DE1552740C3

DE1552740C3 - Läppmittel zum Läppen von Eisenmetallen

Info

Publication number: DE1552740C3
Application number: DE1552740A
Authority: DE
Inventors: Roy L. Van Alsten; Thomas J. Whalen
Original assignee: Ford Werke GmbH
Current assignee: Ford Werke GmbH
Priority date: 1965-10-08
Filing date: 1966-09-20
Publication date: 1975-08-07
Also published as: DE1552740A1; DE1552740B2; GB1090526A; US3462251A

Description

Gegenstand der Erfindung ist ein Läppmittel zum Läppen von Eisenmetallen aus einer Suspension von feinkörnigem Schleifmaterial in einer wäßrigen Läppmittelbasis und anderen Bestandteilen.

Eisenmetalle und Eisenlegierungen, die anfällig gegen Korrosion sind, wurden in herkömmlicher Weise unter Verwendung von Läppmittel auf Ölbasis geläppt, die mit Fett oder Ton verdickt waren. Läppmittel auf wäßriger Basis, die Glycol oder Alkohol enthielten, wurden als Läppasten für Nicht-Eisenmetall-Oberflächen verwendet, haben sich jedoch als pumpbare Läppmittel für Eisenmetall-Oberflächen nicht bewährt, da sie ungenügende Läpp-Eigenschaften und Neigung zur Korrosionsbildung aufwiesen (VDI-Zeitschrift 1957, Heft 6, Seiten 255 bis 258 bzw. Industrie-Anzeiger, Essen, Heft 75, vom 19.12.1950, Seiten 825 bis 826).

Beim Läppen von Hypoid-Zahnradsätzen, wie die in Hinterachsen von Kraftfahrzeugen Verwendung finden, mußten daher nach wie vor Läppmittel auf Ölbasis verwendet werden, da hier einwandfreie Pumpbarkeit des Läppmittels gute Läppeigenschaften und Schutz gegen Korrosion wichtig waren.

Diese bekannten Läppmittel auf Ölbasis sind an sich teurer als Läppmittel auf Wasserbasis und verursachen in der Fertigkeit durch das Waschen der Zahnradsätze mit Lösungsmitteln weitere Kosten und Gefahren.

Die der vorliegenden Erfindung zugrunde liegende spezielle Aufgabe besteht daher darin, ein äußerst wirtschaftliches Läppmittel zum Läppen von Eisenmetallen zu schaffen, wobei die Nachteile der bisher bekannten Läppmittel mit wäßriger Läppmittelbasis, wie ungenügende Suspendierung des Schleifmaterials und Korrosion am Werkstück vermieden werden.

Gemäß der Erfindung wird diese Aufgabe gelöst, indem die wäßrige Läppmittelbasis als andere Bestandteile Polysaccharid-Gummi und mindestens 10 Gewichtsprozent emulgierbares Öl enthält und eine Viskosität von 100 bis 1000 Centipoise, gemessen mit einem Brookfield-Viskosimeter bei 25°C und einer Spindel Nr. 3 bei 60 Umdrehungen/min, besitzt.

Die wäßrige Läppmittelbasis kann vorzugsweise Xanthan-Gummi enthalten.

Das erfindungsgemäße Läppmittel ist durch seine wäßrige Läppmittelbasis verhältnismäßig billig in der Herstellung und ermöglicht dennoch ein korrosionsfreies Läppen von Eisenmetallen, wobei trotz niedriger Viskosität und damit guter Scheidwirkung eine gute Suspension des Schleifmaterials gewährleistet ist. Darüber hinaus tragen die weiteren Vorteile des erfindungsgemäßen Läppmittels auf wäßriger Basis dazu bei, daß eine wirtschaftliche Durchführung eines Läpp-Vorganges in der Fertigung samt den erforderlichen Nebenarbeiten möglich ist.

So kann das Entfernen des Läppmittels von den geläppten Werkstücken durch Waschen in wäßrigen Lösungen erfolgen, wodurch bei dem nachfolgenden Trocknen keine gesundheitsschädlichen Dämpfe anfallen. Die Rückgewinnung des teuren Schleifmaterials aus den Waschlösungen ist ebenso durch einfachere

.. Verfahren möglich.

• Die aufgezeigten Vorteile des erfindungsgemäßen Läppmittels, in erster Linie die gute Schneidwirkung und gute Suspension, zu der noch eine hohe Wärmeaufnahmefähigkeit hinzukommt, begünstigen einen Einsatz in der Massenfertigung, so daß es z. B. zum Läppen von miteinander in Eingriff stehenden Elementen, wie Hypoid-Zahnradsätzen im Kraftfahrzeugbau, besonders geeignet ist. Die gute Schneidwirkung, und die hohe Wärmeleitung ermöglicht es hierbei, mit kurzen Läppzeiten zu einem einwandfreien Geräuschverhalten der miteinander kämmenden Zahnräder im Betrieb zu gelangen. Die gute Suspension sorgt für einen störungsfreien Arbeitsbeginn auch nach dem Nacht-Stillstand der in der Fertigung eingesetzten Läppmaschinen.

Die meisten Zahnrad-Läpp-Maschinen, die für die

Verwendung von Läppmitteln auf Ölbasis entwickelt wurden, können mit dem erfindungsgemäßen Läppmittel auf Wasserbasis betrieben werden. Es sind lediglich Einstellungen auf Grund der verschiedenen Viskositä-.ten der beiden Läppmittel durchzuführen. Gleason-Läppmaschinen für Hypoid-Zahnradsätze, bei denen das Läppmittel in einem ständigen Strom zugeführt wird, sind hierbei besonders geeignet.

Im weiteren Verlauf der Beschreibung werden die verschiedenen Zusammensetzungsmöglichkeiten des erfindungsgemäßen Läppmittels im einzelnen beschrieben sowie in einem Beispiel ein Verfahren zur Herstellung des erfindungsgemäßen Läppmittels erläutert.

Typische Verdicker für ein Läppmittel entsprechend der vorliegenden Erfindung sind Polysaccharid-Gummi wie z. B. Xanthan-Gummi, Tragakanth-Gummi und Gummiarabikum, weiterhin Gelatine und Stärke. Die Bezeichnung »eingedickte wäßrige Basis« wird in dieser Anmeldung verwendet, um eine wäßrige Basis zu definieren, die Verdicker enthält, die in ihr aufgelöst oder mit ihr vermengt sind, um die Viskosität der wäßrigen Basis zu erhöhen.

Der geeignetste Verdicker für diese Läppmittel ist Xanthan-Gummi, ein Polysaccharid-Gummi, wobei der Ausdruck »Polysaccharid-Gummi« in dieser Anmeldung verwendet wird, um Polysaccharide zu definieren, die teilweise oxydiert wurden und daher in Wasser löslich sind. Läppmittel, die Xanthan-Gummi enthalten, sind verhältnismäßig stabil über einen weiten Bereich auftretender Temperaturen und pH sowie Metall-Ion-Konzentrationen und sind besonders erwünscht, wo ein verhältnismäßig kontinuierliches Läppen von Zahnradsätzen mit dem erfindungsgemäßen Läppmittel durchgeführt wird. Eine geringe Menge an Verdickern, üblicherweise weniger als ein Gewichtsprozent des Gesamtgewichtes des Läppmittels ist ausreichend, um ein Läppmittel zu ergeben, das entsprechende Suspendiereigenschaften aufweist, obwohl auch größere Anteile verwendet werden können.

Schleifmaterialien, die in der vorliegenden Erfindung Verwendung finden können, sind Materialien wie z. B. Siliziumcarbid, Borcarbid, Diamantpulver, Aluminiumoxyd, Siliziumdioxyd, Eisenoxyd, Glaspulver, Glimmerpulver, Zirkoniumsilikat, Quarz- und Flußspatschmirgel. Die Rückgewinnung der teueren Schleifmaterialien aus den Waschlösungen wird durch die wäßrige Basis des Läppmittels durch vereinfachte Verfahren möglich und macht somit die wirtschaftliche Ausnutzung solcher Schleifmaterialien möglich. Die Korngröße dieser Schleifmaterialien beträgt für das erfindungsgemäße Läppmittel vorzugsweise 70 bis weniger als 50 μ, um eine gute Standzeit zu erzielen. Siliziumcarbid-Schleifmaterial weist zu Beginn eine Korngröße von ungefähr 66 μ auf und ist besonders zum Läppen von Hypoid-Zahnradsätzen für Hinterachsen von Fahrzeugen geeignet, da es eine gute Standzeit und ein ausgezeichnetes Geräuschverhalten der Hinterachse ergibt.

Die eingedickte wäßrige Basis eines erfindungsgemäßen Läppmittels kann über 50 Gewichtsprozent von feinkörnigem Schleifmaterial suspendieren. Das Suspendieren von 50 Gewichtsprozent von Siliziumcarbid-Schleifmaterial mit einer Korngröße von ungefähr 66 μ in der wäßrigen Basis erhöht die Viskosität auf ungefähr 150 Centipoise bei 25°C. Diese Viskosität ist mit einem Brookfield-Viskosimeter unter Verwendung einer Spindel Nr. 3 bei 60 U/min gemessen. Bei einer Lagerung dieses Läppmittels über mehrere Tage setzt sich das Schleifmaterial ab. Ist das geschehen, so ist es durch herkömmliches Umrühren wieder in Suspension zu bringen.

Typische emulgierbare Öle, die im erfindungsgemäßen Läppmittel Verwendung finden können, sind geschwefelte Paraffin- oder Petroleumöle. Der Ausdruck »emulgierbare Öle« wird in dieser Anmeldung verwendet, um Öle zu definieren, die geeignet sind, eine Suspension von feinen Öltröpchen im Wasser zu bilden, und bezieht sich auf solche Öle, die im allgemeinen als lösliche Öle bezeichnet werden. Diese emulgierbaren Öle verringern die Neigung der erfindungsgemäßen Läppmittel, die Eisenmetallteile zu korrodieren und die Viskosität des Läppmittels durch Verdunstung von Wasser zu verändern. Mindestens 10 Gewichtsprozent emulgierbarer Öle sind in einem erfindungsgemäßen Läppmittel auf wäßriger Basis erwünscht, das zum Läppen von Hypoid-Zahnradsätzen verwendet wird.

Falls erwünscht, können geringe Mengen von Schutzzusätzen wie z. B. Formaldehyde und Rostschutzzusätze wie Soda mit Mercaptobenzothiazolen dem Läppmittel zugesetzt werden.

Läppmittel entsprechend der vorliegenden Erfindung werden hergestellt, indem ein gegeeigneter Verdicker mit Wasser vermischt wird, ein emulgierbares Öl und, falls erwünscht, noch andere korrosionsverhindernde Schutzzusätze eingerührt, die gewünschte Viskosität durch Wasser eingestellt und daraufhin das Schleifmittel eingerührt wird. Erhitzt man das Wasser, so ist eine schnellere Auflösung des Verdickers möglich.

Die Läppmittel der vorliegenden Erfindung sind im allgemeinen keine Newtonschen Flüssigkeiten. Um die Viskosität von Nicht-Newtonschen Flüssigkeiten anzugeben, ist es notwendig, den Scherungskoeffizienten anzugeben, bei dem diese Viskosität gemessen wurde. Durch die Angabe der Spindelnummer und ihrer Umdrehungen/min, die in einem Brookfield-Viskosimeter verwendet wird, wird beim Messen der Viskosität der Scherungskoeffizient festgelegt.

Beispiel

Etwa 30 1 heißes Wasser werden in einem mit einem Rührwerk versehenen Behälter vorbereitet. Als Verdikker werden 1,3 kg Xanthan-Gummi langsam dem Wasser zugegeben und 5 Minuten lang verrührt. Unter Verwendung eines Siebes werden 5,2 kg Bentonit-Ton in diese Lösung eingerührt. Daraufhin werden einzeln 1,9 kg Soda-Mercaptobenzothiazole, 1,5 kg Formaldehyde und 3,4 kg emulgierbares Öl eingerührt. Die sich ergebende Basis wird daraufhin für ungefähr 2 Stunden gerührt, bis sich alle Komponenten gut vermischt haben und eine Viskosität von ungefähr 300 Centipoise, gemessen mit einem Brookfield-Viskosimeter bei 25⁰C unter Verwendung einer Spindel Nr. 3 bei 60 U/min, ergibt.

300 kg Siliziumcarbid-Schleifmaterial mit einer Korngröße von etwa 66 μ werden nun in der wäßrigen Basis suspendiert, indem das Schleifmaterial langsam unter ständigem Rühren über einen Zeitabschnitt von 2 Stunden zugegeben wird. Nachdem alles Schleifmaterial zugegeben ist, wird das Rühren für weitere 2 Stunden fortgesetzt und daraufhin Wasser zugegeben, daß eine Brookfield-Viskosität von 400 Centipoise erreicht wird.

Beim Läppen von Zahnradsätzen für Hinterachsen werden durch die Anwendung eines ständigen Stromes des erfindungsgemäßen Läppmittels auf die miteinander in Eingriff stehenden Zahnräder, von denen das Ritzel angetrieben und das Ringrad abgebremst wird, Zahnräder mit ausgezeichnetem Geräuschverhalten erzeugt. Durch periodische Zugabe von Wasser und Läppmittel konnte das Läppen für über einen Monat fortgesetzt werden, ohne daß die Läppwirkung abnahm. Das Läppmittel wird von den geläppten Zahnradsätzen durch eine wäßrige, alkalische Lösung entfernt und die Zahnradsätze daraufhin getrocknet.

Claims

Patentansprüche:

1. Läppmittel zum Läppen von Eisenmetallen aus einer Suspension von feinkörnigem Schleifmaterial in einer wäßrigen Läppmittelbasis und anderen Bestandteilen, dadurch gekennzeichnet, daß die wäßrige Läppmittelbasis als andere Bestandteile Polysaccharid-Gummi und mindestens 10 Gewichtsprozent emulgierbares Öl enthält und eine Viskosität von 100 bis 1000 Centipoise, gemessen mit einem Brookfield-Viskosimeter bei 25°C und einer Spindel Nr:3 bei;60 .Umdrehungen/min, be-;, sitzt. ^; ■" ^r'^r '-. --■· "■ ''· ■ ^ '■ ^;; · '· ■·■'

2. Läppmittel nach Anspruch I₁ dadurch gekennzeichnet, daß die wäßrige Läppmittelbasis Xanthan-Gummi enthält.