, dass ein gewisser Spielraum zwischen ihnen verbleibt.
Diesen Mängeln wird nun erfindungsgemäss dadurch abgeholfen, dass das zur Bildung des Schleifringes dienende Gemisch des hochwertigen Schleifkorns und des Bindemittels um den vorgepressten Kern herum in die Pressform eingefüllt und durch einen radialwirkenden Druck auf dem Umfang des als Gegendruckwiderlager wirkenden Kernes zusammengepresst wird. Man kann dabei die lose Masse von vornherein in einer Schicht von genau Seheibenkerndieke einfüllen, weil sich beim radialen Zusammenpressen an diesem Mass nichts ändert, und erhält durch das radiale Andrücken an den Kernumfang unter allen Umständen eine völlig einwandfreie Vereinigung von Kern und Schleifring bei schärfster Abgrenzung der beiden Teile gegeneinander.
Natürlich wird der Innendurchmesser der Press- form entsprechend der Verdichtung grösser als der Durchmesser der fertiggepressten Scheibe gemacht.
Die Zeichnung stellt ausser einer zu erzeugenden Schleifscheibe ein Ausführungsbeispiel der Vorrichtung zur Ausführung des Verfahrens dar.
Fig. 1 ist ein Schaubild der fertigen Scheibe. Fig. 2 zeigt in senkrechtem Schnitt die zum Herumpressen des Schleifringes um die Kernscheibe dienende Vorrichtung am Ende des Pressvorganges. Fig. 3 ist ein senkrechter Schnitt durch einen Teil der Form nach Einbringen der vorgepressten Kernscheibe und Einfüllen der zur Bildung des Schleifringes dienenden losen Masse und Fig. 4 zeigt die Form mit dem Pressling nach Aufhebung des Pressdruckes.
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Die in Fig.] dargestellte Schleifscheibe 20 setzt sich aus einem mit einem mittleren Loch 2'3 versehenen Kern 22 und einem diesen Kern umgebenden dünnen Schleifring 24 zusammen, die durch gemeinsames Verfestigen, z. B. Brennen, zu einer festen Einheit verbunden sind. Der Schleifring 21 besteht aus vorzugsweise keramisch gebundenem wertvollem Schleifkorn, z. B. Diamant. Für den Kern verwendet man zweckmässig dasselbe Bindemittel und ein Korn beliebiger geeigneter Art, z. B. ein weniger wertvolles Schleifkorn, so dass nach Abnutzung des Ringes 21 eine Weiterverwendung der Kernscheibe zum Schleifen möglich ist. Hauptsächlich kommt dafür glasige Kieselsäure in Betracht.
Bei Ausführung des Verfahrens wird z. B. ein Gemisch von Diamantbort gewünschter Feinheit und einem keramischen Bindemittel in einer Menge, hergestellt, die in zusammengepresstem Zustande
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glasiger Kieselsäure gleicher Körnung und desselben Bindemittels in einer Menge angesetzt, die in zusammengepresstem Zustande dem Rauminhalt des Kernes 22 entspricht.
In einer nicht dargestellten Form wird unter Anwendung des Kernbolzens 27 die bereitgestellte Menge des das Kieselsäurekorn enthaltenden Gemisches mit einem Druck, der in der Regel einige hundert Kilogramm je Quadratzentimeter beträgt, zum Kern 22 gepresst.
Dieser vorgepresste Kern wird mit dem Kernbolzen 27, auf einer Platte. M liegend, in die dargestellte Pressvorrichtung eingesetzt. Diese Pressvorrichtung besitzt einen oberen Presskolben 35, einen unteren Presskolben. 36 und einen besonders ausgeführten Formring 37, in den die Platte 31 gleitend, u. zw. vorzugsweise ziemlich dicht passt.
Nunmehr wird die bereitgestellte Menge des aus Diamantkorn und Bindemittel bestehenden Gemisches in den Ringraum zwischen dem Formring 37 und der Scheibe 22 eingestampft. Diese ein-
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gesetzt ist (Fig. 2), bewegt man den Kolben 35 mit niedrigem Druck bis zur Berührung mit dem Bolzen 27 und der Scheibe abwärts. Nun ist die Vorrichtung bereit für den Pressvorgang.
Der vorzugsweise aus Gussstahl bestehende Formring : ; 7 weist eine Ringkammer 43 auf, die in einen in der Umfangsrichtung verlaufenden und sich über den ganzen inneren Umfang des Ringes erstreckenden Schlitz 44 ausmündet. Der Formring 57 ist ein einziges Stück von grosser Festigkeit.
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dem Schlitz 44 sind abgerundet, dasselbe gilt an dieser Stelle auch für den Gummiring. Gummi ist eine verformbare, aber nicht zusammendriickbare Masse, die bei verhältnismässig hohen Drücken praktisch wie eine Flüssigkeit fliesst.
Hoher Druck wird durch das Rohr 46 zugeführt und gleichzeitig auf die Presskolben 35 und 36 zur Wirkung gebracht. Dies kann geschehen durch Betätigung von drei Hoehdruckventilen mittels eines einzigen Hebels. Der obere und untere presskolben 35 und 36 verhindern, dass die sehr hohen Drucke, die vorzugsweise zum Verdichten der Masse angewendet werden, den Forming, 37 auseinandersprengen. Auch der die Öffnung 47 verschliessende Stöpsel 48 wird durch den Kolben. 35 abgestützt. Es werden vorzugsweise Drücke von der Grössenordnung 400 Kilogramm je Quatratzentimeter angewendet. Der zwischen den Drücken der Kolben 35 und 36 entsprechend ihren Gewicht bestehende Unterschied wird durch die Tragstangen 52 aufgenommen.
Wird der genannte Druck in der angegebenen Weise zur Wirkung gebracht, so wird das Gemisch 21 a (Fig. 3) zu der durch 21 in Fig. 2 gezeigten Form verdichtet und alle Teile dieses Gemisches sowie die Scheibe 22 werden dem angewendeten Druck ausgesetzt.
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Stellen aufgehoben. Daraufhin dehnt sich der Gummiring 60 zu der Form und Stellung gemäss Fig. 4 aus. Das Gemiseh 21 ist aber nunmehr zu dem Umfangsring 21 verdichtet.
Beide Kolben-3J und 6 werden sodann von dem Ring-37 zurückgezogen, und es wird ein Abstreifer 65 von etwas kleinerem Durchmesser als die Platte. 34 in Stellung gebracht und der untere Kolben : J6 gehoben, wodurch die Formplatten-34, 44, der Kernbolzen 27 und der aus dem Kern 22 und dem Ring 21 bestehende Presskörper aus dem Formring. 37 herausgeschoben werden.
Die Kammer 4. 3 bleibt vorzugsweise dauernd mit Öl gefüllt. Der Formring 37 ist verhältnismässig einfach zu entfernen und durch einen solchen von anderer Grösse zu ersetzen.
Der in die Kammer 4. 3 eintretende Flüssigkeitsdruek ist vorzugsweise gleich dem Druck, der angewendet worden ist, um die Scheibe 22 zu verdichten, oder etwas höher. Dadurch wird ein gegebener Härtegrad des ganzen Erzeugnisses gesichert und erreicht, dass das durch das Raumverhältnis von Korn, Bindemittel und Poren bedingte Gefüge durch die ganze Masse annähernd dasselbe ist.