Schleifvorrichtung, Verwendung der Schleifvorrichtung und Verfahren zu ihrer Herstellung Die vorliegende Erfindung betrifft eine Schleif vorrichtung, eine Verwendung dieser Schleifvorrich tung und ein Verfahren zu ihrer Herstellung.
Die Schleifvorrichtung nach der Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, dass sie einen ringförmigen Schleifkörper aus einer Vielzahl aufeinandergelegter, in radialer und axialer Richtung sich erstreckender Schleiflappen aus flächenförmigem Schleifmaterial enthält, wobei die aneinander angrenzenden Lappen steif gemacht und in sie versteifender Art durch Kle bemittel auf einem radial innen liegenden, von den inneren Enden der Lappen sich wenigstens 6,35 mm nach aussen und über die ganze Lapp-enbreite er streckenden Flächenteil miteinander fest verbunden sind, so dass ein versteifter Nabenteil in dem Ring körper gebildet ist.
Die erfindungsgemässe Verwendung der Schleif vorrichtung nach der Erfindung ist dadurch gekenn zeichnet, dass die Vorrichtung in einer Einrichtung zum Schleifen und Schlichten von Werkstücken mit unregelmässiger Kontur angeordnet wird, wobei zur Erhöhung der Lebensdauer des Schleifkörpers diesem eine so hohe Umfangsgeschwindigkeit erteilt wird, dass das Schleifen und Polieren eines Werkstückes ohne sichtbares Zerfetzen der Schleiflappen erfolgt, und das Werkstück in Kontakt mit der äusseren Um fangsfläche des Schleifkörpers an diesem vorbeibe- wegt wird.
Das erfindungsgemässe Verfahren zur Herstellung der Schleifvorrichtung nach der Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, dass ein Block aus aufeinandergeleb ten Schleiflappen genau gleicher Form aus blattför- migem Schleifmaterial gebildet wird, die Schleiflappen durch ein flexibles Halteglied, das mit einem Ende eines jeden Schleiflappens verbunden wird, so zu- sammengehalten werden, dass von den Schleiflappen jeder nachfolgende mit der Vorderseite gegen die Rückseite des vorhergehenden anliegt, der Block zu einem Ringkörper geformt wird,
wobei jeder Schleif lappen auf jeder Seite über einen Teil der Oberfläche bei dem genannten Ende mit einem überzug aus einem flüssigen aushärtbaren Klebemittel versehen wird, so dass an den Seitenkanten bei dem genannten Ende vorgesehene Ausnehmungen der Lappen bei im Ringkörper zusammengebauten Schleiflappen in den Seitenflächen des Ringkörpers einander gegenüber stehende ringförmig verlaufende Nuten bilden,
dass auf jeder Seite des Körpers für vorübergehend ein kreisförmiger Ring in eine Nut eingesetzt wird, um die Form des Ringkörpers zu fixieren und dass das Klebemittel durch Aushärten in festen steifen Zu stand überführt wird.
Beim Schleifen oder Schlichten von Metallgegen ständen mit gekrümmten oder unregelmässig geform ten Oberflächen, wie z. B. von Autozubehör vor dem Plattieren und Lackieren, wurden bisher eine Reihe verschiedener Schleifmittel und Verfahren angewandt. So wurden z. B. bisher Schleifriemen, Sisalschleif- scheiben und Schleifscheiben benutzt. Von diesen Vorrichtungen fand die letztgenannte Schleifscheibe weiteste Verwendung. Jede der genannten Vorrich- tungen besitzt für das Schleifen und Schlichten ge wisse Vorteile.
Doch besitzt auch jede gewisse Nach teile, die der praktischen Verwertung gewisse Grenzen setzen.
Schleifriemen haben dort weitgehende Verwen dung gefunden, wo es wünschenswert ist, Material rasch zu entfernen, insbesondere, wenn flache oder annähernd flache Oberflächen bearbeitet werden sol len. Doch sind Schleifriemen nicht sehr befriedigend, wenn Werkstücke mit äusserst stark gekrümmten Oberflächen bearbeitet werden sollen.
Wo Flächen mit leichter Krümmung abgeschliffen werden sollen, werden Schleifriemen gelegentlich zusammen mit An- drück- oder Führungsrädern benutzt, die spezielle unregelmässige Ausbildung hinsichtlich ihrer Um fangsformen besitzen. Doch ist alsdann für jeden Typ der zu schleifenden Gegenstände ein speziell geformtes Andrückrad erforderlich.
Weiter sind Rie men dort unvorteilhaft, wo Werkstücke zu schleifen sind, die breite gekrümmte Oberflächen besitzen. Denn die Riemenkanten haben die Tendenz, das Werkstück auszuhöhlen und an bestimmten Stellen ein. stärkeres Abschleifen zu bewirken, so dass ein spezieller Schlichtvorgang erforderlich wird, um si cher zu stellen, dass die betreffenden Unregelmässig- keiten beseitigt werden. Sonst würden diese Unregel- mässigkeiten nach dem Plattieren oder Lackieren des Gegenstandes sichtbar werden.
In den meisten Fällen, in denen Gegenstände mit unregelmässigen gekrümmten Konturen geschliffen und geschlichtet werden sollen, werden mittels Aus- härtverfahren hergestellte Schleifscheiben benutzt, worauf nachpoliert wird. Diese Art Schleifscheiben sind mit Schleifleinen überzogene Räder, wobei auf den die Umfangsflächen der Scheiben bildenden Lei nen körnige Schleifmittel gebunden sind.
Die Bindung der Schleifmittel an die Oberfläche des Leinens er folgt mittels eines, Klebemittels, das ausgehärtet wird. Es ergibt sich damit ein Rad, das eine harte steife Oberfläche besitzt.
Doch kurz vor der Benutzung wird der Schleifmittelüberzug gehämmert, um die Oberfläche in einzelne am Leinen hängende Stücke aus Schleif- und Bindemittel zu zerschlagen, so dass der Schleifüberzug gegenüber den Konturen des Ar beitsstückes bis zu einem gewissen Grade federnd und nachgiebig wird. Doch verringert dieses. Häm mern und Zerschlagen des Schleifnnittelüberzuges zum Herrichten für den Schleifvorgang gleichzeitig die Betriebslebensdauer des Rades.
Tatsächlich muss bei bestimmten Schleifvorgängen das so gebildete Rad alle 30 bis 40 Minuten ersetzt werden. Daraus erge ben sich kostspielige Arbeitsunterbrüche und Stillsetz- massnahmen, die die Ausgaben für das Schleifen und Schlichten mit solchen Rädern stark ansteigen lassen.
Auch die Verwendung von Sisalschleifscheiben, d. h. Rädern mit Polierleinen, die Lagen von Seilfa sern enthalten, ist nicht selten. Wenn Sisalscheiben verwendet vsrerden, werden während des. Arbeitens auf die Oberfläche der Scheiben Schleifmittel gege ben, die als solche in der Hauptsache die Schleif- wirkung herbeiführen. Solche Massnahmen sind je doch unbequem und insbesondere dadurch kostspielig, dass eine spezielle Einrichtung notwendig ist, um die Schleifmittel zu handhaben. Weiter ist das Verfahren nicht eben wirkungsvoll und äusserst schmutzend.
Die vorliegenden Erfindungen bezwecken die bisher beim Schleifen und Schlichten bekannten Nachteile zü vermeiden. Werkstücke mit extrem ge- krümmten unregelmässigen Oberflächenkonturen können mit der Schleifvorrichtung gemäss der Erfin dung genau und rasch abschleifbar sein und unab hängig von den Ausmassen des Werkstückes kann ein feines Schlichten bewirkt werden. Dabei kann diese Vorrichtung bequem zu handhaben, einzurich ten und zu ersetzen sein und arbeiten, ohne dass eine spezielle Betriebseinrichtung erforderlich wäre.
Ausserdem kann diese Vorrichtung lange Betriebs lebensdauer besitzen, so dass kostspielige Stillsetzun gen beim Schleifen auf ein Minimum gesenkt werden können.
Ausführungsbeispiele des erfindungsgemässen Herstellungsverfahrens und der Schleifvorrichtung nach der Erfindung sind in der beigefügten Zeich nung veranschaulicht. Es zeigen Fig. 1 einen Grundriss eines blattförmigen Schleiflappens, wie er zur Herstellung des Schleif- körpers der Schleifvorrichtung verwendet wird ; Fig. 2 in perspektivischer Darstellung die Einzel teile einer ersten Schleifvorrichtung, wobei veran schaulicht ist, wie diese Teile zusammengebaut wer den ;
Fig. 3 einen Schnitt mitten durch die entspre chend Fig. 2 aufgebaute und zusammengesetzte Vorrichtung, die in einem Arbeitsgang zum Schleifen und Schlichten einer gewölbten Fläche verwendet worden ist; Fig. 4 in schematischer Darstellung einen Teil einer automatischen Schleif- und Schlichteinrich tung mit ringförmigem Schleifkörper, und Fig. 5 in perspektivischer Ansicht eine weitere Schleifvorrichtung, wobei einige Teile weggeschnitten sind.
In den Fig. 1 bis 3 ist eine Schleifvorrichtung der hier zu beschreibenden Art mit einem ringförmi gen Schleifkörper dargestellt, der aus einer grossen Anzahl im Schleifkörper radial und axial sich er streckender, aufeinander gelegter Schleiflappeh 10 besteht, die alle in der in Fig. 1 gezeigten Form aus flachem blattförmigem mit Schleifmittel überzogenem Material ausgestanzt wurden.
Die im Ringkörper an einander liegenden, wie später erläutert speziell ver steiften Schleiflappen 10 sind über einen wesentli chen innern Teil 11 ihrer Oberflächen, der sich über die ganze Breite des Lappens vom Innenrand ein wesentliches Stück radial nach aussen erstreckt, zu mindest etwa 6,35 mm durch ausgehärtetes Klebe mittel fest miteinander verbunden.
Dadurch besitzt der Ringkörper einen starken steifen verstärkten Nabenteil. Alle blattförmigen Schleiflappen 10 sind so angeordnet, dass sie mit ihrer mit Schleifmittel bedeckten Oberfläche um die Schleifkörperachse her um in die gleiche Umlaufrichtung weisen, womit die mit Schleifmittel versehene Vorderfläche eines jeden nachfolgenden Lappens 10 gegen die Rückseite des jeweils voranliegenden Lappens gerichtet ist.
Die als Ganzes gesehen rechteckigen, blattförmigen Schleiflappen 10 besitzen an den zwei einander ge genüberliegendem Seitenkanten nahe bei deren im Schleifkörper innerem Ende einwärts sich erstrek- kende Einschnitte 12 und 12a. Ein zweites Paar sol cher Einschnitte 13 und 13a erstreckt sich neben den erstgenannten Einschnitten 12 bzw. 12a mit einer etwas grösseren Tiefe als das erstgenannte Paar von den Seitenkanten in den blattförmigen Lappen. Die Abschnitte der blattförmigen Lappen 10, die sich zwischen den Einschnitten 12 und 13 und zwischen dem Einschnitt 13 und der innern Endkante des Lappens 10 erstrecken, endigen seitlich, bevor sie die Verlängerung der betreffenden Seitenkante des Lappens 10 erreichen.
Entsprechend erreichen die vorstehenden Teile zwischen den Einschnitten 12a und 13a sowie 13a und der Endkante des Lappens 10 nicht die Verlängerung dieser Seitenkante des Schleiflappens 10. Die Ausnehmungen 12 und 12a sämtlicher Lappen 10 sind bei mit diesen gebildetem ringförmigem Schleifkörper so miteinander ausgerich tet, dass sie einander entgegengesetzt angeordnete äussere ringförmige Nuten 14 bzw. 14a bilden, die in den Seitenflächen des Schleifkörpers nahe bei des sen innerem Umfang liegen. In ähnlicher Weise sind die Ausnehmungen 13 und 13a ausgerichtet und bil den die inneren ringförmig verlaufenden Nuten 15 bzw.<I>15a.</I>
Der Schleifkörper ist bei montierter Schleifvor richtung, wie insbesondere Fig. 3 zeigt, auf einer Welle drehbar angeordnet. In die Innenöffnung des Ringkörpers ist eine zylindrische Nabe 16 eingesetzt, die einen Aussendurchmesser, der nur um weniges kleiner ist als der Durchmesser des inneren Umfanges des Ringkörpers, und eine Länge besitzt, die der Dicke des Ringkörpers beim inneren Umfang gleich ist.
Eine Ringscheibe 17 mit einem Flanschansatz 18, der sich von der Seitenfläche der Scheibe bei der äusseren Kante seitlich erstreckt, und mit einem ring förmigen Ansatz 19, der einen kleineren Durchmes ser besitzt und sich konzentrisch mit dem Ansatz 18 von der gleichen Seitenfläche aus seitlich erstreckt, ist am einen Ende der Nabe 16 mittels Schrauben bolzen 20 befestigt, wobei sich die Ansätze 18 und 19 in die Ausnehmungen 14 bzw. 15 des Ringkörpers erstrecken., in die sie genau passen.
Diese Ansätze verhüten, dass, sich der innere von den miteinander durch Kleben verbundenen Lappenteilen gebildete Nabenteil des Ringkörpers während der Drehung in folge Zentrifugalkraft in radialer Richtung dehnt. In analoger Weise ist am anderen Ende der Nabe 16 eine Ringscheibe 17a mit seitlich sich erstreckenden Ansätzen 18a und 19a befestigt, die genau in die Ausnehmungen 14a bzw. 15a passen.
Wenn die Scheiben 17 und 17a in Stellung sind, liegen ihre von Ansätzen freien Seitenflächen infolge der vor beschriebenen Ausbildung des innern Endteiles der Schleiflappen 10 angenähert in einer Ebene mit den Seitenflächen des Schleifkörpers.
Um das, Auftreten von Spannungskonzentrationen im Schleifkörper während des Betriebes gering zu halten, sind die Nuten in dem Ringkörper, die durch Ausnehmungen in den einzelnen Lappen 10 gebildet werden, und die Ansätze der Scheiben 17 und 17a abgerundet.
Eine zylindrische Büchse 21 erstreckt sich durch die Scheiben 17 und 17a und die Nabe 16 und endigt in gleichen Ebenen mit den freien Seitenflächen der Scheiben. Die Büchse 21 nimmt eine teilweise mit Gewinde versehene Welle 22 auf, auf der die zusam mengebauten Schleifkörper und Teile 16, 17, 17a und 21 mittels eines Paares mit Innengewinde verse- hener Muttern 23 und 23a befestigt sind, die auf die Welle 22 geschraubt und fest gegen die Scheiben 17 und 17a angezogen werden.
Der Schleifkörper der hier beschriebenen Schleif vorrichtung setzt sich z. B. aus 850 mit Schleifmitteln auf einer Seite bedeckten Lappen 10 zusammen, die eine Breite von 101,60 mm und eine Länge von 127 mm besitzen, wobei die Ausnehmungen im Be reich von 25,4 mm vom inneren Ende jedes Lappens 10 aus gemessen sich befinden. Das Material der Lappen 10 ist ein blattförmiges Material, das mit Schleifmitteln in Form von Gries, z.
B. aus Karbo- rundum mit einer Korngrösse entsprechend der US-amerikanischen Siebgrösse Nr. 180, bedeckt ist, wobei die Schleifmittelteilchen an einer aus Drellei- nen bestehenden Tragschicht mittels ausgehärtetem Phenol-Aldehyd befestigt sind, wozu das Dreheinen mit einem Klebemittelüberzug in Schleifkorndicke überzogen ist. Der ringförmige Schleifkörper aus den radial auswärts sich erstreckenden Schleiflappen hat einen Aussendurchmesser von 406,40 mm und einen Innendurchmesser von 152,40 mm.
Jeder Lappen ist mittels einer ausgehärteten Epoxydharzverbindung steif gemacht, die aus dem Reaktionsprodukt aus Bisphenol A und Epichlorhyd'rin besteht und eine Epoxyd-Nummer von etwa 192 Gramm je Epoxyd- äquivalent und eine Hydroxyd-Nummer von 80 Gramm je Hydroxydäquivalent besitzt und unter der Markenbezeichnung Bakelite BR-18774 (einge tragene Marke) verkauft wird, und mittels Diethyl- enetriamin beschleunigt wird,
wobei das Verhältnis Harz zu Beschleuniger 10 : 1 ist. Jede Breitseite eines jeden Lappens 10 ist über die ganze Breite an einem inneren auf eine Länge von mindestens 7,9075 mm von dem radial innen liegenden Ende aus gemessenen Teil mit dem Klebemittel bedeckt.
Es wurde festgestellt, dass die Schleifwirkung des beschriebenen Schleifkörpers mehr durch die Spitzen der einzelnen Schleiflappen als mit der Oberfläche gekrümmter oder gebogener Teile der Lappen er folgt, insbesondere wenn wie nachfolgend noch be schrieben mit relativ hoher Drehzahl gearbeitet wird. Die äussere Kante der einzelnen Lappen berührt die Werkstückoberfläche, während die Lappen im rechten Winkel zu der Oberfläche stehen.
Man sollte erwarten, dass in solchem Falle die Geschwindigkeit des Abschleifens des Werkstoffes äusserst gering wäre, da bekanntlich beim Arbeiten mit Schleifrie men, die mit hoch wirksamen Schleifmitteln überzo gen sind, der Schleifriemen parallel zur bearbeiteten Oberfläche des Werkstückes in Kontakt an dieser Oberfläche liegt. Doch zeigt der hier beschriebene Schleifkörper ein äusserst schnelles. Abschleifen des Werkstoffes. Darüber hinaus nimmt die Umfangs fläche des Schleifkörpers beim Schleifen und Schlich ten gleichgeformter Gegenstände, das beim automa tischen Schleifen häufig vorkommt, in Wirklichkeit die Kontur der bearbeiteten Gegenstände an.
Das ermöglicht, breite Flächen unregelmässig geformter Werkstücke in einem einzigen Gang zu schleifen. In Fig. 3 ist veranschaulicht, wie die Schleiflappen 10 des Schleifkörpers die Kontur 24 des Werkstückes während des Schleif- und Schlichtvorganges ange nommen haben.
Infolge dieser einzigartigen Eigenschaft des vor liegenden Schleifkörpers nutzen sich die Lappen nur an den äusseren Enden ab. Und es bietet sich stets eine frische Schleiffläche dem Werkstück. Dabei ist die Arbeitslebensdauer des beschriebenen Schleifkör pers, wie noch gezeigt wird, bemerkenswert lang. Ja, die Schleifkörper können ohne nennenswerte Verän derung in ihrer Schleifcharakteristik bis zum inneren steifen Nabenteil abgenutzt werden.
Eine Verwendungsmöglichkeit, für die die be schriebene Schleifvorrichtung ausgiebig Verwendung gefunden hat, ist in Fig. 4 dargestellt und betrifft das automatische Schleifen und Schlichten der Breitsei tenfläche von Autopuffern. Bei der dargestellten Schleifeinrichtung ist die beschriebene Schleifvorrich tung 30 mit Welle 31 des Schleifkörpers drehbar am Ende einer Abstützung 32 befestigt und wird durch geeignete Mittel, z. B. einen angeschlossenen Elektromotor oder einen Antrieb aus Motor- und Riemenanordnung (nicht gezeigt) in Pfeilrichtung angetrieben.
Die Abstützung 32 ist so montiert, dass sie um eine Achse 33 drehbar ist und dadurch er möglicht ist, dass. die Schleifvorrichtung gehobren oder gesenkt werden kann. Da das, Gewicht der Schleifvorrichtung 30 bedeutend grösser ist als die aufzuwendende Andruckkraft beim Schleifen, ist ein Gegengewicht 34 vorgesehen, das gleitbar am ande ren Ende der Abstützung 32 befestigt ist und die Kraft vermindert, mit der der Schleifkörper der Vor richtung 30 infolge ihres Gewichtes gegen das Werk stück, hier die Autopuffer 35, die unter dem Schleif körper, dessen äussere Umfangsfläche berührend, hindurchlaufen, angedrückt wird.
Der Schleifdruck kann durch Verschieben des Gegengewichtes 34 an der Abstützung 32 verändert werden. Stützen 36, die von einem Transportband 37 getragen werden, das in der von dem Pfeil gezeigten Richtung wandert, stützen die Autopuffer 35 während der Bearbeitung und halten sie in der richtigen Lage. Während ein Autopuffer 35 unter dem Schleifkörper hindurch wandert, gelangt vorerst die vordere Kante des Auto puffers in Kontakt mit der äusseren Umfangsfläche des Schleifkörpers der umlaufenden Schleifvorrich tung.
Infolge des Weiterwanderns des Autopuffers 35 wird die Schleifvorrichtung entsprechend der zuneh menden Höhe der Pufferoberfläche angehoben, wobei die Abstützung 32 infolge der aufwärts gerichteten Kraft, die von dem Autopuffer auf den Schleifkörper ausgeübt wird, um ihre Achse 33 verschwenkt wird. Beim weiteren Vorrücken des bearbeiteten Gegen standes beginnt die Schleifvorrichtung sich wieder zu senken. Ein geeigneter (nicht gezeigter) Anschlag dient dazu, nach Durchwandern eines Puffers die Abstützung :samt Schleifvorrichtung bis zum Eingriff des Schleifkörpers mit dem nächsten zu bearbeiten den Werkstück in Stellung zu halten.
In der angege benen Weise kann jeder Autopuffer 35 über seine ganze in der Förderrichtung liegende Länge mit dem Schleifkörper in Berührung kommen.
Bei der oben beschriebenen Schleifvorrichtung wurde der Schleifkörper mit einem Durchmesser von 406,40 mm und einer Breite von 101,60 mm zusam mengebaut mit Seitenscheiben von einem Durchmes ser von 203,20 mm, und mit gleichartigen Schleif vorrichtungen zum Bearbeiten der oben angegebenen Autopuffer durch Schleifen und Schlichten verwendet. Das Gegengewicht 34 war so eingestellt, dass die von der Schleifvorrichtung über den Schleifkörper auf die Autopuffer ausgeübte Kraft 5,45 kg betrug. Die Ge schwindigkeit des Transportbandes war so eingestellt, dass die Autopuffer unter dem Schleifkörper sich mit einer Geschwindigkeit von 600 Autopuffer pro Stunde bewegten.
Zunächst wurden mehrere Auto puffer unter der Schleifvorrichtung hindurchgeführt, während diese mit 1850 U/min umlief, um dem Schleifkörper am Umfang die Oberflächenkontur der Autopuffer zu geben. Nach etwa fünf Minuten, d. h. einer Zeit, in der etwa 50 Puffer unter Kontaktnahme mit dem Schleifkörper unter diesem hindurchgewan dert waren, hatte der Schleifkörper am Umfang die Kontur der Puffer soweit angenommen, dass in einem einzigen Durchgang unter der Vorrichtung fast die ganze Oberfläche der Puffer bearbeitet war.
Bei einer Drehzahl von etwa 1850 U/min ergab sich die Arbeitslebensdauer des profilierten Schleif körpers mit etwa 3000 bis 4000 Pufferbearbeitungen, d. h., nach Bearbeitung der genannten Anzahl Puffer waren die einzelnen Lappen des Schleifkörpers fast bis auf den inneren steifen Nabenteil abgenutzt. Da durch musste die Schleifvorrichtung nach je 5 bis 6,7 Stunden zum Auswechseln des Schleifkörpers für fünf Minuten ausgeschaltet werden. Eine Arbeitslebens dauer der angegebenen Höhe ist ausserordentlich zufriedenstellend, wenn man zum Vergleich bedenkt, dass die eingangs erwähnten mit Schleifleinen über zogenen Räder bei gleicher Arbeit schon nach 40 bis 45 Minuten ein Ausschalten "für 10 Minuten erfor derlich machten.
Erfreulicherweise konnte sogar festgestellt werden, dass bei Erhöhen der Umlauf geschwindigkeit der hier beschriebenen neuen Schleifvorrichtung um 20 Prozent, d. h. auf etwa 2200 U/min, die nutzbare Lebensdauer um das mehr fache zunahm, nämlich auf 10 000 bis 12 000 Auto puffer anwuchs, obwohl bei Erhöhen der Umlaufzahl ein leichtes Nachlassen der Arbeitslebensdauer zu erwarten gewesen wäre. Bei der erhöhten Umlauf zahl war es dann nur alle 17 bis 18 Stunden erfor- derlich, den Schleifkörper auszuwechseln. Ausserdem ergab sich, dass die Schlichtwirkung an den Auto puffern bedeutend besser geworden war.
Bei der erhöhten Umlaufzahl näherte sich die Schlichtwirkung bei Verwendung eines Schleifkörpers mit einer Korn- grösse der Schleifmittel entsprechend der US-ameri- kanischen Siebgrösse Nr. 150 der Schlichtwirkung eines Schleifriemens mit einer Schleifmittelkorngrösse entsprechend der US-amerikanischen Siebgrösse Nr.<B>180,</B> während bei geringerer Umlaufzahl die Schlichtwirkung der eines Schleifriemens mit einer Schleifmittelkorngrösse entsprechend der US-ameri- kanischen Siebgrösse Nr. 150 gleich war.
Auch wurde der Abrieb des Werkstoffes der Puffer als ausser- ordentlich hoch ermittelt, entsprachen doch drei der neuen Schleifkörper hinsichtlich ihrer Wirkung in manchen Fällen in Tat und Wahrheit vier der ein gangs genannten mit Schleifleinen überzogenen Schleifräder gleicher Schleifmittelkorngrösse.
Der Bereich der Drehzahlen, bei denen die Be triebslebensdauer der Schleifvorrichtung so merklich zunahm, konnte mit dem Auge erkannt werden. Bei der Drehzahl von 1850 U/min konnte festgestellt werden, wie die Schleifkörper Fasern und Stücke der Schleiflappen, aus denen der Schleifkörper der Vor richtung zusammengesetzt ist, wegschleuderten. Die ses Zerfetzen der einzelnen Schleiflappen zeigte sich vor allem bei der Kontaktnahme zwischen den Puf fern und dem Schleifkörper. Wenn jedoch die Dreh zahl erhöht wurde, nahm das Zerfetzen gleichzeitig ab und bei oder oberhalb von 2000 U/min konnte ein Zerfetzen der Schleiflappen durch blosses Beob achten der laufenden Vorrichtung nicht mehr fest gestellt werden.
Obwohl die vorstehende Beschreibung Schleifvor richtungen bestimmter körperlicher Ausdehnung an führt und nachweist, wie diese in einem bestimmten Falle verwendet werden., so ist die beschriebene Schleifvorrichtung weder auf die Ausbildungsform noch auf die erwähnten Verwendungsarten mit ihren besonders augenscheinlichen Erfolgen beschränkt. Tatsächlich wurde die beschriebene Schleifvorrich tung mit gleichem Erfolg zu vielen anderen Schleif und Schlichtarbeiten verwendet.
So wurde sie bei spielsweise beim Schleifen und Polieren der Schaufeln von Düsenmaschinen für die Luftfahrt ver wendet, bei denen höchste Genauigkeit der Bearbei tung gefordert wird, beim Entfernen von Zunder an Eisen- und Stahlstücken nach dem Grobschmieden und insbesondere zum Bearbeiten von flachen Plat ten, die nur wenig oder gar nicht mit Schleifriemen bearbeitet werden können, beim Polieren von Glas und bei vielen anderen Arbeitsgängen.
Der Drehzahlbereich, in dem die Arbeitslebens dauer des Schleifkörpers der beschriebenen Schleif vorrichtung in so überraschender Weise zunimmt, variiert in Abhängigkeit von den Arbeitsbedingungen, in denen die Vorrichtung verwendet wird, vom Mate rial, aus dem der Schleifkörper gebildet ist, z. B. von der Steifheit der Schleiflappen, sowie von den Dimen- sionen des Schleifkörpers und von dem Ausmass, in dem die Schleiflappen in radialer Richtung mit den Nachbarschleiflappen fest verbunden sind.
Ganz all gemein kann festgestellt werden, dass für eine gege bene Arbeit der kritische Bereich tiefer liegt, wenn ein breiter Schleifkörper mit einem verhältnismässig grossen Innendurchmesser verwendet wird und/oder wenn verhältnismässig steife Schleiflappen benutzt werden als für den umgekehrten Fall. Doch kann in jedem Falle der Bereich, in dem die charakteristi schen Veränderungen auftreten, an Hand des Zer- fetzens der Schleiflappen beim Arbeiten mit dem Auge bestimmt werden.
Wo aber eine rasche Abnut zung bei Drehzahl unterhalb des beschriebenen über gangsbereiches beobachtet wurde, insbesondere wenn Werkstücke anfangs in nichtradialer Richtung, wie das beim automatischen Bearbeiten auftritt, gegen den Schleifkörper gedrückt wurden, wurde bei Dreh zahlen oberhalb des angegebenen Übergangsbereiches kein Zerfetzen festgestellt. Der Übergang vollzieht sich nicht plötzlich., sondern über einen verhältnis- mässig kleinen Bereich der Drehzahlzunahme, im allgemeinen über einen Bereich der Drehzahlzunahme um nur einige hundert Umdrehungen pro Minute.
Die Verwendung der beschriebenen Schleifvor richtung hat bedeutende wirtschaftliche Einsparungen beim Schleifen und Schlichten, und insbesondere beim Schleifen und Schlichten von Autoteilen und -Ersatz teilen, sowie bei ähnlichen Arbeitsvorgängen mit sich gebracht. Für das erste Mal ist damit eine Schleif vorrichtung mit drehendem Schleifwerkzeug handels üblich erhältlich, die schnell und genau Werkstücke von unregelmässiger Kontur bearbeiten kann und gleichzeitig ein gutes Schlichten bewirkt und dabei eine Arbeitslebensdauer, die ein Mehrfaches der früher für solche Arbeiten verwendeten Schleifkörper beträgt, besitzt.
Es. ist hier festzustellen, dass Schleifkörper, die aus radial angeordneten Schleiflappen aus blattförmi- gem Schleifmaterial hergestellt sind, ;schon seit Jah ren, d. h. bereits aus der Zeit vor der Jahrhundert wende, bekannt sind. Neuerdings noch wurden in den Vereinigten Staaten durch die Patente Nr. 2651894 und 2678523 Ausführungsarten für solche Schleif vorrichtungen geschützt. Solche Vorrichtungen haben sich unter den Bedingungen und für die Zwecke, für die sie entworfen wurden, auch bewährt. Doch wer den dabei bezeichnenderweise keine Schleifkörper mit Breiten verwendet, die über 25,4 oder 50,8 mm hinausgingen, wenn sie überhaupt so breit waren.
Dabei war ihre Verwendung beschränkt auf verhält nismässig niedrige Drehzahlen und sie sind durchaus nicht dem Schleifkörper der hier beschriebenen Schleifvorrichtung gleichzustellen, der durch sein Arbeiten mit den äusseren Lappenkanten und durch sein sich Anpassen an die Kontur des Werkstückes gekennzeichnet ist.
Der ringförmige Schleifkörper der hier beschrie benen Schleifvorrichtung, mit einem Durchmesser von 406,40 mm und 580 Schleiflappen, die mit Schleif- mitteln einer Korngrösse entsprechend der US-ame- rikanischen Siebgrösse Nr. 150 bedeckt sind, wurde in der nachfolgenden Weise hergestellt.
Die durch Ausstanzen aus entsprechendem blattförmigem Ma terial gewonnenen, in der vorerwähnten Art versteif ten Schleiflappen 10 genau gleicher Form wurden in einem langen Kanal von U-förmigem Querschnitt angeordnet, wobei die Vorderseite jedes nachfolgen den Lappens gegen die Rückseite des vorausgehenden Lappens gelegt und die Schleiflappen so angeordnet wurden, dass ihre Enden mit den Ausnehmungen an den Seitenkanten nach oben ragten. Die Reihe Schleiflappen wurden dann zusammengepresst.
Die Zusammenpresskraft wurde alsdann soweit verringert, dass die einzelnen Lappen sich ein wenig voneinander entfernten und je ein 12,7 mm breiter Streifen eines mit Klebemittel überzogenen flexiblen Bandes, das bei Druckanwendung klebt, entlang jeder der beiden von den obern Lappenecken gebildeten Kanten des Lappenblocks über die einzelnen Kanten an der Oberseite des Blockes der nur wenig voneinander entfernten Schleiflappen gelegt, damit die Lappen zusammengehalten wurden.
Etwa 56,7 bis 85 Gramm eines zuvor vorbereiteten sirupartigen flüssigen, mit Beschleuniger vermischten, aushärtenden Epoxyd- harzklebemittels, das für 10 bis 20 Minuten genügend flüssig blieb, wurde dann auf die zugängliche Ober fläche des Blockes zwischen den beiden Klebstreifen aufgebracht, so dass es. zwischen die einzelnen Schleiflappen eindringen konnte.
Der ganze Block von blattförmigen. Lappen wurde alsdann mittels eines pneumatischen Presstempels mit einem Druck von 315 kg zusammengepresst. Das überfliessende Harz wurde von der Oberfläche des zusammengepressten Blockes aus, Schleiflappen abgewischt.
Die bandför migen Streifen wurden dann entfernt, so dass die Oberflächenteile des Blockes bei den Kanten, die nicht mit Klebemittel angefeuchtet worden waren, freilagen. Ein Paar Streifen aus flexiblem Klebeband, dessen Klebeoberfläche mit einem an der Luft trock nenden Zement auf Gummibasis überdeckt ist, wur den dann zwischen den Lagen, in denen vorher die anderen Streifen befestigt waren, aufgebracht. Der ganze Block aus Schleiflappen. wurde noch für etwa 10 bis 15 Minuten unter Zusammenpressdruck ge halten, so dass der Zement trocknen konnte. Darnach wurde der Druck beseitigt.
Der Block aus Schleiflappen wurde alsdann aus dem Kanal genommen, wobei die einzelnen Lappen an den bandförmigen Klebstreifen klebten und durch diese zusammengehalten wurden. Aus dem Block wurde alsdann durch Zusammenbringen der beiden Schleiflappen, die die Enden des Blockes bildeten, ein Ringkörper gebildet mit den bandförmigen Kleb streifen am innern Umfang des Ringkörpers.
Je ein Stahlformring mit einem Durchmesser von 203,20 mm wurde dann vorübergehend in die radial aussen lie gende der beiden in jeder Seitenfläche des Ringkör pers vorhandenen, durch die Ausnehmungen an den Seitenkanten der Lappen an deren innerem Endteil gebildeten ringförmigen Nuten getrieben, um eine einheitliche Form des Ringkörpers zu erreichen, und die radial innen liegenden Teile der Schleiflappen zu sammenzupressen. Die beiden bandförmigen Streifen wurden alsdann von der inneren Oberfläche des Ringkörpers abgenommen.
Der Ringkörper wurde dann auf eine Seite gelegt und zusätzlich Klebeharz in die radial innen liegende Nut der oben liegenden Seite des Ringköipers gegossen, um sicherzustellen, dass der innere Teil des Ringkörpers vollständig mit Klebemittel imprägniert wurde. Gleichzeitig wurde Klebeharz über die ganze innere Umfangsfläche des Körpers gestrichen. Wenn dann das in die Nut gegos sene Harz zwischen die Schleiflappen gedrungen und nicht mehr zu sehen war, wurde der Ringkörper umgedreht und auf der anderen Seite in gleicher Weise Klebemittel aufgebracht. Bei den letztgenann ten Massnahmen wurden nochmals 56,7 bis 85 Gramm Klebeharz verbraucht, so dass insgesamt etwa 142 Gramm für den Ringkörper verbraucht wurden.
Der Ringkörper wurde alsdann während 12 Stunden bei Raumtemperatur gespeichert, so dass das Klebe harz erhärtete, wodurch der Ringkörper einen steifen Nabenteil erhielt, durch den die Schleiflappen starr miteinander verbunden waren. Die genannten Stahl ringe wurden dann wieder entfernt, die Nuten mit Schleifleinen ausgeputzt, um den überschuss an Harz zu entfernen, um bei der Verwendung des. Schleif- körpers einen dichten Sitz der Scheiben 17, 17a zu ermöglichen. Die so fertiggestellten Schleifkörper wurden in Behälter verpackt und waren dann als Handelsgegenstand versandfertig und konnten später für die Verwendung auf eine Nabe montiert werden.
Der vorgenannte Betrag an Klebeharz war hin reichend, um die Schleiflappen angemessen zu kleben, ohne dass ein übermässiger Fluss von Klebemittel sich zeigte. Doch wechselt die Menge Klebemittel, die notwendig ist, um die Schleiflappen angemessen zu kleben und den steifen Nabenteil des Körpers zu bilden, ohne dass ein Klebemittelüberschuss auftritt, von Ausführungsform zu Ausführungsform, je nach den einzelnen Faktoren, die für den Verbrauch an Klebemittel von Belang sein können, wie Abmessun gen, Schleifmittelkorngrösse, wobei die Menge von 142 Gramm nur für das beschriebene Ausführungs beispiel gelten.
Die innere Steifheit, die in dem Ringkörper durch das die innern Lappenteile vereinigende Klebemittel geschaffen worden ist, ist von besonderer Bedeutung, um zu vermeiden, dass sich die Schleiflappen bei starker Beanspruchung in axialer Richtung verwer fen oder nachgeben. Wie in dem beschriebenen Aus führungsbeispiel angegeben wurde, erstreckt sich der durch Klebemittel fest vereinigte Teil des Ringkör pers mindestens etwa 7,9375 mm von der inneren Umfangsfläche radial nach aussen und über die ganze Körperbreite. Bei den Seiten des Ringkörpers war das Klebemittel etwas weiter vorgedrungen als 7,9375 mm, da von den in den Fig. 2 und 3 gezeigten Nuten her Klebeharz zugefügt worden war.
Es wurde festge- stellt, dass in radialer Richtung die Mindesttiefe, bis zu der das zusammenklebende Mittel vordringen muss, um den Ringkörper genügend zu versteifen, etwa 6,35 mm ist. Wo die Eindringtiefe geringer ist, besteht ein schwacher Punkt im Ringkörper, an dem die einzelnen Schleiflappen während des Arbeitsvor ganges sich verziehen und dadurch ein Versagen der Vorrichtung bewirken können. Das ist von besonde rer Bedeutung, wenn breite Schleifkörper verlangt werden, d. h. Ringkörper von 50,8 mm Breite oder mehr. Um dieser Gefahr vorzubeugen, ist jeder Schleiflappen durch Klebemittel, wie oben angegeben, versteift ; damit ist die notwendige Steifheit im Na benteil des Ringkörpers bei zusammengesetzter Schleifvorrichtung vorhanden.
Der steife innen liegende Nabenteil des Schleif körpers kann noch dadurch starrer gemacht werden, dass ein oder mehr ringförmige Verstärkungseinlagen, die z. B. aus Plastikstoffen, die mit Glasfasern ver stärkt sind, hergestellt sein können, in das Innere des Nabenteils eingebettet werden. Das kann dadurch er möglicht werden, dass in jedem Schleiflappen bei der Kante, die mit den Kanten der anderen Schleiflappen den inneren Umfang des Ringkörpers bilden, kleine Anschnitte vorgesehen werden. Aneinandergereiht und ausgerichtet bilden diese Ausnehmungen Nuten, in die ringförmige Verstärkungseinsätze eingesetzt werden, wenn der Block aus Schleiflappen zum Ring körper geformt wird.
Wenn die Verstärkungseinsätze in ihrer Stellung fest anhängen, wirken sie mit dem innen liegenden Nabenteil des Ringkörpers dahin, dass der Schleifkörper noch fester und steifer wird. Es ist natürlich zu beachten, dass diese Einsätze in Verbindung mit dem, nicht aber als Ersatz für den inneren steifen Nabenteil verwendet werden, der da durch gebildet ist, dass die Schleiflappen fest und versteift aneinanderkleben. Beim Beginn der Zufuhr des Klebeharzes können die soeben beschriebenen Nuten mit Harz gefüllt werden und so die zusätzli che Aufgabe erfüllen, das tiefe Eindringen des Harzes um die Nuten herum zu erleichtern.
Es können. für den Schleifkörper der hier be schriebenen Art auch andere versteifende und ver bindende Harze als die Epoxydharz-Aushärtungsver- bindungen, verwendet werden. So z. B. Harze, die aus der flüssigen Phase in einen sehr steifen haften den Zustand aushärten, wie z. B. Polyesterharze, Al kydharze, Phenolharze und andere ähnliche Klebe materialien, die für diese Eigenschaften bekannt und verwendbar sind.
Es ist nicht unbedingt notwendig, dass auf den Seitenflächen des Schleifkörpers zwei Nuten vorhan den sind, um dessen Dehnung in radialer Richtung durch Zentrifugalkräfte zu verhindern. Es kann eine grössere oder kleinere Anzahl von Nuten vorgesehen werden und der Schleifkörper kann auch ohne jede Nut ausgebildet sein.
In Fig. 5 ist eine Schleifvorrichtung veranschau licht, deren Schleifkörper im Unterschied zum Schleifkörper gemäss Fig. 2 und 3 keine seitlichen Nuten aufweist. Der Schleifkörper besteht wieder aus aufeinandergelegten Schleiflappen 40, die mittels eines starr bindenden Klebmittels 41 im innen liegen den steifen Nabenteil des Körpers steif und dauer haft miteinander verklebt sind, und ist bei diesem inneren Teil auf jeder Seitenfläche mit einer Vertie fung 42 versehen.
Halteringscheiben 43, von denen nur eine gezeigt ist und die aus, Plastikmaterial, mit verstärkenden Glaseinlagen, aus Metall oder aus einem anderen Stoff von hoher Zerreissfestigkeit be stehen können, werden als Mittel gegen die Wirkung der Zentrifugalkraft auf die seitlichen Oberflächen der Vertiefungen 42 mittels eines Klebemittels hoher Scherfestigkeit aufgeklebt.
Dieses Aggregat aus Ring körper und Haltescheiben wird alsdann auf eine Nabenbüchse montiert, worauf das Aggregat oder mehrere Aggregate mittels je einer Nabenbüchse auf eine drehbare Welle gesetzt werden. Es kann irgend ein zweckmässiges Klebemittel für die Scheiben 43 verwendet werden. Es kann auch das gleiche Klebe mittel sein, mit dem die Schleiflappen in dem steifen Nabenteil des Schleifkörpers verbunden sind.
Grinding device, use of the grinding device and method for its production The present invention relates to a grinding device, a use of this grinding device and a method for its production.
The grinding device according to the invention is characterized in that it contains an annular grinding body made of a plurality of superimposed, in the radial and axial direction extending grinding flaps made of sheet-like grinding material, the adjacent flaps made stiff and stiffening them by glue on a radial inside, from the inner ends of the tabs at least 6.35 mm outwards and over the entire width of the tabs are firmly connected to each other stretching surface part, so that a stiffened hub part is formed in the ring body.
The inventive use of the grinding device according to the invention is characterized in that the device is arranged in a device for grinding and finishing workpieces with irregular contours, whereby to increase the service life of the grinding body this is given such a high peripheral speed that the grinding and polishing of a workpiece takes place without visible tearing of the grinding cloth, and the workpiece is moved past the grinding wheel in contact with the outer circumferential surface of the latter.
The method according to the invention for producing the grinding device according to the invention is characterized in that a block of sanding cloths of exactly the same shape is formed from sheet-like abrasive material, the sanding cloth by a flexible holding member which is connected to one end of each sanding cloth, so be held together so that each subsequent one of the sanding flaps rests with the front against the back of the previous one, the block is formed into an annular body,
each sanding flap being provided on each side over part of the surface at said end with a coating of a liquid curable adhesive so that recesses of the flaps provided at the side edges at said end when the sanding flaps are assembled in the ring body in the side surfaces of the ring body form opposing annular grooves,
that a circular ring is temporarily inserted into a groove on each side of the body in order to fix the shape of the ring body and that the adhesive is converted into a firm, rigid state by curing.
When grinding or finishing metal objects with curved or irregularly shaped surfaces such. B. car accessories prior to plating and painting, a number of different abrasives and processes have been used. So were z. B. previously used abrasive belts, sisal grinding wheels and grinding wheels. Of these devices, the last-mentioned grinding wheel has been widely used. Each of the devices mentioned has certain advantages for grinding and finishing.
But each also has certain disadvantages that set certain limits to practical use.
Abrasive belts have found extensive use where it is desirable to remove material quickly, particularly when flat or nearly flat surfaces are to be machined. But sanding belts are not very satisfactory when workpieces with extremely strongly curved surfaces are to be processed.
Where surfaces with a slight curvature are to be sanded down, sanding belts are occasionally used together with pressure or guide wheels that have a special, irregular design with regard to their circumferential shapes. But then a specially shaped pressure wheel is required for each type of object to be ground.
Furthermore, belts are disadvantageous wherever workpieces are to be ground that have wide curved surfaces. Because the belt edges have a tendency to hollow out the workpiece and at certain points. to cause more grinding, so that a special finishing process is required to ensure that the irregularities in question are removed. Otherwise these irregularities would become visible after plating or painting the object.
In most cases, in which objects with irregularly curved contours are to be ground and finished, grinding wheels produced by means of hardening processes are used, which are then re-polished. This type of grinding wheels are wheels covered with abrasive cloth, with granular abrasives being bonded to the lines forming the peripheral surfaces of the wheels.
The bond of the abrasive to the surface of the linen he follows by means of an adhesive that is cured. The result is a wheel that has a hard, rigid surface.
But shortly before use, the abrasive coating is hammered in order to break the surface into individual pieces of abrasive and binding agent hanging on the linen, so that the abrasive coating becomes resilient and flexible to a certain extent in relation to the contours of the work piece. But reduce this. Hammers and smashing the abrasive coating to prepare for the grinding process at the same time the service life of the wheel.
In fact, with certain grinding operations, the wheel so formed must be replaced every 30 to 40 minutes. This results in costly work interruptions and shutdown measures, which greatly increase the costs for grinding and finishing with such wheels.
Also the use of sisal grinding wheels, i. H. Wheels with polishing cloth containing layers of rope fibers is not uncommon. If sisal disks are used, abrasives are applied to the surface of the disks during work, which as such mainly produce the abrasive effect. However, such measures are inconvenient and, in particular, costly in that a special device is required to handle the abrasives. Furthermore, the process is not exactly effective and extremely dirty.
The present inventions aim to avoid the disadvantages known hitherto in grinding and finishing. Workpieces with extremely curved, irregular surface contours can be precisely and quickly abraded with the grinding device according to the invention, and fine finishing can be achieved regardless of the dimensions of the workpiece. This device can be convenient to handle, set up and replace and operate without the need for special operating equipment.
In addition, this device can have a long service life, so that costly Stillsetzun conditions during grinding can be reduced to a minimum.
Exemplary embodiments of the manufacturing method according to the invention and the grinding device according to the invention are illustrated in the accompanying drawing. 1 shows a plan view of a sheet-shaped sanding cloth as it is used to produce the sanding body of the sanding device; Fig. 2 is a perspective view of the individual parts of a first grinding device, which is illustrated how these parts are assembled who the;
Fig. 3 is a section through the corre spondingly Fig. 2 constructed and assembled device that has been used in one operation for grinding and finishing a curved surface; Fig. 4 is a schematic representation of part of an automatic grinding and Schlichteinrich device with an annular grinding body, and Fig. 5 is a perspective view of another grinding device, some parts are cut away.
In Figs. 1 to 3, a grinding device of the type to be described here is shown with a ringförmi gene grinding body, which consists of a large number in the grinding body radially and axially he stretching, superimposed grinding flaps 10, all of which in FIG The shape shown was punched out of flat sheet-like material coated with abrasive.
The lying in the ring body on each other, as explained later, specially ver stiffened sanding cloths 10 are about a wesentli chen inner part 11 of their surfaces, which extends over the entire width of the flap from the inner edge a substantial piece radially outward, at least about 6.35 mm firmly connected to each other by hardened adhesive.
As a result, the ring body has a strong stiff reinforced hub part. All sheet-shaped sanding cloths 10 are arranged in such a way that they face with their surface covered with abrasive around the axis of the abrasive in the same direction of rotation, so that the front surface of each subsequent cloth 10 provided with abrasive is directed towards the back of the respective preceding cloth.
The sheet-shaped sanding flaps 10, which are rectangular as a whole, have incisions 12 and 12a extending inwardly in the sanding body on the two mutually opposite side edges close to their inner end. A second pair of such incisions 13 and 13a extends next to the first-mentioned incisions 12 and 12a with a somewhat greater depth than the first-mentioned pair from the side edges in the leaf-shaped flaps. The sections of the leaf-shaped flaps 10 which extend between the incisions 12 and 13 and between the incision 13 and the inner end edge of the flap 10 end laterally before they reach the extension of the relevant side edge of the flap 10.
Correspondingly, the protruding parts between the incisions 12a and 13a and 13a and the end edge of the flap 10 do not extend the side edge of the sanding flap 10. The recesses 12 and 12a of all flaps 10 are aligned with each other in the ring-shaped abrasive body formed with these, that they oppositely arranged outer annular grooves 14 and 14a form, which are in the side surfaces of the grinding wheel close to the sen inner circumference. The recesses 13 and 13a are aligned in a similar manner and form the inner annular grooves 15 and <I> 15a. </I>
The grinding wheel is rotatably arranged on a shaft when the Schleifvor device is installed, as shown in particular in FIG. 3. In the inner opening of the ring body, a cylindrical hub 16 is inserted, which has an outer diameter which is only slightly smaller than the diameter of the inner circumference of the ring body, and a length which is equal to the thickness of the ring body at the inner circumference.
An annular disc 17 with a flange 18 which extends laterally from the side surface of the disc at the outer edge, and with an annular projection 19 which has a smaller diameter and extends concentrically with the projection 18 from the same side surface laterally Is attached to one end of the hub 16 bolts 20 by means of screws, the lugs 18 and 19 extending into the recesses 14 and 15 of the ring body. In which they fit exactly.
These approaches prevent the inner hub part of the ring body, which is formed by the flap parts connected to one another by gluing, from expanding in the radial direction during rotation as a result of centrifugal force. In an analogous manner, an annular disk 17a with laterally extending shoulders 18a and 19a is attached to the other end of the hub 16 and fits exactly into the recesses 14a and 15a.
When the disks 17 and 17a are in position, their side surfaces free of lugs are approximately in one plane with the side surfaces of the grinding wheel due to the formation of the inner end portion of the grinding cloth 10 described above.
In order to keep the occurrence of stress concentrations in the grinding body low during operation, the grooves in the ring body, which are formed by recesses in the individual tabs 10, and the shoulders of the disks 17 and 17a are rounded.
A cylindrical sleeve 21 extends through the disks 17 and 17a and the hub 16 and terminates in the same planes with the free side surfaces of the disks. The sleeve 21 receives a partially threaded shaft 22 on which the assembled grinding wheels and parts 16, 17, 17a and 21 are secured by means of a pair of internally threaded nuts 23 and 23a which are screwed onto the shaft 22 and be tightened firmly against the discs 17 and 17a.
The grinding wheel of the grinding device described here is z. B. from 850 covered with abrasives on one side flaps 10 together, which have a width of 101.60 mm and a length of 127 mm, the recesses in Be rich of 25.4 mm from the inner end of each flap 10 measured are located. The material of the flaps 10 is a sheet-like material, which is abrasive in the form of grit, e.g.
B. made of carbon all around with a grain size corresponding to the US sieve size no. 180, the abrasive particles are attached to a support layer consisting of twisting lines by means of cured phenol-aldehyde, for which purpose the Dreheinen is coated with an adhesive coating of abrasive grain thickness is. The annular abrasive body made up of the radially outwardly extending abrasive cloths has an outside diameter of 406.40 mm and an inside diameter of 152.40 mm.
Each cloth is made stiff by means of a hardened epoxy resin compound, which consists of the reaction product of bisphenol A and epichlorohydrin and has an epoxy number of about 192 grams per epoxy equivalent and a hydroxide number of 80 grams per hydroxide equivalent and under the brand name Bakelite BR-18774 (registered trademark) is sold and accelerated with diethylenetriamine,
the ratio of resin to accelerator being 10: 1. Each broad side of each flap 10 is covered with the adhesive over the entire width on an inner part measured over a length of at least 7.9075 mm from the radially inner end.
It has been found that the grinding effect of the grinding wheel described is more through the tips of the individual grinding cloths than curved or curved parts of the cloth with the surface, especially when working at a relatively high speed as described below. The outer edge of the individual tabs touches the workpiece surface, while the tabs are at right angles to the surface.
One should expect that in such a case the speed of the grinding of the material would be extremely low, since it is known that when working with grinding belts that are coated with highly effective abrasives, the grinding belt is in contact with this surface parallel to the machined surface of the workpiece. But the grinding wheel described here shows an extremely fast one. Grinding the material. In addition, the circumferential surface of the grinding wheel when grinding and Schlich th objects of the same shape, which often occurs in automatic grinding, actually takes on the contour of the processed objects.
This makes it possible to grind wide surfaces of irregularly shaped workpieces in a single pass. In Fig. 3 it is illustrated how the grinding cloth 10 of the grinding wheel have assumed the contour 24 of the workpiece during the grinding and finishing process.
As a result of this unique property of the present grinding tool, the cloths only wear out at the outer ends. And there is always a fresh sanding surface for the workpiece. The working life of the abrasive body described is, as will be shown, remarkably long. Yes, the grinding tools can be worn down to the inner, stiff part of the hub without any significant changes in their grinding characteristics.
One possible use for which the grinding device described has been extensively used is shown in Fig. 4 and relates to the automatic grinding and finishing of the Breitsei tenfläche of car buffers. In the illustrated grinding device, the described Schleifvorrich device 30 with shaft 31 of the grinding wheel rotatably attached to the end of a support 32 and is by suitable means, for. B. a connected electric motor or a drive consisting of a motor and belt assembly (not shown) driven in the direction of the arrow.
The support 32 is mounted in such a way that it can be rotated about an axis 33, thereby enabling the grinding device to be raised or lowered. Since the weight of the grinding device 30 is significantly greater than the applied pressure force when grinding, a counterweight 34 is provided which is slidably attached to the other end of the support 32 and reduces the force with which the grinding body of the device 30 before due to its weight against the work piece, here the auto buffers 35, which run under the grinding body, touching its outer peripheral surface, is pressed.
The grinding pressure can be changed by moving the counterweight 34 on the support 32. Supports 36, carried by a conveyor belt 37 traveling in the direction shown by the arrow, support the auto buffers 35 during processing and hold them in place. While a car buffer 35 moves under the grinding wheel, the front edge of the car buffer comes into contact with the outer peripheral surface of the grinding wheel of the rotating grinding device for the time being.
As the auto buffer 35 moves on, the grinding device is raised in accordance with the increasing height of the buffer surface, the support 32 being pivoted about its axis 33 as a result of the upward force exerted on the grinding body by the auto buffer. As the processed object continues to advance, the grinding device begins to lower itself again. A suitable stop (not shown) serves to support the support after walking through a buffer: holding the workpiece in position, including the grinding device, until the grinding wheel engages with the next one to be machined.
In the indicated manner, each auto buffer 35 can come into contact with the grinding wheel over its entire length in the conveying direction.
In the grinding device described above, the grinding wheel with a diameter of 406.40 mm and a width of 101.60 mm was assembled with side disks of a diameter of 203.20 mm, and with similar grinding devices for processing the car buffers given above Used for grinding and finishing. The counterweight 34 was adjusted so that the force exerted by the grinding device via the grinding wheel on the auto buffers was 5.45 kg. The speed of the conveyor belt was set so that the auto buffers under the grinding wheel moved at a speed of 600 auto buffers per hour.
First, several car buffers were passed under the grinding device while it was rotating at 1850 rpm in order to give the grinding wheel the surface contour of the car buffers on the circumference. After about five minutes, i.e. H. At a time when about 50 buffers had wandered through under contact with the grinding wheel, the grinding wheel had assumed the contour of the buffer on the circumference to such an extent that almost the entire surface of the buffer was processed in a single pass under the device.
At a speed of about 1850 rpm, the working life of the profiled grinding body resulted with about 3000 to 4000 buffer operations, i.e. That is, after processing the specified number of buffers, the individual tabs of the grinding wheel were almost worn down to the inner rigid hub part. As a result, the grinding device had to be switched off for five minutes after every 5 to 6.7 hours to change the grinding wheel. A working life of the specified amount is extremely satisfactory when one considers, for comparison, that the wheels that were pulled over with abrasive cloth and did the same job after 40 to 45 minutes made it necessary to switch off "for 10 minutes".
Fortunately, it was even possible to determine that when the rotational speed of the new grinding device described here was increased by 20 percent, i.e. H. to about 2200 rpm, the useful life increased several times, namely to 10,000 to 12,000 auto buffer grew, although a slight decrease in the working life would have been expected with increasing the number of revolutions. With the increased number of revolutions, it was only necessary to change the grinding wheel every 17 to 18 hours. In addition, it was found that the finishing effect on the car buffers had improved significantly.
With the increased number of revolutions, the finishing effect approached the finishing effect of an abrasive belt with an abrasive particle size corresponding to the US screen size no. <B> 180 when using an abrasive with a grain size of the abrasive corresponding to the US sieve size No. 150, </B> while with a lower number of revolutions the sizing effect was the same as that of an abrasive belt with an abrasive grain size corresponding to the US sieve size no. 150.
The abrasion of the material of the buffers was determined to be extraordinarily high, as three of the new grinding tools corresponded in some cases to four of the aforementioned grinding wheels covered with abrasive cloth of the same abrasive grain size.
The range of speeds at which the operating life of the grinding device increased so significantly could be seen with the eye. At the speed of 1850 rpm, it was possible to determine how the grinding wheels flung away fibers and pieces of the abrasive cloth from which the grinding wheel of the device is composed. This shredding of the individual sanding cloths was particularly evident when the pads made contact with the sanding body. However, if the speed was increased, the shredding decreased at the same time and at or above 2000 rpm, a shredding of the grinding cloth could no longer be determined by mere observation of the running device.
Although the above description leads to grinding devices of a certain physical extent and demonstrates how they are used in a particular case, the grinding device described is not limited to either the form or the types of use mentioned, with their particularly apparent successes. In fact, the grinding device described has been used in many other grinding and finishing jobs with equal success.
For example, it was used for grinding and polishing the blades of jet machines for the aviation industry, where the highest level of machining precision is required, for removing scale from pieces of iron and steel after rough forging and, in particular, for machining flat plates, that can only be worked with little or not at all with sanding belts, when polishing glass and in many other operations.
The speed range in which the working life of the grinding wheel of the grinding device described increases in such a surprising manner, varies depending on the working conditions in which the device is used, from the mate rial from which the grinding wheel is formed, for. B. on the rigidity of the sanding cloths, as well as the dimensions of the sanding body and the extent to which the sanding cloths are firmly connected in the radial direction with the neighboring sanding cloths.
In general, it can be stated that the critical range is lower for a given job if a wide grinding tool with a relatively large inside diameter is used and / or if relatively stiff grinding cloths are used than in the opposite case. In any case, however, the area in which the characteristic changes occur can be determined with the eye on the basis of the tearing of the abrasive cloth when working.
But where rapid wear was observed at speeds below the transition range described, especially when workpieces were initially pressed against the grinding wheel in a non-radial direction, as occurs during automatic machining, no shredding was found at speeds above the specified transition range. The transition does not take place suddenly, but over a relatively small range of the increase in speed, generally over a range of the increase in speed of only a few hundred revolutions per minute.
The use of the described Schleifvor direction has brought significant economic savings in grinding and finishing, and particularly in the grinding and finishing of auto parts and spare parts, and in similar operations with it. For the first time, a grinding device with a rotating grinding tool is commercially available that can process workpieces with irregular contours quickly and precisely and at the same time provides good finishing and has a working life that is several times that of the grinding tools previously used for such work .
It. It should be noted here that abrasive bodies made from radially arranged abrasive cloths made of sheet-shaped abrasive material have been around for years, i. H. are known from the time before the turn of the century. Recently, in the United States, patents Nos. 2651894 and 2678523 protected designs for such grinding devices. Such devices have worked well under the conditions and for the purposes for which they were designed. But who typically does not use grinding tools with widths that exceeded 25.4 or 50.8 mm, if they were that wide at all.
Their use was limited to relatively low speeds and they are by no means to be equated with the grinding tool of the grinding device described here, which is characterized by its work with the outer flap edges and its adaptation to the contour of the workpiece.
The ring-shaped grinding body of the grinding device described here, with a diameter of 406.40 mm and 580 grinding cloths, which are covered with abrasives of a grain size corresponding to US sieve size No. 150, was produced in the following manner.
The material obtained by punching out of appropriate sheet Ma, stiffened in the aforementioned type th sanding cloths 10 exactly the same shape were arranged in a long channel of U-shaped cross-section, the front of each subsequent rag placed against the back of the previous cloth and the sanding cloth were arranged so that their ends with the recesses on the side edges protruded upwards. The row of sanding cloths were then pressed together.
The compressive force was then reduced to such an extent that the individual flaps were a little apart and a 12.7 mm wide strip of adhesive-coated flexible tape that sticks when pressure was applied over each of the two edges of the flap block formed by the upper flap corners the individual edges were placed on the top of the block of the sanding cloths, which were only a little apart, so that the cloths were held together.
About 56.7 to 85 grams of a previously prepared syrupy liquid, accelerator-mixed, hardening epoxy resin adhesive, which remained sufficiently liquid for 10 to 20 minutes, was then applied to the accessible surface of the block between the two adhesive strips so that it . could penetrate between the individual sanding cloths.
The whole block of leaf-shaped. The cloth was then pressed together by means of a pneumatic press ram with a pressure of 315 kg. The overflowing resin was wiped off the surface of the compressed block using an abrasive cloth.
The tape-shaped strips were then removed so that the surface portions of the block at the edges that had not been moistened with adhesive were exposed. A pair of strips of flexible adhesive tape, the adhesive surface of which is covered with an air-drying rubber-based cement, were then applied between the layers in which the other strips were previously attached. The whole block of sanding rags. was held under compression for about 10 to 15 minutes so that the cement could dry. Then the pressure was removed.
The block of sanding cloths was then taken out of the channel, the individual cloths sticking to the tape-like adhesive strips and being held together by them. An annular body was then formed from the block by bringing the two sanding flaps that formed the ends of the block together with the tape-shaped adhesive strips on the inner circumference of the annular body.
A shaped steel ring with a diameter of 203.20 mm was then temporarily driven into the radially outer lying lowing of the two in each side surface of the Ringkör pers, through the recesses on the side edges of the tabs formed at the inner end portion of the annular grooves to a uniform To achieve the shape of the ring body, and to compress the radially inner parts of the sanding cloth. The two ribbon-shaped strips were then removed from the inner surface of the ring body.
The ring body was then placed on one side and additional adhesive resin was poured into the radially inner groove of the upper side of the ring body to ensure that the inner part of the ring body was completely impregnated with adhesive. At the same time, adhesive resin was spread over the entire inner peripheral surface of the body. When the resin poured into the groove penetrated between the sanding cloth and was no longer visible, the ring body was turned over and adhesive was applied in the same way on the other side. In the case of the last-named measures, another 56.7 to 85 grams of adhesive resin were used, so that a total of about 142 grams were used for the ring body.
The ring body was then stored for 12 hours at room temperature, so that the adhesive resin hardened, giving the ring body a rigid hub part by means of which the sanding flaps were rigidly connected to one another. The steel rings mentioned were then removed again, and the grooves were trimmed with abrasive cloth in order to remove the excess resin in order to enable a tight fit of the disks 17, 17a when the abrasive body was used. The finished grinding wheels were packed in containers and were then ready for dispatch as a commercial item and could later be mounted on a hub for use.
The aforesaid amount of adhesive resin was sufficient to adequately adhere the abrasive cloths without exhibiting excessive adhesive flow. However, the amount of adhesive necessary to adequately adhere the abrasive cloths and form the rigid hub portion of the body without excess adhesive occurring varies from embodiment to embodiment, depending on the individual factors that are relevant to the consumption of adhesive can be, such as dimensions, abrasive grain size, the amount of 142 grams only apply to the embodiment described.
The internal stiffness that has been created in the ring body by the adhesive that unites the inner flap parts is of particular importance in order to prevent the abrasive flaps from becoming warped or yielding in the axial direction when subjected to heavy loads. As indicated in the exemplary embodiment described, the part of the Ringkör pers firmly united by adhesive extends at least about 7.9375 mm from the inner circumferential surface radially outwards and over the entire width of the body. On the sides of the ring body, the adhesive had penetrated a little further than 7.9375 mm because adhesive resin had been added from the grooves shown in FIGS. 2 and 3.
It was found that in the radial direction the minimum depth to which the adhesive agent must penetrate in order to sufficiently stiffen the ring body is approximately 6.35 mm. Where the depth of penetration is less, there is a weak point in the ring body at which the individual sanding cloths warp during the work process and thereby cause the device to fail. This is of particular importance when wide abrasives are required; H. Annular bodies 50.8 mm wide or more. In order to prevent this danger, each sanding cloth is stiffened with adhesive as indicated above; so that the necessary rigidity is provided in the hub part of the ring body when the grinding device is assembled.
The stiff inner hub part of the grinding body can be made even more rigid that one or more annular reinforcing inserts, the z. B. made of plastics that are reinforced with glass fibers ver, can be made, embedded in the interior of the hub part. This can be made possible by making small cuts in each sanding cloth at the edge that forms the inner circumference of the ring body with the edges of the other sanding cloths. Lined up and aligned, these recesses form grooves into which the annular reinforcing inserts are used when the block of abrasive cloths is formed into an annular body.
If the reinforcement inserts are firmly attached in their position, they work with the inner hub part of the ring body to make the grinding body even stronger and stiffer. It should of course be noted that these inserts are used in conjunction with, but not as a substitute for, the inner rigid hub part, which is formed by the fact that the grinding flaps stick together firmly and stiffly. At the beginning of the supply of the adhesive resin, the grooves just described can be filled with resin and thus fulfill the additional task of facilitating the deep penetration of the resin around the grooves.
It can. For the abrasive body of the type described here, other reinforcing and binding resins than the epoxy resin curing compounds can also be used. So z. B. resins that adhere to a very stiff from the liquid phase harden the state, such. B. polyester resins, Al kydharze, phenolic resins and other similar adhesive materials that are known and can be used for these properties.
It is not absolutely necessary that there are two grooves on the side surfaces of the grinding wheel in order to prevent it from expanding in the radial direction by centrifugal forces. A larger or smaller number of grooves can be provided and the grinding body can also be designed without any groove.
In Fig. 5, a grinding device is illustrated, the grinding body, in contrast to the grinding body according to FIGS. 2 and 3, has no lateral grooves. The abrasive body again consists of stacked abrasive cloths 40 which are stiffly and permanently glued together by means of a rigidly binding adhesive 41 inside the rigid hub part of the body, and is provided with a recess 42 on each side surface of this inner part.
Retaining ring disks 43, of which only one is shown and which can be made of plastic material, with reinforcing glass inlays, metal or some other material of high tensile strength, are used as a means of countering the effect of centrifugal force on the lateral surfaces of the recesses 42 by means of a Glued on with high shear strength adhesive.
This unit of ring body and retaining washers is then mounted on a hub sleeve, whereupon the unit or several units are placed on a rotatable shaft by means of a hub sleeve. Any suitable adhesive for the panes 43 can be used. It can also be the same adhesive with which the sanding flaps are connected in the rigid hub part of the grinding wheel.