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Verfahren zur Herstellung von Schleif-oder Trennscheiben
Die Erfindung bezieht sich auf die Herstellung von Schleif- und Trennscheiben. Derartige Scheiben enthalten hartes, körniges Schleifmaterial, wie Korund u. dgl., das durch harzartige Bindemittel zusam- mengehalten wird. Bei flexiblen Schleifscheiben enthalten diese zur Verstärkung auch noch Lagen aus
Papier oder Geweben aus z. B. Baumwolle oder Zellulose, Nylon oder andern Kunstfasern, Glasfaser, mit
Asbest verstärkte Gewebe od. dgl.
Ein bekanntes Herstellungsverfahren für solche Scheiben sieht vor, dass man die einzelnen Körner des
Schleifmaterials mit einer Umhüllung aus Kunstharzen, wie Phenolharzen, Kresolharzen u. dgl., versieht, wobei man meist eine vorkondensierte Kunstharzmasse verwendet. Das überzogene Schleifmaterial wird in Rundformen eingefüllt und zu einer Stärke, die der fertigen Schleifscheibe entspricht, kalt vorgepresst. Diese kalt vorgepressten Kuchen werden unter Zuhilfenahme einer Unterlage in Öfen eingebracht und ausgehärtet. Der Hartevorgang dauert je nach Stärke der Scheiben bis zu 48 Stunden und mehr.
Bei der Herstellung von flexiblen Scheiben wird das kunstharzüberzogene Schleifmaterial beispielsweise auf Träger, wie feste Papiere, aufgebracht, die mit zu Kunstharzen kondensierbaren oder polymerisierbaren Stoffen bestrichen sind, und dort durch Erwärmung fixiert. Mehrere Schichten solcher Papiere werden mittels Druck und Hitze unter Auskondensierung der aufgestrichenen Stoffe zu Schleifscheiben gepresst.
Dies geschieht nach dem bekannten Verfahren im allgemeinen in geschlossenen Formen unter Erhitzen. Dieses bekannte Verfahren hat jedoch den Nachteil, dass eine ungleichmässige Verteilung des harten Schleifmaterials beim Aufbringen der mit Kunststoffmasse umhüllten Schleifkörner auf dem mit Kunstharz bzw. dessen Ausgangsprodukten bestrichenen Träger stattfinden kann. Denn durch den nach dem Aufschütten des körnigen Materials auf den Träger notwendigen Wärmestoss. der durch elektrische Heizung oder Ultra-Rot-Strahlung erzeugt wird, biegen sich die mit Kunstharz bestrichenen Träger aus der Horizontale hoch, insbesondere an den Rändern, so dass das körnige Material ungleichmässig festhaftet.
Ausserdem findet bis zu einem gewissen Grad durch den Wärmestoss eine unerwünschte Vorkondensation der auf den Träger aufgestrichenen Kunstharzausgangsprodukte statt, so dass das Harz in einem unkontrollierten und uneinheitlichen Kondensations- bzw. Polymerisationszustand in die Pressform gelangt. Als besonders störend hat sich dieser Nachteil bei der Verwendung von Lagenblättem aus einseitig beharztem Papier, z. B. Natronzellulose-Papier, erwiesen, da dieses sich beim Erhitzen stets leicht wellt, was die gleichmässige Verteilung des körnigen Materials auf den scheibenförmigen Papierlagen meist verhindert.
Es ist auch bekannt, Schleifscheiben durch Aufeinanderstapeln von Schleifmittelkörner enthaltenden faserigen, mit Kunstharz imprägnierten Schichten und Verpressen des Stapels in der Hitze herzustellen.
Abgesehen davon, dass die einzelnen faserigen Schichten in mehreren speziellen Arbeitsgängen hergestellt werden mussten, liess auch die so erhaltene Scheibe in ihrer mechanischen Festigkeit zu wünschen übrig.
Der Erfinder hat sich zur Aufgabe gestellt, die Herstellung der nicht flexiblen, klassischen Schleifscheiben zu vereinfachen und zu verbessern und für das Herstellungsverfahren der flexiblen Scheiben die vorstehend geschilderten Nachteile zu beseitigen.
Erfindungsgemäss wird bei der Herstellung von Schleif- oder Trennscheiben durch Aufeinanderstapeln von Lagen aus einem Trägermaterial, die mit kunstharzüberzogenen Schleifmittelkörnern belegt und fixiert sind, mit nachfolgendem Verpressen des Stapels unter Druck und Erhitzen ein unbeharztes dünnes
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Trägermaterial verwendet, auf dem die Schleifmittelkörner durch kurzzeitiges Erhitzen und Erweichen ihres Harzüberzuges fixiert werden. Die so erhaltenen Lagen brauchen dann nur aufeinandergelegt und unter Druck und Hitze zur fertigen Scheibe verpresst zu werden.
Unter dem Begriff dünnes Trägermaterial ist. hier eine biegsame, also nicht steife Folie aus Papier od. dgl. gemeint. Besonders geeignet ist Seidenpapier. Natürlich kann man auch ein anderes, gegebe- nenfalls poröses, nicht steifes und beim Erhitzen sich nicht aufwerfendes Material verwenden. Die Kunst- masse, mit der die Schleifmittelkörner an dem Trägermaterial gehalten werden bzw. das durch beson- dere Zwischenlagen eingebrachte Kunstharz kann aus jedem beliebigen, unter dem Einfluss der Hitze er- weichenden und härtbaren Kunstharzmaterial bestehen, das für die Herstellung von Schleifscheiben u. dgL verwendbar ist.
Zur Durchführung des Verfahrens wird das nach der Scheibenform geschnittene dünne Trägermaterial, z. B. das Seidenpapier, kalt auf einem Fliessband mit kunstharzüberzogenem Schleifmittel bestreut, wor- auf das nun eine Schleifmittelkömerschicht aufweisende Seidenpapier einem Wärmestoss ausgesetzt wird, der zum Erweichen der Harzumhüllung um die einzelnen Schleifmittelkörner führt, wodurch das ge- wünsche Anhaften an das Seidenpapier erreicht wird. Vorzugsweise wird die Wärme hiebei durch eine
Infra-Rot-Bestrahlung zugeführt. Anschliessend kann das nun beschichtete Trägermaterial abgekühlt werden.
Es wird daraufhin in gewünschter Weise für die Aufschichtung von normalen Schleifscheiben oder von flexiblen Schleif-oder Trennscheiben verwendet, wobei man bei letzterem zwischen die einzelnen
Lagen des auf dem unbeharzten dünnen Trägermaterial angehefteten Schleifmittels harzimprägnierte Papierzwischenlagen und gegebenenfalls Verstärkungsgewebe u. dgl. anordnet.
Bei der Herstellung klassischer Schleifscheiben besteht die durch die Erfindung gewonnene Vereinfachung darin, dass die bestreuten Papiere in eine Form eingebracht und unter Druck und Hitze fertig gepresst werden, u. zw. unter Fortfall des bisherigen Vorpressens und des langwierigen Aushärtens in Härte- öfen.
Bei der Herstellung flexibler Schleif- oder Trennscheiben ergibt sich gegenüber der Verwendung von imprägniertem Trägermaterial, insbesondere dem imprägnierten Natronzellulose-Papier, bei dem erfindungsgemässen Verfahren der Vorteil, dass bei dem Aufbringen der Schleifmittelkörner keine Gefahr einer ungleichmässigen Verteilung der Körner besteht, da das unbeharzte Trägermaterial sich bei dem für das Erweichen der Harzschicht auf den Schleifmittelkörnern notwendige Erhitzen nicht aufbiegt, sondern glatt liegenbleibt.
Ausserdem kann nunmehr der für die Herstellung der fertigen Schleifscheibe wesentliche Anteil an Harzbindemittel durch imprägnierte Natronzellulose-Blätter in den Scheibenaufbau eingebracht werden, die nicht bereits erhitzt wurden und sich in einem unkontrollierbaren Kondensationszustand befinden.
Im übrigen ist nur ein sehr kurzes Erhitzen der auf dem Schleifmittel angeordneten Kunstharzumhüllung. notwendig, um das gewünschte Erweichen und Anhaften der Schleifmittelkörner an das unbeharzte dünne Trägermaterial zu erreichen, und es wird die einfache Möglichkeit geboten, die mit beharzten Körnern versehenen Papiere durch eine. Trockenzone zu leiten, um Feuchtigkeit und flüchtige Bestandteile auszuscheiden. Auch das Einlegen der unter Verwendung des weichen, nicht imprägnierten dünnen Trägermaterials bereiteten Schleifmittelkörnerlagen in die Pressform lässt sich leichter und gleichmässiger durchführen als'das Einlegen der bisher verwendeten harzimprägnierten und mit dem Schleifmittel versehenen steifen Papierfolien.
Die endgültige Fertigstellung der Scheiben kann in üblicher Weise, vorzugsweise in offenen Pressformen, erfolgen. Die aus unbeharztem Trägermaterial mit darauf angeordneter Schleifmittelschicht und gegebenenfalls harzgetränktem Papier und Gewebeeinlage aufgebauten Stapel werden zwischen zwei beheizten Platten zu der fertigen Schleifscheibe gepresst. Die Verwendung einer offenen Pressform bringt den Vorteil mit sich, dass überschüssiges Harz zusammen mit den beim Erhitzen freiwerdenden Gasen beim Pressen aus dem geschichteten Stapel seitlich austreten kann, was zu durchgehend einheitlicheren Scheiben führt. Pressdauer und Heiztemperatur richten sich nach der Erweichungstemperatur der anwesenden Kunstharze und hängen im übrigen auch vom Verwendungszweck der fertigen Scheiben ab.
Die Erfindung kann auch mit grossem Vorteil angewendet werden für das sogenannte Trillerverfahren, wobei loses, mit den Ausgangsstoffen für ein Kunstharz überzogenes Schleifmaterial schichtweise in Rundpressen eingebracht und zwischen jede Schicht eine verstärkende Gewebelage 00. dgl. eingelegt wird, worauf der Stapel in einer geschlossenen Pressform unter starkem Druck zu einer Scheibe gepresst wird. Nach dem Pressen werden diese Scheiben meist noch in einem Ofen nachbehandelt, um die Fertigkondensation der anwesenden Harzstoffe bzw. Vorkondensate zu erreichen.
Auch eine Variante des vorbekannten Verfahrens lässt sich durch Anwendung des Verfahrens nach der
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Erfindung wesentlich verbessern. Nach dieser Variante wird das mit den Ausgangsprodukten für ein Kunst- harz überzogene Kornmaterial in Formen eingefüllt und kalt gepresst, wodurch ein Rundling entsteht, dessen Stärke sich nach der eingefüllten Menge des Schleifmaterials richtet. Diese vorgepressten Kuchen werden nun in einen Härteofen eingebracht, wo das Material unter entsprechender Hitzeeinwirkung zu- sammenbackt und ein Vorkondensieren der Überzugsstoffe stattfindet. Man erhält auf diese Weise eine zusammenhängende Scheibe, die beispielsweise 2 mm stark ist.
Diese Scheiben werden abwechselnd mit
Schichten aus vorpräpariertem Glasgewebe in eine geschlossene Form eingebracht, bis die gewünschte Star- ke für die fertige Schleifscheibe erreicht ist. Durch Anwendung von Druck und Hitze wird das in der ge- schichteten Scheibe enthaltene Harz fertig kondensiert, wobei sich die Schichten zu einem widerstands- fähigen Körper verbinden.
Bei Anwendung des Verfahrens nach der Erfindung in Kombination mit der zuletzt beschriebenen
Variante des sogenannten Trillerverfahrens lässt sich eine wesentliche Vereinfachung des Erzeugungsvor- ganges erreichen. Man kann auf nicht beharztem Träger die entsprechende Menge harzüberzogener
Schleifkörner aufbringen und diese vorbereiteten Schichten abwechselnd mit den oben erwähnten Gewe- beschichten in die endgültige Pressform einführen, wo dann in einem einzigen. Erzeugungsvorgang die fertigen Schleifscheiben hergestellt werden können.
Das Entweichen der flüchtigen Bestandteile, das bei dem oben beschriebenen früheren Verfahren zu dem stufenweisen Vorgehen Veranlassung gab, findet nun- mehr bereits beim Aufbringen der beharzten Körner auf den unbeharzten Träger unter entsprechender
Wärmebehandlung statt, oder durch das oben erwähnte Nachtrocknen des mit beharzten Körnern bestreu- ten Trägers. Auch die Gewebe sind so vorgetrocknet, dass flüchtige Bestandteile praktisch nicht mehr in Erscheinung treten. Es besteht also keine Veranlassung mehr. wie bisher stufenweise vorzugehen, was den Erzeugungsvorgang wesentlich vereinfacht.
Als dünnes. nicht kunstharzimpragniertes Trigermaterial für die Durchführung des erfindungsgemä- ssen Verfahrens eignet sich insbesondere Seidenpapier. Naturgemäss kann man auch ein anderes, gegebenenfalls poröses, nicht steifes und beim Erhitzen sich nicht aufwerfendes Material verwenden. Die die Haftung der Schleifmittelkörner an dem Trägermaterial bewirkende, bzw. durch besondere Zwischenlagen eingebrachte Kunstharzmasse kann aus jedem beliebigen härtbaren Kunstharzmaterial bestehen, das für die Herstellung von Schleifscheiben u. dgl. verwendbar ist.
Beispiel l : Herstellung einer klassischen Schleifscheibe :
Zur Herstellung einer 6 mm starken Schleifscheibe werden zunächst ausgestanzte, mit Bohrung versehene Seidenpapiere mit beharztem Schleifkorn bestreut und durch Hitzestösse mittels Infra-Rot an das Seidenpapier angeheftet. Die bestreuten Träger werden bis zu einem Gewicht von 350 ausgewogen, aufeinandergeschichtet und in einer Form unter Druck und Hitze zu einem festen Körper verbunden.
Beispiel 2 : Herstellung einer flexiblen Schleif-oder Trennscheibe :
Zur Herstellung einer Schruppscheibe von 178 mm Enddurchmesser und 6 mm Stärke (Bohrung 22 mm) wurden 10 Lagen Seidenpapier (182 mm °, Gesamtgewicht 3 g) gleichmässig mit 240, 7 g harzüberzogenen Korundkörnem bestreut. Das Gewicht des Harzüberzugs betrug 49, 3 g. Mit Hilfe eines durch InfraRot erzeugten Wärmestosses wurde das Kornmaterial auf dem unbeschichteten Seidenpapier fixiert. Nach kurzem Auskühlen wurden die Seidenpapierlagen in eine Pressform eingelegt, wobei ausserdem 22 harzgetränkte Papierscheiben (182 mm q)) Verwendung fanden, die so hergestellt worden waren, dass auf 25 g Papier 30 g Harz kamen.
Zur Verstärkung wurden ferner 3 Gewebescheiben (178 mm O verwendet, bei denen 14, 35 g eines Gewebes vom Gewicht 195 g/m mit 13, 65 g Harz getränkt waren.
Zunächst wurden in die Pressform 2 der getränkten Papierscheiben eingelegt, darüber eine Lage beschichtetes Seidenpapier. dann wieder 2 Lagen harzgetränktes Papier usw. Die Verstärkungsgewebe wurden gleichmässig in der Schicht verteilt. Der so aufgebaute Stapel wurde 25 Minuten unter einem Pressdruck von 115 kg/cm bei 1700 verpresst, worauf man noch 15 - 20 Minuten auskühlen liess.
Die der Pressform entnommene Rohscheibe hatte einen Durchmesser von 182 mm und eine Dicke von 6, 2 mm, wobei die Gewebeeinlagen jedoch nur 178 mm Durchmesser aufwiesen. Das Ganze wurde auf einen Durchmesser von 178 mm ausgestanzt, wobei zugleich die Mittelbohrung (22 mm < ) angebracht wurde. Die Schruppscheibe war damit verwendungsfähig. Ihr Gewicht betrug nach Beschneiden 344 g.
Sie war wie folgt zusammengesetzt :
Korundkömer 230,00 g
Harz. 73, 65 g
Seidenpapier 3, 00 g
Papier der Zwischenlagen 23, 00 g
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