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Vorrichtung zum Schleifen von anschließend zu polierenden Glasplatten
Bekanntlich erfolgt das Schleifen und Polieren von Glasplatten in mehreren aufeinanderfolgenden
Phasen, in denen die Glasoberfläche durch in Form von Suspensionen zur Anwendung
gelangenden losen Schleifmitteln von stetig zunehmender Feinheit abgetragen wird.
In der Endphase, d. h. beim eigentlichen Polieren, das im allgemeinen mit Werkzeugen
durchgeführt wird, deren Arbeitsfläche aus Filz besteht, dem eine Suspension von
Eisenrot zugeführt wird, ist bei gleichem Energieaufwand die abgetragene Glasschicht
kleiner als diejenige, die in der vorhergehenden Phase des sogenannten Feinschleifens
abgetragen wird.
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Es ist auch bereits bekannt (vgl. zum Beispiel die deutsche Patentschrift
923 530), Glasplatten mit Hilfe ausgesprochener Schleifscheiben zu schleifen, die
in fester Bindung mit Diamant, Korund oder dergleichen Schleifmitteln besetzt sind
und zusammen mit Schleifhilfsmitteln, wie Öl, Petroleum oder Wasser, ohne Zuführung
loser Schleifmittel der vorstehend angegebenen Art arbeiten. Diese Schleifscheiben
sind verhältnismäßig kostspielig und müssen infolge ihrer Abnutzung öfters ausgewechselt
werden.
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Die Erfindung geht von einem mittels loser Schleifmittel durchgeführten
Schleifvorgang aus. Hierbei wird gewöhnlich die Schleifmittelsuspension zwischen
die Glasoberfläche und eine Gegenlagerscheibe von homogener harter Beschaffenheit,
im allgemeinen aus Gußeisen, eingebracht. Hierbei führen die unter der Gegenlagerscheibe
mitgenommenen Körner eine rollende Bewegung aus. Beim Rollen erzeugt jedes Korn
in der Glasoberfläche durch Stoßen eine Reihe von Sandlöchern, deren Tiefe von der
Korngröße abhängt. Diese Stöße oder Schläge der Körner erzeugen aber auch unter
der die Sandlöcher enthaltenden Schicht eine etwa gleich starke rissige Unterschicht.
Deshalb kommen die Reibwerkzeuge während des Polierens, nachdem sie die äußere Schicht
mit den Sandlöchern abgetragen haben, erst in Berührung mit der rissigen Unterschicht
und müssen diese Schicht abtragen, bis sie völlig verschwunden ist. Dies bedeutet,
daß insgesamt eine Schicht abgetragen werden muß, die etwa doppelt so stark ist,
als wenn nur eine Schicht mit Sandlöchern zu entfernen wäre.
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Ein bekannter Vorschlag (vgl. die USA.-Patentschrift 2 309 819) für
das Schleifen von Glasscheiben mittels loser Schleifmittel geht bereits dahin, zeitraubende
Nachbearbeitungsgänge zur Beseitigung der tiefen Sandlöcher sowie von Rissen dadurch
zu vermeiden, daß eine Gegenlagerscheibe aus weicherem Material als Gußeisen verwendet
wird. Sie besteht entweder aus gummiartigen Stoffen, wie Kunststoffen, insbesondere
mit Gewebeeinlagen, oder aus verfilzten Fasern, die durch elastische Bindemittel
gebunden sind. Dadurch, daß das Gegenlager elastisch bzw. porös ist, soll erreicht
werden, daß unregelmäßig geformte oder übergroße Körner nicht in die Glasoberfläche
eingeschlagen werden, sondern in die Gegenlagerfläche ausweichen können und zeitweise
statt einer rollenden eine reibende Bewegung ausführen, bis sie auf Durchschnittsmaß
abgenutzt sind.
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Die Aufgabe, das Einschlagen der Schleifmittelkörner in die Glasfläche
beim Feinschleifen von anschließend zu polierenden Glasplatten zu unterbinden, liegt
auch der Erfindung zugrunde. Gleichfalls ausgehend von einer Scheibe, die weicher
als Gußeisen ist, schlägt sie jedoch einen anderen Lösungsweg vor, der erfindungsgemäß
darin besteht, daß die Scheibe in für Gegenlagerscheiben an sich bekannter Weise
einen geringen Anteil gleichmäßig verteilt fest im Scheibenmaterial eingebundener
Körner von mindestens gleicher Härte wie derjenigen des losen Schleifmittels enthält.
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Gegenlagerscheiben, wie sie vorstehend als an sich bekannt angegeben
sind, wurden vor vielen Jahrzehnten beiläufig im Zusammenhang mit einem Vorschlag
erwähnt, der sich auf ein wesentlich anderes
Anwendungsgebiet, nämlich
das Rundschleifen der Mundstücke von Glasbehältern, bezog (vgl. die USA.-Patentschrift
387 555). Hierbei kam es nicht wie bei zu polierenden Glasplatten mit in der Regel
erheblichen Abmessungen auf praktisch fehlerfrei glatte Oberflächen an. Es lag damit
auch nicht das der Erfindung zugrunde liegende Problem vor.
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Die bisher nicht erkannte günstige Wirkung der in der angegebenen
Weise beschaffenen Gegenlagerscheiben beim Schleifen von Glasplatten läßt sich damit
erklären, daß das der Glasoberfläche zugeführte lose Schleifmittel sich zwischen
den in der Bindemittelmasse der Scheibe eingebetteten harten Körnern festsetzt und
dabei, ohne zu rollen, von der Gegenlagerscheibe mitgenommen wird. Dabei erzeugt
das Schleifmittel auf dem Glas Kratzer von einer Tiefe, die im wesentlichen derjenigen
der üblicherweise entstehenden Sandlöcher entspricht, jedoch mit dem wesentlichen
Unterschied, daß die Schleifmittelkörner keine Stöße oder Schläge ausüben, die zu
einer rissigen Unterschicht führen.
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Zwar soll auch mit der bekannten elastischen bzw. porösen Gegenlagerscheibe
eine zeitweise Mitnahme loser Schleifkörner ohne rollende Bewegung bewirkt werden.
Bei dieser bekannten Vorrichtung bestehen die Mittel zum Festhalten der freien Schleifkörner
aus Fasern, vorzugsweise Hanf- oder Jutefasern, die schwierig zu verfilzen sind
und deren Verteilung über die Arbeitsoberfläche ungleichmäßig ist. Bei einer anderen
Ausführungsart bestehen diese Mittel aus Poren in der Oberfläche des Arbeitswerkzeuges.
Diese Poren haben ungleichmäßig große Abmessungen und sind ebenfalls ungleichmäßig
verteilt. Die gemäß der Erfindung angewendete Gegenlagerscheibe zeichnet sich demgegenüber
dadurch aus, daß die harten Körner in ein plastisches Material eingesetzt sind und
daß es verhältnismäßig leicht ist, eine gleichmäßige Mischung dieser Körner mit
der plastischen Masse herzustellen. Man erhält somit mit der erfindungsgemäßen Gegenlagerscheibe
eine sehr gleichmäßige Verteilung der Mittel, die dazu dienen, die freien $chleifkqrx.er
gebunden zu halten, um_ . ihr Rollen zu verhindern, Vieraus ergibt sich eine gegenüber
der bekannten Scheibe größere Leistungswirkung des Werkzeuges auf die freien Schleifmittel
und eine größere Gleichmäßigkeit und Isotropie der Arbeit auf der Oberfläche des
Glases.
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Für die Gegeniagerscheiben gemäß der Erfindung eignen sich als Bindemittel
zahlreiche Kunststoffe und gewisse weiche Metalle. Die in sie eingebundenen harten
Körner können beispielsweise aus Carborund, Schmirgel, Korund oder Metallkörnern
bestehen, Hierbei spielt das Verhältnis zwischen den harten Körnern und dein Bindemittel
eine wichtige Rolle. Die besten Ergebnisse erhält man, wenn der Gehalt an harten
Körnern 8 bis 17"/9 des Gesamtvolumens der Schleifscheibe beträgt. Ein geringerer
Anteil an harten Körnern ergibt eine schwächere Abtragung der Glasoberfläche, was
eine Verlängerung der Dauer der denn Polieren vorangehenden Arbeitsplhase erfordern
würde. Auch bei einem größeren Anteil an harten Körnern ergibt sich eine schwächere
Abtragung.
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Die Größe der eingebundenen Körner soll im Verhältnis zur Größe der
losen Schleifmittel stehen und auch bei größter Korngröße des losen Schleifmittels
150 g, nicht überschreiten. Der Härtegrad des Grundmaterials der Scheibe soll, auf
dem Härtemesser Store A bei 25° C nach 30 Sekunden gemessen, zwischen 75 und 95
liegen. Beispiel In einem Mischer werden 66 g Polyvinylchlorid, 34 g Tricresylphesphat
und 40 g Carborundkörner gebracht und innig gemischt. Das Gemisch wird dann auf
den Zylindern eines auf 140° C erhitzten Walzwerkes agglomeriert, und aus demselben
werden Platten von etwa 3 mm Stärke gebildet. Eine Anzahl dieser Platten wird unter
einem Druck von 70 kg/cm2 bei 160° C zusammengepreßt, um eine Platte gewünschter
Dicke zu bilden, aus der dann die Schleifscheiben geschnitten werden. Der volumenmäßige
Gehalt an Carborundköxnern in der Platte beträgt 1.3 % und sein Härtegrad
86, auf dem. Härtemesser Shore A bei 25° C nach 30 Sekunden gemessen.
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In einem Schleifapparat mit gußeisernen SchMfscheiben, bei dem als
Schleifmittel Sandschlämme verwendet werden, wurden die gußeisernen Schleifscheiben
durch in der vorstehend angegebenen Weise hergestellte Schleifscheiben für die letzten
drei Schlämme ersetzt, deren größte Körner mittlere Durchmesser unter 40 bzw. 32
bzw. 25 #t besitzen. Die mit den Schlämmen von 40 [u arbeitenden Schleifscheiben
wurden mit Carborundkörnern von 100 # hergestellt, Die mit den Schlämmen von 32
#t und 25 [, arbeitenden Schleifscheiben werden mit Carborundkürner von SO #t hergestellt.
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Es ergab sich hierbei eine Verringerung der Polierzeit um die Hälfte.
Man sieht also, daß es bei ganzer oder teilweiser Durcbfiihrung des Feinschleifens
mit der erfindungsgemäßen Gegenlagerscheibe möglich ist, die Stärke der rissigen
Unterschicht zu verringern. Daraus ergibt sich eine beträchtliche Minderung der
Ausgaben für die Energie zur Durchführung des nachfolgenden Polierarbeitsganges,
für den die Ausgaben für die aufzuwendende Energie bei den üblichen Verfahren die
größten sind.
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Die Zeichnung gibt den AbtragungskQeffizenten wieder, den man je nach
dem gewichtsmäßigen Anteil an Carborund mit Schleifscheiben erhält, die nach dem
vorstehend angegebenen Beispiel aus plastifiziertem Polyvinylclrlorid und Carborundkörnern
bestehen, wobei als Schleifmittel ein Schlamm verwendet worden ist, dessen gröbste
Körner 25 li nicht überschreiten. Das Bild zeigt für jede der Kurven eine sehr deutliche
Spitze für einen gewichtsmäßigen Anteil an Carborund zwischen 29 und 350/q und läßt
erkennen, daß der Abtragungskoeffizient vor und hinter der Spitze schnell abfällt,,
insbesondere wenn der Gehalt an Carborund Null wird, d. h. also bei Schleifscheiben,
die ausschließlich aus pleifiziertem Vinylchlprid ohne earborund bestehen.