Schleifkörper und Verfahren zu seiner Herstellung Die Erfindung bezieht
sich auf elastische Schleifkörper, die zum Reinigen, Polieren und Oberflächenbearbeiten
von Gegenständen verwendbar sind. Ein Ziel der Erfindung ist die Schaffung eines
Schleifkörpers, mit welchem sich ein einzigartiges und verbessertes dekoratives
Muster und sonstige Oberflächenbeschaffenheiten herstellen lassen. Weitere Ziele
der Erfindung bestehen in der Schaffung von elastischen Schleifkörpern, die hinsichtlich
ihrer geringen Rohmaterial kosten, ihrer Einfachheit, ihrer fehlenden Empfindlichkeit
und der niedrigen Kosten ihrer Formvorgänge sowie der Anpassungsfähic keit der Rohstoffe
und der Formvorgänge an die Herstellung eines weiten Bereichs von unterschiedlichen
Schleifkörpern verbessert sind. .
Ein weiteres Ziel der Erfindung
ist die Schaffung eines Mittels zum Formen eines Schleifkörpers, das das Verstreichen
einer erheblichen Zeitspanne zwischen den einzelnen Verfahrensschritten und insbesondere
das Mischen von beachtlichen Posten zuläßt bei nachfolgendem Formen kleinerer Mengen
über eine erhebliche Zeitspanne nach dem Mischen. Weitere Ziele der Erfindung bestehen
in der Schaffung von Schleifkörpern, die hinsichtlich ihrer Haltbarkeit, ihrer Festigkeit
und ihrer Elastizität, ihrer Gleichmäßigkeit der Schleifgüte, ihrer Anpassungsfähigkeit
an komplizierte Formen, ihrer Fähigkeit des Beibehaltens einer klaren Trennlinie
zwischen oberflächenbearbeiteten und nicht oberflächenbearbeiteten Bereichen und
ihrer Fähigkeit zum Arbeiten bei hohen Drehzahlen und unter hohem Druck verbessert
worden sind.
Ein weiteres Ziel der Erfindung ist die Schaffung eines verbes-
serten Aufbaus eines Schleifkörpers, bei welchem man sich die
günstigen Eigenschaften von Kunststoffen zunutze macht.
Weitere Ziele der Erfindung bestehen in der Schaffung verbesserter Schleifkörperformen,
die sich zum Fußbodenschruppen, Holzschmirgeln, Abgraten vön Metallteilen, Beseitigen
von Trennfugen an Zinkformgußstücken u. dgl. eignen. Ein weiteres Ziel der Erfindung
ist die Schaffung einer elastischen
Schleifscheibe, die in einigen
Fällen besser arbeitet als Schmirgelbänder und in anderen Fällen als verbessertes
Kontaktrad zum Anpressen von Schleif- oder Schmirgelbändern gegen oberflächenbearbeitete
Werkstücke dienen kann.
Als Beispiele einiger Gegenstände; die sich mit Schleifkörpern
nach der Erfindung oberflächenbearbeiten lassen, seien hier
Kosmetikschachteln, Lippenstifthülsen, Parfumzerstäuber, Schach-
teln für Augenbrauenstifte, Türknöpfe; Lichtschalterdeckel,
Aus-
gußstutzen und Griffe; Automobilgitter und -griffe, Linsenfassun-
gen und zahlreiche andere, aus Metallen, wie Zink, Messing,
Kupfer,
Aluminium und rostfreiem Stahl geformte dekorative und zweckmäs-
sige Gegenstände genannt.
Einige Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in der Zeichnung
dargestellt und werden im folgenden näher erläutert.-Es zeigen:
Fig.A eine schematische Darstellung,eines Querschnitts durch
ein vorgeförmtes elastisches Trägerteilchen in erheblich
vergrößertem Maßstabe zur Verwendung bei der Bildung einer
Ausführungsform der Erfindung, von welchem ein von einem
Kreis umgebener Abschnitt in außergewöhnlich vergrößertem
Maßstabe dargestellt ist,
Fig: 2 einen Querschnitt in schematischer Darstellung durch
zur-Verwendung bei der Bildung einer Ausführungsform
der Erfindung behandelte Schleifmittelkörner, in erheblich vergrößertem
Maßstabe, Fig. 3 eine Ansicht entsprechend Fig. 1 von zwei Trägerteilchen nach Fig..1,
kombiniert mit den Schleifmittelkörnern nach Fig. 2 .in der-zweiten Stufe der Bildung
einer Ausführungsform der Erfindung, Fig. 4 einen Querschnitt im gleichen Maßstabe
wie Fig. 3 unter Veranschaulichung der Verdichtung der Trägerteilchen nach Fig.
3 auf ihre Endform;
Fig. 5 einen Querschnitt durch einen Teil von Fig. 4 in noch
wei-
ter vergrößertem Maßs.tabe,
Fig. 5a eine schematische Ansicht einer Schaumstoffzelle in
einem
verdichteten.Trägerteilchen, in noch weiter vergrößertem
Maßstabe,
Fig. 6 eine Ansicht: entsprechend Fig. 5 einer anderen bevorzugten Aüsführungsform,
y.
Fig. 7 eine schematische Ansicht zur Veranschaulichung der
Anpas-
sungsfähigkeit eines gemäß der Erfindung gebildeten Schleif-
körpers an ein Werkstück,
Fig. $ und 9 perspektivische Ansichten von Querschnitten durch
bevorzugte elastische 'Schleifkörper nach der Erfindung,
in verkleinertem Maßstabe.
Durch eine besondere Kombination und ein besonderes Verhältnis
der Werkstoffe lassen sich elastische Schleifkörper erzielen.
Erfindungsgemäß besteht der Schleifkörper aus Bindemitteln,
aus
einer großen Anzahl S.chleifmittelkörnern und aus einer großen
Anzahl Vorgeformter einzelner elastischer Trägerteilchen, die
in ihrem urverdichteten Zustand ein erheblich größeres Volumen
auft@ei.sen als die Schleifmittelkörner. Die eigentlichen einzel-
nen Trägerteilchen _sind aus einer elastischen oder elastomeren
Sübstan9, vorzugsweise aus einem elastisch verdichtbaren synthe-
tischen ßcha14mstoff, vorzugsweise Abfallschaumstoff, vorgeformt-.
In -diesem usmenhang umfaßt die Bezeichnung "Schaumstoff" sowohl
ofenenge Werkstoffe als auch Werkstoffe mit geschlossenen Zel-
len. In dem Schleifkörper befinden sich die vorgeformten Träger-
teilchen in einem Verdichtungszustand bei erheblich verringerter
-Größe gegenüber ihrem urverdichteten Zustand, wobei sie durch
bieg-
saures, nachgiebiges Bindematerial zusammengefügt sind: Ferner
ist
mindestens eine große Anzahl der Schleifmittelkörner in einem
Druck- oder druckgebundenen Verhältnis an den einzelnen Träger-
teilchen, befestigt, was sich aus dem erheblichen Verdichtungsdruck
ergibt, der auf das zwischen den vorgeformten einzelnen Füll-
oder
Trägerteilchen und den Schleifmittelkörnern liegende Bindemittel
ausgeübt wird.
Man hat überraschend festgestellt" daß sich die große Anzahl
vorgeformtr Schaumstoff-Trä;gerteilchen in Gegenwart der benö-
tigten erheblichen Bindemittelmenge wälzen läßt. Mit Hilfe
dieses Wälzens lassen sich die Schleifmittelkörner, obwohl
jedes
einzelne von. ihnen im Vergleich zu einem einzelnen Trägerteil-
chen ein sehr erhebliches Gewicht aufweist,. in dem Gemisch
gleich-,
mäßig verteilen und, wie in Fig. 4: gezeigt,_in ihrer richtigen_
Lage binden,
Als mögliche Alternative können in einigen Fällen aufeinander--
folgende, ;je aus verdichteten einzelnen aneinander gebundenen
Schaumstoff-Trägerteilchen aufgebaute Schichten L vorgesehen
werden, auf deren Außenseite danach unter Druck Schleifmittel-
körner durch Klebstoffbindung angebracht werden'(Fig. 7)_:
Man muß sich vergegenwärtigen,-däß sich die Erfindung von den
bisher bekannten, mittels Schäumen eines Schleifmittelkörner
enthaltenden Gemischs gebildeten Zusammensetzungen wesentlich
unterscheidet. Bei solchen Zusammensetzungen ist es schwierig,
die schweren S'chleifmittelkörrier gleichmäßig zu`verteilen
und
sie in passender Weise in der richtigen Lage festzulegen; Aus-
serdem .
wirkt die Ausübung von Verdichtungsdruck auf die geschäumte
Substanz der erforderlichen expansiven und schäumenden Wirkung
der Substanz entgegen.-Folglich haben Werkstoffe mit einem
sol-
chen Aufbau zwangsläufig zu nachteiligen Kompromissen geführt=
Hei dem Aufbau nach der Erfindung werden solche Kompromisse
ver-
mieden.
Aufgrund der vorherigen Bildung der Schaumstoffzellen läßt
sich
die optimale elastische Zellularstruktur der Trägerteilchen
er-
reichen, die, obwohl ein hoher Grad an Verdichtung und Drück=-
bindung der Schleifmittelkörner erreicht wird, erhalten bleibt.
Die elastische Bewegungsfreiheit @ aieinaldcr angrenzender
Teile
der elastischen Zellen des @c`auaristöfs geht auch dort nicht
verloren, wo die Seiten der Zellen so starkverdichtet werden,
daß sie miteinander in Berührung kommen, und zwar insbesondere
deshalb, weil das Bindematerial nur in der Nähe der Schlefmit-
telkörrierund am Außenumfang der Trägerteilchen konzentriert
zu werden braucht und nicht das Innere'der"Trägerteilchen aus-
füllen muß.@Somit läßt sich ein im wesentlichen massiver Schleif-
körper herstellen, wobei aber trotzdem die"den elastisehen'Zellen.
der vorgeformten Schaumstoffstruktur eigene Biegsafkeit lind
Nach-
giebigkeit erhalten bleiben.
Ferner ist-es, selbst bei einer Schaümstoffmasse von äußerst
geringer Dichte, aufgrund dessen,: -däß vorgeformte Schaumstoff-
Trägerteilchen einer Verdichtung einen- t!iderstand entgegenstel-
len; trotzdem möglich; zwischef den Schleifmittelkörnern und
den einzelnen Trägerteilchen ein kraftgebundenes Verhältnis
zu
erzielen; lnde'r-während des Formvorgangs auf die Masse ein
Ver-
dichtungsclruck ausgeübt -wird:
E.in.weiterer'Vortei? :dei, .Er.findurig beste hlt i@ i de
-.l'eichmät ig-
a -.-°=aes-`wervi@i@i@ncsc@em@äß @@ei-est@el?tet1`S@I21`e@:fI'ƒr
°e@@,:@..s.@f'y _
ke@t .. g @ erri
synthetische Schaumstoffe nach dem bisherigen Stande der Technik
aus ihrer Grundsubstanz durch Schäumen in ihrer ursprünglichen Form hergestellt
werden, neigen sie an ihrer Außenfläche zü, einer verdickten und weniger schaumigen
Konsistenz, was zur Folge hat, daß ein aus solchen Schaumstoffen hergestellter Schleifkörper
keine gleichmäßige Biegsamkeit und Schleifwirkung aufweist. Erfindungsgemäß wird
dieser Nachteil behoben. Die Umfangsteile lassen sich mit den im Inneren liegenden
Teilen übereinstimmend gleichmäßig herstellen. Ein weiterer eindeutiger Vorteil
der Erfindung ist die Möglichkeit der Verwendung von Schaumstoffzusammensetzungen
von sehr geringer Dichte; was offensichtlich zu einer sehr günstigen Festigkeit-Gewicht-Kennlinie
führt, vielleicht aus dem gleichen Grunde, wie ein ausdünnen Drähten gebildetes
Seil stärker ist als ein massiver Stab von gleichem@Gewicht. Schaumstoffe von geringer
Dichte sind weitgehend verfügbar und billig aufgrund ihrer weitverbreiteten Verwendung
in der Polstermöbelindustrie und verwandten Industrien. So können beispielsweise
Urethan-Poisterschaumstoffe mit einer Dichte von weniger als 80,0 kg/m3 (5 pcunds
per cubic foot), vorzugsweise in der Größenordnung von 32,0 kg/m3 (2 pounds per
cubic foot).verwendet werden.
Ein weiterer Vorteil der Erfindung»liegt in der Tatsache, dafl
sich
die verschiedenartigsten Schaumstoffe, mit unterschiedlichen
Merk-
malen hinsichtlich ihrer Dichte,.-.ihrer chemischen Zusammensetzung
oder der Art ihrer Zellularstruktur miteinander mischen lassen.
So ist es, falls: ein Schleifkörper von erheblicher Masse erforderlich-ist, möglich,
Mengen aus Urethan- und dem schwereren Vinyl-Schaumstoff zusammenzumischen. Ein
noch weiterer Vorteil der Erfindung liegt darin, daß offen.-zellige Schaumstoffe,
d. h. Schaumstoffe, bei welchen die einzelnen Zellen aus untereinander verbundenen
Rippen gebildet sind, vorteilhaft verwendet werden können. Sie ermöglichen eine
richtige Verdichtung und sie schaffen, was von Bedeutung sein kann,. Wege, über
die Lösungsmittel aus lösungsmittelhaltigen Bindemitteln entweichen kann. Lösungsmittelhaltige
Bindemittel können beim Binden der Schaumstoff-Trägerteilchen aneinander zweckmäßig
und vorteilhaft sein, da sie ein gutes Benetzen der Schaumstoff-Trägerteilchen herbeiführen
können, ohne eine solche Menge Feststoffmaterial einbringen zu müssen; daß die Elastizität
der Struktur nachteilig verringert wird.Abrasive Articles and Methods of Making them The invention relates to resilient abrasive articles useful for cleaning, polishing and finishing objects. It is an object of the invention to provide an abrasive article which can produce a unique and improved decorative pattern and other surface finishes. Further objects of the invention are to provide resilient abrasive articles which are improved in terms of their low raw material cost, their simplicity, their lack of sensitivity and the low cost of their molding operations, as well as the adaptability of the raw materials and the molding operations for the production of a wide range of different abrasive articles are. . Another object of the invention is to provide a means for shaping an abrasive article which allows a substantial amount of time to elapse between process steps and, in particular, to allow substantial batches to be mixed with subsequent shaping of smaller quantities for a substantial amount of time after mixing. Further objects of the invention are to provide abrasive articles which, in terms of their durability, their strength and their elasticity, their uniformity of grinding quality, their adaptability to complex shapes, their ability to maintain a clear dividing line between surface-machined and non-surface-machined areas and their ability to Working at high speeds and under high pressure have been improved. Another object of the invention is to create an improved
serten structure of a grinding tool, in which one looks at the
makes use of favorable properties of plastics.
Further objects of the invention are to provide improved abrasive shapes suitable for roughing floors, sanding wood, deburring metal parts, removing parting lines on zinc castings, and the like. Another object of the invention is to provide a resilient grinding wheel which in some cases performs better than emery belts and in other cases can serve as an improved contact wheel for pressing abrasive or emery belts against machined workpieces. As examples of some items; dealing with grinding tools
let surface work according to the invention, are here
Cosmetic boxes, lipstick tubes, perfume atomizers, chess boxes
tools for eyebrow pencils, doorknobs; Light switch cover,
sprues and handles; Automotive grilles and handles, lens mounts
gen and numerous others, made of metals such as zinc, brass, copper,
Decorative and functional molded aluminum and stainless steel
called objects.
Some embodiments of the invention are in the drawing
and are explained in more detail below - It shows:
Fig.A is a schematic representation of a cross section through
a preformed elastic carrier particle in considerable
enlarged scale for use in forming a
Embodiment of the invention, of which one of one
Circle encircled section in exceptionally enlarged
Scale is shown,
Fig. 2 shows a cross section in a schematic representation
for use in forming an embodiment
abrasive grains treated according to the invention, on a considerably enlarged scale, FIG. 3 shows a view corresponding to FIG. 1 of two carrier particles according to FIG. 1, combined with the abrasive grains according to FIG 4 shows a cross section on the same scale as FIG. 3, illustrating the compression of the carrier particles according to FIG. 3 to their final shape; FIG. 5 shows a cross section through part of FIG.
the enlarged dimensions tab,
Fig. 5a is a schematic view of a foam cell in one
compacted carrier particles, in an even further enlarged
Scale,
FIG. 6 is a view corresponding to FIG. 5 of another preferred embodiment, y. Fig. 7 is a schematic view to illustrate the adaptation
ability of a grinding formed according to the invention
body to a workpiece,
Figs. $ And 9 are perspective views of cross-sections through
preferred elastic 'abrasive articles according to the invention,
on a reduced scale.
Through a special combination and a special relationship
of the materials, elastic grinding bodies can be achieved.
According to the invention, the abrasive body consists of binders
a large number of abrasive grits and a large one
Number of preformed individual elastic carrier particles that
a considerably larger volume in its originally compressed state
auft@ei.sen as the abrasive grains. The actual individual
The carrier particles are made of an elastic or elastomeric material
Sübstan9, preferably made of an elastically compressible synthetic
table ßcha14mstoff, preferably waste foam, preformed.
In this context, the term "foam" includes both
open materials as well as materials with closed cells
len. The preformed backing is located in the grinding wheel
particles in a state of compression at significantly reduced
-Size compared to its originally compressed state, whereby it is flexible
acidic, resilient binding material are joined together: Furthermore is
at least a large number of the abrasive grains in one
Pressure or pressure-related relationship to the individual carrier
particles, attached, resulting from the considerable compaction pressure
results in the between the preformed individual filling or
Backing particles and the abrasive grains lying binders
is exercised.
It has surprisingly been found "that the large number
preformed foam carrier particles in the presence of the required
saturated considerable amount of binder can roll. With help
this rolling can be the abrasive grains, though each
single of. compared to a single carrier part
chen has a very considerable weight. in the mixture the same,
distribute them moderately and, as shown in Fig. 4: _in their correct_
Tie layer,
As a possible alternative, in some cases, one another -
following,; each made up of compacted individual bound together
Foam carrier particles built-up layers L are provided
on the outside of which, under pressure, abrasive
grains are attached by adhesive bonding '(Fig. 7) _:
One must realize that the invention is different from the
previously known, by means of foaming an abrasive grain
containing mixture formed essentially
differs. With such compositions it is difficult
to distribute the heavy abrasive basket evenly and
fix them appropriately in the right position; The end-
serdem.
acts the exertion of compaction pressure on the foamed
Substance of the required expansive and foaming effect
contrary to the substance.-Consequently, materials with a sol-
This structure inevitably led to disadvantageous compromises =
In the construction according to the invention, such compromises are made
avoided.
Due to the previous formation of the foam cells can
the optimal elastic cellular structure of the carrier particles
which, although a high degree of compression and pressure = -
Binding of the abrasive grains is achieved.
The elastic freedom of movement @ aieinaldcr of adjacent parts
of the elastic cells of the @c`auaristöfs does not work there either
lost where the sides of the cells are so condensed
that they come into contact with one another, in particular
because the binding material is only in the vicinity of the abrasive
telkörrierund concentrated on the outer periphery of the carrier particles
needs to be and not the interior of the "carrier particles
must fill. @ This means that an essentially massive grinding
produce bodies, but nevertheless the "the elastic cells.
the preformed foam structure is flexible enough to
yield to be preserved.
Furthermore, even with a mass of foamed material, it is extremely
low density, due to this: -the preformed foam-
Carrier particles oppose a compression
len; still possible; between the abrasive grains and
the individual carrier particles have a force-bound relationship
achieve; lnde'r-during the molding process on the mass
sealing pressure is applied:
E. in. Further 'advantages? : dei, .Er.findurig best holds i @ i de -.l'eichmät ig-
a -.- ° = aes-`wervi @ i @ i @ ncsc @ em @ äß @@ ei-est @ el? tet1`S @ I21`e @: fI'ƒr ° e @@,: @ .. s . @ f'y _
ke @ t .. g @ erri
Synthetic foams according to the prior art are produced from their basic substance by foaming in their original form, they tend to have a thickened and less foamy consistency on their outer surface, with the result that an abrasive article produced from such foams does not have uniform flexibility and Has grinding effect. This disadvantage is eliminated according to the invention. The peripheral parts can be produced in a consistent manner with the parts lying inside. Another distinct advantage of the invention is the ability to use foam compositions of very low density; which obviously leads to a very favorable strength-weight characteristic, perhaps for the same reason as a rope made of thin wires is stronger than a solid rod of the same @ weight. Low density foams are widely available and inexpensive because of their widespread use in the upholstery and related industries. For example, urethane poister foams having a density of less than 80.0 kg / m3 (5 pcunds per cubic foot), preferably on the order of 32.0 kg / m3 (2 pounds per cubic foot), can be used. Another advantage of the invention lies in the fact that
the most diverse foams, with different characteristics
paint in terms of their density, .-. their chemical composition
or the nature of their cellular structure mix together. Thus, if: an abrasive article of substantial mass is required, it is possible to mix together quantities of the urethane and the heavier vinyl foam. Yet another advantage of the invention is that open-cell foams, ie foams in which the individual cells are formed from interconnected ribs, can advantageously be used. They allow for proper densification and they create what can be of importance. Ways in which solvents can escape from solvent-based binders. Solvent-containing binders can be useful and advantageous when binding the foam carrier particles to one another, since they can bring about good wetting of the foam carrier particles without having to introduce such an amount of solid material; that the elasticity of the structure is disadvantageously reduced.
Ein noch weiterer Vorteil der Erfindung, der von besonderer wirtschaftlicher
Bedeutung ist, liegt in der Tatsache, daß sich Schaumstoffabfall oder -aussehuß,
beispielsweise Abschnitte und Schnitzel von Urethanschaumstoff mit einer Dichte
von 32 kg/m3(2 pounds per cubic foot), auf die gewünschte Größe zerkleinern läßt,
und zwar vorzugsweise,zu Kugeln oder Würfeln mit einem Durchmesser in der Größenordnung
von 1 3. bis 1,6 mm (1/2 Inch to 1 /16. inch) Ein noch weiteres Merkmal der
Erfindung ist die Einfachheit und Bequemlichkeit des Steuerns des Formvorgangs.
Gemäß
dem bevorzugten Verfahren nach der Erfindung wird zunächst eine große Anzahl einzelner,
vorgeformter, elastischer Schaumstoff-Trägerteilchen, vom Gesichtspunkt der Reißfestigkeit
vor' zugsweise Schaumstoffe_der Urethan- oder Vinylgruppe, vorbereitet. Diese Schaumstoffe
werden mrzugsweise aus Schaumstoffen mit Polstermaterialgewicht, wie Schaumstoffen
für Polster, Kissen und sonstige Polsterungen, und ganz besonders bevorzugt aus
Abfallschaumstoffen ausgewählt, wobei man gemäß dem erwähnten Verfahren vorteilhaft
einen offenzelligen Urethanschaumstoff mit einer Dichte in der Größenordnung von.32
kg/m3 (2 pounds Der cubic foot) verwendet. Der Schaumstoff kann sowohl als Abfall
als auch in Stücken in seinem festen geformten Zustand mittels bekannter Mahl- oder
Zerkleinerungsmaschinen verarbeitet und auf die für die besondere Verwendung geeignete
Größe gebracht werden. Es gibt eine untere Grenze der Größe des gewichtsmäßigen
Hauptteils der Trägerteilchen, obwohl sie etwas von der jeweiligen Verwendung abhängig
ist. Es muß in dem fertigen Schleifkörper eine erhebliche Anzahl frei verdichtbarer
Zellen geschaffen werden, wobei in dem Schleifkörper zum Erreichen der gewünschten
Eigenschaften jede einzelne Zelle in bezug auf eine andere verschiebbar sein muß,
obwohl natürlich einige der Zellen am Außenumfang jedes Trägerteilchens infolge
des Vorhandenseins von Bindematerial nicht sehr frei sind.
Andererseits gibt es in etwaiger Abhängigkeit von der vorgesehe-
nen Verwendung eine Grenze hinsichtlich der Größe des gewichts-
mäßigen@Hauptteils der vorgeformten Schaumstoff-Trägerteilchen.
Ihre vorgeformte Größe-bestimmt unter beliebigen gegebenen
Druckbedingungen ihre Größe in verdichtetem Zustand und die
Gleichmäßigkeit der Verteilung der Schleifmittelkörner: Der
zu-
1ä@siüe 3ereich ist unterschiedlich, jedoch liegen in vielen
aünstigen Fällen die Größen des gewichtsmäßigen Hauptteils
der
Träqerte_ -chen innerhalb des Bereichs von 1,6 bis
13,0 mm (1/16
inch to 1/2 inch@ und vorzugsweise im Bereich von 3,0 bis 10,0
mm
(i/8 to 3l8 inch). -
in-Anbetracht der großen Anzahl der verwendeten Schleifmittel-'
körner kann die Korngröße über einen besonders weiten Bereich
unterschiedlich sein. Dies ist von Vorteil, da die Möglichkeit
der Verwendung ziemlich schwerer und großer Schleifmittelkörner,
und zwar zur Ausfüh-rung von Musterschleifarbeiten, erwünscht
ist.
In jedem Falle Jedoch -ist die Einzelkorngröße erheblich kleiner
als die Größe der Trägerteilchen in ihrem unverdichteten und
auch in ihrem verdichteten Zustand.
Was das-Bindemittel betrifft, so ist zumindest der die elasti-
schen Trägerteilchen unmittelbar bindende Teil des Bindemittels
von biegsamer, nachgiebiger Art, wobei dieser Teil vorzugsweise
gewichtsmäßig mehr als die Hälfte des Bindematerials beträgt.
Wie
nachstehend noch näher erörtert, kann das an die Schleifmittelkörner
angrenzende Bindemittel zweckmäßigerweise weniger biegsam und nachgiebig sein, immerhin
aber einen begrenzten Grad von Biegsamkeit-und Nachgiebigkeit beibehalten.
Zumindest im Bereich der.Schleifmittelkörner muß das Bindemittel
zäh und bruchfest sein, wobei es im allgemeinen während des
Misch-
vorgangs stark klebrig sein muß, um eine gleichmäßige Verteilung
herbeizuführen, was bei Schleifmittelkörnern mit größeren Abmes-
sungen besonders wichtig ist.
Im allgemeinen ist bei Verwendung von zwei Bindemitteln, was
man
bevorzugt, das erste Bindemittel ein auf die Schleifmittelkörner
aufgebrachtes klebriges viskoses Bindemittel und das zweite
ein
elastisches Bindemittel, das weniger klebrig und viskos ist,
dafür aber eine größere Benetzungsfähigkeit aufweist. Zweckmäs-
sigerweise führt das erste Bindemittel eine starrere Bindung
her-
bei als das zweite.
Das Gewichtsverhältnis zwischen Bindemittelfeststoffen und
Schaum-
stoff-Trägerteilchen soll erfindungsgemäß mindestens 1:5 betragen,
wobei im allgemeinen das Gesamtgewicht der Bi'ndemittelfeststoffe
im'Schleifbereich des Schleifkörpers in der Größenordnung von
1/5 oder mehr des Gewichts der Schleifmittelkörner liegt.
Die Anteile der drei Hauptbestandteile des Schleifbereichs,
d. h.,
der elastischen Schäumstoff-Trägerteilchen, der Schleifmittelkörner
und des Bindemittels, können in Abhängigkeit von der vorgesehenen besonderen Verwendung
des Endprodukts und von der spgzifischen Art der verwendeten besonderen Bestandteile
über einen weiten Bereich unterschiedlich sein. Bei der bevorzugten Ausführungsform,
bei weicher Schaumstoff-Trägerteilchen von sehr geringer Dichte, beispielsweise
offenzellige Polyurethan-Schaumstoffe mit einer vorgeformten Dichte von etwa 24
kg/m3 oder 32 kg/m3 (1 1/2 bis 2 pounds per cubicfoot),verwendet werden,
liegen die relativen Mengender verschiedenen Bestandteile vorzugsweise innerhalb
bestimmter Grenzen. So kann bei der Herstellung einer im wesentlichen homogenen
Schleifscheibe mit einem Außendurchmesser von 203,2 mm (:8") und einer Dicke von
50,8 mm (21#) die Masse der Schaumstoff-Trägerteilchen zwischen etwa 340;2g und
113,4 g (3/4 pound bis 1/4 pound), vorzugsweise zwischen-226,8 g und 2:83,5 g (1/2
bis 5/8 pounds), betragen. Gleichzeitig kann die Menge der Schleifinittelkörner
in Abhängigkeit von Korngröße,*Verwendung usw. innerhalb des Bereichs. von 226,80
bis 2 268 g (1/2 pound bis 5 pounds) liegen. Das Bindemittel ist dabei in bezug
auf die zum Binden der.Schäumstoff-Trägerteilchen zu einer zusammenhängenden Masse
in Abwesenheit der Schleifmittelkörner notwendige Menge in einem erheblichen Uberschuß
vorhanden.@Im wesentlichen in Abhängigkeit von der vorhandenen Schleifmittelkörnermenge
kann der Feststoffanteil des
Bindemittels im Bereich zwischen 149,69
und 453,59 g (1/3 bis 1 pound) liegen, wobei die bevorzugte Menge in den meisten
Fällen 226,80-g (1/2 pound) Bindemittelfeststoffe beträgt. In Abhängigkeit von der
vorgesehenen Verwendung lassen sich die verschiedensten Bindemittel und Gemische
aus ihnen verwenden. in einigen Fällen lassen sich beispielsweise Vinyl-Bindemittel,
wie Polyvinylazetat und Polyvinylbutyral verwenden. In anderen Fällen
lassen sich Epoxyharze mit hassenden Einstellmitteln (conditioning
agents), wie beispielsweise Weichmachern, verwenden. Die bevorzugten Bindemittel,
zumindest zum Zusammenfügen der Schaumstoff-Trägerteilchen, sind Bindemitel elastischer
oder eiastomerer. Natur. Besonders gute Ergebnisse wurden bei Verwendung elastischer
oder elastomerer Polyurethane erzielt. Im allgemeinen werden diese Elastomere aus
Aryldiisozyanaten und Polyolen hergestellt, die aus Diolen und Triolen mit höherem
Molekülargewicht ausgewählt werden. Gewöhnlich kann das Molekulargewicht der Diole
aus einem weiten Bereich von beispielsweise 62 bis 2000 ausgewählt werden. Die Triole
haben gewöhnlich ein Molekulargewicht zwischen etwa 675 und 5000. Falls eine weniger
biegsame, nachgiebige Bindung angeEtrebt wird, kann das Pölyurethan aus einer beispielsweise
zu einem Hauptteil aus Diolen und zu einem geringeren Anteil aus niedermolekularen
Triolen mit einem Molekulargewicht von beispielsweise weniger als 675 bestehenden
Zusammensetzung gebildet werden: Als Beispiel eines weniger biegsamen,
weniger
nachgiebigen Polyurethan sei hier Vultathan R-66-21 (Handelsbezeichnung: der Firma
"General Latex and Chemical Corporation",-Cambridge, Massachusetts) ein Polyur_ethan
mit etwa 6,6-Gewichtsprozent reaktiven Isozyanatgruppen erwähnt, das aus Toluoldiisozyanat
und einem Polyf-ropylenglykol (Molekulargewicht etwa 1000), Diäthylenglykol und
Trimethylolpropan enthaltenden Gemischhergestellt ist. Zum Erzielen einer passenden
Fließbarkeit enthält dieses Bindemittel mit 70 % Feststoffen ein Lösungsgemisch
aus Xylol und 2-Äthoxyäthanolazetat.
Als Beispiel eines biegsameren, nachgiebigeren Bindemittels
sei
hier Vultathan 15-S-9 (Handelsbezeichnung der Firma "General
Latex and Chemical Cori-@oration") erwähnt, ein Polyurethan
mit
etwa 9,5-Gewichtsprozent reaktiven Isozyanatgruppen, das aus
Toluoldiisozyanat und einem Gemisch aus Polyoxypropylenglykol
(Molekulargewicht etwa 2000) und Polyoxyr.ropylentriol (Molekular-
gewicht etwa 3000) hergestellt ist.
Ein weiteres Beispiel eines Bindemittels ist Vultathan
17-V-3-
(Handelsbezeichnung der Firma "General Latex and Chemical Cor-
poration").
Betbevorzugten Ausführungsformen der Erfindung wird vorzugs-
weise eine Kombination aus Überzugslösungen zum Aufbringen
des
Bindemittels auf die Schleifmittelkörner und die elastischen
Trägerteilchen verwendet. Eine erste, ziemlich viskose und klebrige
Überzugslösung wird zum Überziehen der Schleifmittelkörner verwendet, während eine
flüssigere und weniger klebrige zweite Überzugslösung mit besserer Deck= bzwö Benetzungskraft
zum Benetzen der elastischen Trägerteilchen verwendet wird. Man hat unerwartet festgestellt,
daß durch Verwendung. einer solchen Kombination aus Überzugslösungen eine gleichmäßigere
Verteilung der Schleifmittelkörner in dem Schleifkörper unter Beibehaltung einer
guten Elastizität zu erreichen ist: Bei dieser Ausführungsform ist ferner gewährleistet,
daß eine wesentliche Menge des Bindemittels auch nach dem Mischvörgang auf den Schleifmittelkörnern
zurückgehalten wird, so daß sie an der richtigen Stelle gehalten werden, was zu
einer größeren Haltbarkeit der Schleifmittelkörner führt. Diese Ausführungsform
hat sich bei Verwendung von Schleifmittelkörnern mit einer Korngröße von 0.25-mm
(60 mesh) und darüber als besonders zweckmäßig erwiesen. Im allgemeinen lassen sich
die weniger viskosen Überzugslösungen herstellen, indem man die erste Überzugslösung
einfach mit einem passenden Lösungsmittel verdünnt. Gewünschten-
falls können jedoch auch Überzugslösungen anderer Art
verwendet
werden. Bei einer besonders zweckmäßigen Ausführungsform dieser
Art enthält die erste Überzugsldsung ein Bindemittel, das zu
einer
starreren, jedoch immer noch elastischen,Bindung führt als
die
zweite Überzugslösung. Man hat festgestellt, daß die Verwendung
einer solchen Kombination von starren und weniger starren Binde-
mitteln zu einer allmählich übergehenden Bindung zwischen den
Schleifmittelkörnernund den-elastischen Trägerteilchen und
somit zu einem verbesserten Schleifkörper bei einer verbes-
serten Haftung der Schleifmittelkörner in dem Schleifkörper
führt
Weiter verbesserte Produkte lassen sich durch eine besondere
Behandlung der Schleifmittelkörner vor ihrem Kontakt mit dem
_
Bindemittel erreichen. So können beispielsweise die-Schleif-.
mittel körner vor ihrer Verbindung mit dem@Bndemittel erhitzt
werden. Dies hat den Vorteil der Feuchtigkeitsaustreibung,
so
daß--in den kleinflächigen Öffnungen Raum für das Eindringen
des Bindemittels geschaffen wird: Außerdem führt dieses Erhit-
zen zu einer-im wesentlichen durchgehenden formlosen Grenzfläche
zwischen dem Bindemittel und den Schleifmittelkörnern. Auch
hat
sich das Mischen der sich in erwärmtem Zustand befindenden
Schleifmittelkörner mit-dem Bindemittel als vorteilhaft erwiesen,
was nicht nur die Feuchtigkeit beseitigt, sondern außerdem
ein
anfängliches Abbinden des Bindematerials an der Grenzfläche
er-
mögliche, was, dazu beiträgt, daß das Bindematerial nach dem
Mischen mit den elastischen Schaumstoff-Trägerteilchen an:
der
Grenzfläche haftet.
Was das Bindemittel ferner betrifft, so ist es im vorliegenden
Fälle allgemeinerwünscht,. daß das Bindemittel zwischen den
.Schleifmittelkörnern und den Schaumstoff-Trägerteilchen eine:
durchgehende Brücke bildet, d. h. daß das Bindemittel im wesentlichen
ungeschäumt ist. Sofern das Bindemittel Urethan ist, kann das Bilden einer durchgehenden
Brücke zwischen den Schleifmittelkörnern und den Schaumstoff-Trägerteilchen erfolgen,
indem man bekannte, nicht schäumende Abbindesysteme verwendet, beispielsweise die
aktiven Isozyanatgruppen des Urethans mit den Polyolen, beispielsweise den Diolen,
zur Reaktion bringt. Sofern bei dem Abbinden Wasser verwendet wird, kann ein Schäumen
durch Vermeiden der Verwendung von Schaumstabilisierungsmitteln unterdrückt werden.
Außerdem bewirken die Verdichtungskräfte der Form ein Unterdrücken jeglicher Schäumungsneigung.
Ferner ist es möglich, die Schaumbildung zu verringern, indem man während des Mischvorgangs
zum Abführen gasförmiger Produkte ein Vakuum anwendet. Zum Bilden einer bevorzugten
Ausführungsform ist ein wie folgt ablaufender bevorzugter Mischvorgang für die einzei-nen
Bestandteile des Gemischs vorgesehen: 1. Einbringen einer vorbestimmten großen Menge
Schleifmittelkörner in einen Mischer. 2. Während des Mischens ein erstes Bindemittel
in nicht abgebundenem viskosem klebrigem Zustand zusetzen, bis die Schleifmittelkörner
im wesentlichen benetzt sind. 3. Darauf als freigestellter Schritt des Mischvörgangs
bei weiterem Mischen Zusetzen eines verhältnismäßig flüssigen zweiten
Bindemittels,
ebenfalls in nicht abgebundenem flüssigem Zustand. 4. Einbringen einer vorbestimmten
Menge vorgeformter Schaumstoff-Trägerteilchen bei Mischen mit niedrigerer Drehzahl.Still another advantage of the invention, which is of particular economic importance, resides in the fact that foam scrap, such as cuttings and scraps of urethane foam having a density of 32 kg / m3 (2 pounds per cubic foot), is deposited on the Can be crushed desired size, and preferably, into balls or cubes having a diameter on the order of 1 3 to 1.6 mm (1/2 inch to 1 / 16th inch) Yet another feature of the invention is simplicity and Convenience of controlling the molding process. According to the preferred method according to the invention, a large number of individual, preformed, elastic foam carrier particles are first prepared, preferably foams of the urethane or vinyl group from the point of view of tear resistance. These foams are preferably selected from foams with a cushioning material weight, such as foams for upholstery, cushions and other upholstery, and very particularly preferably from waste foams, an open-cell urethane foam with a density in the order of magnitude of 32 kg / m3 ( 2 pounds of the cubic foot) used. The foam can be processed both as waste and in pieces in its solid, shaped state by means of known grinding or crushing machines and brought to the size suitable for the particular use. There is a lower limit on the size of the major part by weight of the carrier particles, although it depends somewhat on the particular use. A substantial number of freely compressible cells must be created in the finished abrasive article, each individual cell in the abrasive article having to be displaceable with respect to another in order to achieve the desired properties, although of course some of the cells on the outer periphery of each carrier particle are due to the presence of binding material are not very free. On the other hand, depending on the intended
use a limit on the size of the weight
moderate @ major part of the preformed foam carrier particles.
Your preformed size-determined under any given
Pressure conditions their size in the compressed state and the
Uniformity of the distribution of the abrasive grains: The
1ä @ siüe 3ereich is different, but lie in many
in favorable cases the sizes of the major part of the weight
Träqerte_ -chen within the range of 1.6 to 13.0 mm (1/16
inch to 1/2 inch @ and preferably in the range from 3.0 to 10.0 mm
(i / 8 to 3l8 inch). -
In view of the large number of abrasives used- '
grains, the grain size can be over a particularly wide range
be different. This is beneficial as the possibility
the use of fairly heavy and large abrasive grains,
namely for the execution of pattern sanding work, is desired.
In any case, however, the individual grain size is considerably smaller
than the size of the carrier particles in their uncompacted and
even in their condensed state.
As far as the binder is concerned, at least the elastic
between carrier particles directly binding part of the binder
of a flexible, resilient type, this part being preferred
is more than half the weight of the binding material. As
As discussed in more detail below, the binder adjacent to the abrasive grains may conveniently be less pliable and compliant, but still retain a limited degree of pliability and compliance. At least in the area of the abrasive grains, the binder must
tough and break-proof, whereby it is generally during the mixing
the process must be very sticky in order to ensure that it is evenly distributed
to bring about, which in the case of abrasive grains with larger dimensions
sung is particularly important.
In general, when using two binders, what is one
preferably, the first binder is applied to the abrasive grains
applied sticky viscous binder and the second one
elastic binder, which is less sticky and viscous,
but has a greater wettability. Expedient
Needless to say, the first binding agent creates a more rigid bond.
at than the second.
The weight ratio between binder solids and foam
substance carrier particles should be at least 1: 5 according to the invention,
generally being the total weight of the binder solids
in the grinding area of the grinding wheel in the order of magnitude of
1/5 or more of the weight of the abrasive grains.
The proportions of the three main components of the grinding area, ie,
the foam elastic backing particles, abrasive grains, and binder can vary widely depending upon the particular use envisaged for the end product and the specific nature of the particular ingredients used. In the preferred embodiment, very low density soft foam carrier particles, for example open cell polyurethane foams with a preformed density of about 24 kg / m3 or 32 kg / m3 (1 1/2 to 2 pounds per cubic foot), are used, the relative amounts of the various ingredients are preferably within certain limits. For example, when producing a substantially homogeneous grinding wheel with an outside diameter of 203.2 mm (: 8 ") and a thickness of 50.8 mm (21 #), the mass of the foam carrier particles can be between about 340; 2g and 113.4 3/4 pounds to 1/4 pounds, preferably between 1/2 to 5/8 pounds, preferably between -226.8 g and 2: 83.5 g , * Use, etc., be within the range of 226.80 to 2268 g (1/2 pound to 5 pounds) The binder is relative to that used to bind the foam carrier particles into a coherent mass in the absence of the Abrasive grains present in a substantial excess. Depending on the amount of abrasive grains present, the solids content of the binder can be in the range between 149.69 and 453.59 g (1/3 to 1 pound), the preferred amount being the Most cases 1/2 pound (226.80 g) of binder solids ffe is. Depending on the intended use, a wide variety of binders and mixtures of them can be used. in some cases, for example, vinyl binders such as polyvinyl acetate and polyvinyl butyral can be used. In other cases epoxy resins can be treated with hating adjustment means (conditioning
agents) such as plasticizers. The preferred binders, at least for joining the foam carrier particles together, are more elastic or elastomeric binders. Nature. Particularly good results have been achieved when using elastic or elastomeric polyurethanes. Generally, these elastomers are made from aryl diisocyanates and polyols selected from higher molecular weight diols and triols. Usually the molecular weight of the diols can be selected from a wide range of, for example, 62 to 2,000. The triols usually have a molecular weight between about 675 and 5000. If a less flexible, compliant bond is desired, the polyurethane can consist of, for example, a major part of diols and a minor proportion of low molecular weight triols having a molecular weight of, for example, less than 675 Composition are formed: As an example of a less flexible, less resilient polyurethane Vultathan R-66-21 (trade name: the company "General Latex and Chemical Corporation", - Cambridge, Massachusetts) is a polyurethane with about 6.6 percent by weight reactive isocyanate groups mentioned, which is made from toluene diisocyanate and a mixture containing polyethylene glycol (molecular weight about 1000), diethylene glycol and trimethylol propane. To achieve proper flowability, this 70 % solids binder contains a mixed solution of xylene and 2-ethoxyethanol acetate. As an example of a more pliable, more pliable binder, consider
here Vultathan 15-S-9 (trade name of the company "General
Latex and Chemical Cori- @ oration ") mentioned, a polyurethane with
about 9.5 percent by weight reactive isocyanate groups that consists of
Toluene diisocyanate and a mixture of polyoxypropylene glycol
(Molecular weight about 2000) and polyoxyrropylenetriol (molecular
weight about 3000) is made.
Another example of a binder is Vultathan 17-V-3-
(Trade name of the company "General Latex and Chemical Cor-
poration ").
Preferred embodiments of the invention are preferred
wise a combination of coating solutions for applying the
Binder on the abrasive grains and the elastic
Carrier particles used. A first, fairly viscous and tacky coating solution is used to coat the abrasive grains, while a more fluid and less tacky second coating solution with better coverage or wetting power is used to wet the resilient carrier particles. It has unexpectedly been found that by using. With such a combination of coating solutions, a more even distribution of the abrasive grains in the abrasive body can be achieved while maintaining good elasticity: In this embodiment, it is also ensured that a substantial amount of the binder is retained on the abrasive grains even after the mixing process, so that it adheres to the in the correct place, which leads to greater durability of the abrasive grains. This embodiment has proven particularly useful when using abrasive grains with a grain size of 0.25 mm (60 mesh) and above. In general, the less viscous coating solutions can be prepared by adding the first coating solution simply diluted with a suitable solvent. Desired-
however, other types of coating solutions can also be used if necessary
will. In a particularly expedient embodiment of this
Art, the first coating solution contains a binder that leads to a
more rigid, but still elastic, bond than that
second coating solution. It has been found that the use
such a combination of rigid and less rigid binding
mediate to a gradually merging bond between the
Abrasive grains and the elastic carrier particles and
thus to an improved grinding wheel with an improved
serten adhesion of the abrasive grains in the abrasive article
leads
Further improved products can be made possible by a special
Treatment of the abrasive grains before they come into contact with the _
Reach binder. For example, the grinding.
medium grains are heated before they are bonded to the binder
will. This has the advantage of expelling moisture, so
that - in the small-area openings space for penetration
of the binder is created: In addition, this heating
zen to an essentially continuous shapeless interface
between the binder and the abrasive grains. Also has
the mixing of those in a heated state
Abrasive grains with-the binder proved to be advantageous,
which not only removes moisture, but also a
initial setting of the binding material at the interface
possible what, contributes to the fact that the binding material after the
Mix with the elastic foam carrier particles: the
Interface adheres.
As for the binder further, it is here
Cases generally desired. that the binder between the
Abrasive grains and foam backing particles:
forms a continuous bridge, ie that the binder is essentially unfoamed. If the binder is urethane, a continuous bridge can be formed between the abrasive grains and the foam carrier particles by using known, non-foaming setting systems, for example the active isocyanate groups of the urethane with the polyols, for example the diols, to react. If water is used in setting, foaming can be suppressed by avoiding the use of foam stabilizers. In addition, the compression forces of the mold suppress any tendency to foam. It is also possible to reduce foaming by using a vacuum to discharge gaseous products during the mixing process. To form a preferred embodiment, a preferred mixing process for the individual constituents of the mixture is provided as follows: 1. Introducing a predetermined large amount of abrasive grains into a mixer. 2. While mixing, add a first binder in an uncured viscous tacky state until the abrasive grains are substantially wetted. 3. Then, as an optional step of the mixing process, with further mixing, adding a relatively liquid second binder, also in a non-set liquid state. 4. Introducing a predetermined amount of preformed foam carrier particles while mixing at a slower speed.
In den meisten Fällen sollte die Menge ausreichen, um in verdichtetem
Zustand mehr als die Hälfte des Volumens des Schleifkörpers auszufüllen. 5. Einbringen
eines verhältnismäßig biegsamen, nachgiebigen zweiten Bijademittels zugleich mit
den Schaumstoff-Trägerteilchen, wobei dieses Bindemittel flüssiger ist als das erste
Bindemittel. 6. Gründlich mischen und 7. das Gemisch in eine Form einbringen, in
einem vorbestimmten Ausmaß verdichten und das Bindemittel abbinden lassen, beispielsweise
durch Erwärmen während des Verdichtens der Masse. Durch den im vorstehenden unter
1 bis 7 näher beschriebenen Misch-
vorgang ist gewährleistet, daß das Bindematerial auf die Schleif-
mittelkörner konzentriert wird. Dadurch werden sie klebrig, und man hat festgestellt,
daß die gewälzten Trägerteilchen während
des Mischvorgangs die Schleifmittelkörner aufnehmen und sie
durch
das ganze Gemisch gleichmäßig verteilen. offensichtlich wird
für
jedes aufgenommene Schleifmittelkorn zwischen dem Schleifmittelkorn
und den Schaumstoffzellen eine- Brücke aus Bindemitteln ge-. bildet. In der Form
ist bei Anwendung des Verdichtungsdrucks gewährleistet, daß die Bindemittelbrücke
einer Verdichtung unterworfen und somit eine Druckbindung gebildet wird. Gleichzeitig
ist gewährleistet, daß das zwischen einander benachbarten Trägerteilchen eingefügte
Bindemittelmaterial die Trägerteilchen mittels Druckbindung zusammenfügt. Dadurch,
daß sie von gebundenen Trägerteilchen umgeben sind, werden viele der eigentlichen
Trägerteilchen beim Herausnehmen der Masse aus der Form im Zustand erheblicher Verdichtung
gehalten. Auch sei bemerkt, daß die Teile der elastischen Zellen dadurch, daß nur
eine begrenzte Bindemittelmenge vorhanden ist, die so aufgebracht wird, daß sie
selbst bei offenzelligen Schaumstoffen am Außenumfang der Trägerteilchen verbleibt,
in dem jeweiligen Schaumstoff-Trägerteilchen selbst dann ihre gegenseitige Bewegungsfreiheit
behalten, wenn sie einander berühren. Somit können sich die Teile der Zellen bei
Gebrauchsbeanspruchung zueinander verschieben und sich nach der Beanspruchungsrichtung
ausrichten, indem sie so ein elastisches Verformen des Schleifkörpers zulassen.
Fig. 1 zeigt in schematischer Darstellung ein einzelnes vorgeforn-
tes abgebundenes
offenzeiliges Urethanschaumstoff-Trägerteilchen 10
in vergrößertem
Maßstabe. Das Trägerteilchen ist von im wesentlichen unregelmäßiger Form und hat
eine maximale Abmessung oder einen maximalen Durchmesser D in der Größenordnung
von 13,0 bis 1,6 mm und eine ebenfalls in dieser Größenordnung liegende minimale
Abmessung D1. Fig. 1 zeigt in ihrer Mitte einen Kreis, der das Okular eines Mikroskopes
mit erheblicher Vergrößerung darstellt und in dem die dünnen, miteinander gänzlich
verbundenen Rippen 12 des offenzelligen Schaumstoffs veranschaulicht sind. Die Rippen
sind in abgebundenem Zustand massiv und elastisch und voneinander unabhängig frei
streckbar. Außerdem bieten sie einen gewissen Grad von Widerstand gegenüber einer
Verdichtung, wobei, wenn sie zusammen verdichtet werden, der Verdichtungswiderstand
wesentlich größer ist, so daß es möglich ist, über die Trägerteilchen aus Schaumstoff
eine Verdichtungskraft auf das sich auf den Schleifmittelkörnern befindende Bindemittel
zu übertragen. Fig. 2 zeigt in schematischer Darstellung und in vergrößertem Maßstabe
eine Masse Schleifkörner 14, die je mit einem Überzug aus einem noch nicht völlig
abgebundenen Bindemittel 16 versehen sind. Fig. 3 zeigt in schematischer Darstellung
und vergrößertem Maßstabe zwei einzelne vorgeformte Schaumstoff-Trägerteilchen 10,
10', an welchen verteilt eine Anzahl der Schleifmittelkörner 14 mit Hilfe des vorher
auf die schleifmittelkörner aufgebrachten
Bindemittels haften.In most cases, the amount should be sufficient to fill more than half of the volume of the grinding tool when compacted. 5. Introducing a relatively flexible, resilient second bijade at the same time as the foam carrier particles, this binder being more liquid than the first binder. 6. Mix thoroughly and 7. Pour the mixture into a mold, compact it to a predetermined extent and allow the binder to set, for example by heating while the mass is compacted. Through the mixing process described in more detail under 1 to 7 above process ensures that the binding material on the grinding
medium grain is concentrated. This makes them sticky and it has been found that the carrier particles rolled during during the mixing process, pick up the abrasive grains and pass them through
distribute the whole mixture evenly. becomes obvious for
Each abrasive grain picked up between the abrasive grain and the foam cells creates a bridge of binders. forms. When the compaction pressure is applied in the mold, it is ensured that the binder bridge is subjected to compaction and thus a pressure bond is formed. At the same time it is ensured that the binder material inserted between adjacent carrier particles joins the carrier particles together by means of pressure bonding. Because they are surrounded by bound carrier particles, many of the actual carrier particles are kept in a state of considerable compression when the mass is removed from the mold. It should also be noted that the parts of the elastic cells, due to the fact that only a limited amount of binder is present, which is applied in such a way that it remains on the outer circumference of the carrier particles even with open-cell foams, then retain their mutual freedom of movement in the respective foam carrier particles, when they touch each other. In this way, the parts of the cells can move relative to one another during use and align themselves with the direction of stress by allowing elastic deformation of the grinding wheel. 1 shows a schematic representation of a single, preformed, tied, open-line urethane foam carrier particle 10 on an enlarged scale. The carrier particle is substantially irregular in shape and has a maximum dimension or maximum diameter D in the order of 13.0 to 1.6 mm and a minimum dimension D1 of the order of magnitude as well. Fig. 1 shows in its center a circle which represents the eyepiece of a microscope with considerable magnification and in which the thin, completely connected ribs 12 of the open-cell foam are illustrated. When tied, the ribs are solid and elastic and can be freely stretched independently of one another. They also offer a certain degree of resistance to compaction, and when they are compacted together the compaction resistance is much greater so that it is possible to impart a compaction force to the binder on the abrasive grains via the foam backing particles. 2 shows, in a schematic representation and on an enlarged scale, a mass of abrasive grains 14, each of which is provided with a coating of a binding agent 16 that has not yet fully set. 3 shows, in a schematic representation and on an enlarged scale, two individual preformed foam carrier particles 10, 10 ', to which a number of abrasive grains 14 adhere with the aid of the binder previously applied to the abrasive grains.
An den Trägerteilchen sind außerdem -mehrere dünne Massen 18 aus zusätzlichem
Bindemittel dargestellt, das im Vergleich zu dem auf die Schleifmittelkörner aufgebrachten
Bindemittel 16 vorzugsweise verhältnismäßig biegsam ist. Fig. 4 zeigt zwei einander
gegenüberliegende FormpreßG)latten 20, 22, die zwangsläufig zusammengepreßt werden
und zwischen denen sich eine große Anzahl der einzelnen Trägerteilchen 10 befindet,
die auf ihrem Außenumfang mit Hilfe des Bindemittels 16 eine noch größere Anzahl
Schleifmittelkörner 14 und außerdem die dünnen Massen 18 aus zusätzlichem Bindemittel
tragen. Wie gezeigt, sind die Trägerteilchen infolge des durch die Preß-Platten
20, 22 ausgeübten Drucks auf erheblich kleinere Abmessungen verdichtet. Es leuchtet
ein, daß das Gemisch auf allen Seiten der Form abgegrenzt ist und es werden, da
es sich im wesentlichen wie eine Flüssigkeit verhält, in allen Richtungen Druckkräfte
ausgeübt und somit die vorgeformten Trägerteilchen in allen Richtungen auf erheblich
kleinere Abmessungen verformt. Es leuchtet also ein, daß während des Mischvorgangs,
bei welchem die Trägerteilchen nicht so stark verdichtet waren, sie eine wesentlich
größere Fläche boten, an welcher die Schleifmittelkörner 14 und die zusätzlichen
Bindemittelmassen 18 haften konnten.
Jedoch wird im Verlaufe des
Formvorgangs unter dem erheblichen Verdichtungsdruck der Form die Umfangsfläche
des Trägerteilchens erheblich verringert, so daß das Verhältnis von Bindemittel
zu Fläche zunimmt und die-Bindemittelmassen 16 und 18 wirksam werden, um bei ihrem
Abbinden das gesamte zusammengesetzte Gebilde in sich zu binden. Zusätzlich zu der
Tatsache, daß die Deck- oder Benetzungsfähigkeit mit Hilfe der verhältnismäßig geringen
Menge des ziemlich teueren Bindemittels erreicht wird, führt die Verdichtung außerdem
noch zu Vorteilen hinsichtlich der Festigkeit der Bindung zwischen den Trägerteilchen
untereinander und zwischen den Schleifmittelkörnern und den Trägerteilchen. Fig.
5 zeigt Teile von Trägerteilchen 10 und 10', zwischen weichen ein Schleifmittelkorn
14 eingeschlossen ist. Der über die verdichteten Trägerteilchen
10 und 10' ausgeübte Druck der Formpreßplatten 20, 22 (Fig.
4)
bewirkt einen Druckkontakt zwischen dem Außenumfang der Träger-
teilchen und dem Bindemittel 16 und außerdem zwischen
der Ober-
fläche der Schleifmittelkörner 14 und dem Bindemittel, woraus
sich eine Bindung mit pro Querschnittsflächeneinheit erheblich
höherer Festigkeit ergibt, als sie beim Fehlen des erheblichen
Drucks erreicht werden würde, der dadurch möglich ist, daß
die
Zellstruktur des Schaumstoffs vorher gebildet worden
ist.
Fig. 5a zeigt gestrichelt in schematischer Darstellung
eine
offene Zelle eines abgebundenen Schaumstoffs, die aus einer
Anzahl Rippen 30 besteht, die so zusammengefügt sind, daß sie
eine dreidimensionale Zelle bilden, obwohl sie in Fig. 5a nur
als Fünfeck dargestellt ist. Bei der gemäß Fig. 4 erreichten Verdichtung wird die
Zelle elastisch verformt, so daß erhebliche Teile der Rippen einander berühren,
wobei sie sich jedoch unter dem Einfluß einer Arbeitsbeanspruchung frei voneinander
trennen oder gegeneinander bewegen können. Es leuchtet ein, daß nach dem Abbinden
beim Aufheben des Drucks der Form der Schleifkörper sich infolge der durch das Bindemittel
bewirkten Einschränkung nicht wesentlich ausdehnt. Trotzdem sind viele der im Inneren
der Trägerteilchen liegenden Zellen, da sie ungebunden und elastisch geblieben sind
und unter Verdichtungsdruck stehen, bestrebt, sich auszudehnen, so daß sie auf das
abgebundene Bindemittel einen Druck ausüben und somit ein vorgespannter Innenzustand
entsteht, von dem man. annimmt, daß er zu den günstigen Eigenschaften des Schleifkörpers
beiträgt. Fig. 6 zeigt eine Bindung entsprechend Fig. 5 mit der Ausnahme, daß der
bevorzugte mehrfache Überzug aus Bindemittel auf das Schleifmittelkorn 14 vorher
aufgebracht worden war, so daß der Außenumfang des nachgiebigen Trägerteilchens
an einem verhältnismäßig biegsameren, nachgiebigeren Bindemittel 18 gebunden ist
als das starre Schleifmittelkorn 14, das durch das Kontaktbindemittel 16 gebunden
ist. Die Grenzfläche zwischen den beiden Bindemittelmassen führt zu einem geringeren
Unterschied (Gegensatz) in der Biegsamkeit, als es entweder die Grenzfläche
zwischen
dem Trägerteilchen 10 und dem Kontaktbindemittel 16 oder die Grenzfläche zwischen
dem Schleifmittelkorn und dem biegsamen, nachgiebigen Bindemittel tun würde, so
daß folglich eine verbesserte Bindung erreicht wird. Es ist klar, daß in den vorerwähnten
Figuren die Dicke des Bindemittels aus Gründen der Veranschaulichung etwas übertrieben
dargestellt ist. Es leuchtet jedoch ein, daß die Dicke des Bindemittels in der Nähe
der Schleifmittelkörner trotzdem von erheblichem Ausmaß sein kann, wobei das Bindemittel
zwischen dem Trägerteilchen 10 und dem jeweiligen Schleifmittelkorn 14 sandwichartig
angeordnet ist und gehalten wird. Somit ist klar, daß die Festigkeit und die Reißfestigkeit
der erreichten Bindung erheblich ist und folglich die Schleifmittelkörner sicher
gehalten werden. Der schwächste Bereich kann also das Trägerteilchen selbst sein,
wobei bei seinem Ausfall neue Schleifmittelkörner freigelegt werden. Fig. 7 zeigt
ein Werkstück 31, dem sich der biegsame nachgiebige Schleifkörper 26 gemäß der Erfindung
bei seiner Bewegung zum Verändern der Oberfläche des Werkstücks anpaßt. Diese Anpassungsfähigkeit
des Schleifkörpers ist mögl idi ohne Rücksicht darauf, ob die Form des Schleifkörpers
rad-, Scheiben-, block-, band- oder riemenartig usw. ist. Sie ist möglich bei der
Innenstruktur nach Fig. 4, jedoch ist in Fig. 7 eine geschichtete Innenstruktur
dargestellt.
Gemäß dieser Form der Erfindung wird eine-Schicht
L aus vorgeformten Schaumstoff-Trägerteilchen 10a gebildet (s. die durch den Kreis
bezeichnete Vergrößerung). Diese Schaumstoffteilchen werden aus ihrer ursprünglichen
Größe verdichtet und zu einer streifenförmigen Schicht ausgefl.acht, bei welcher
die ausgeflachten Ebenen nach der Ebene der Schicht im wesentlichen ausgerichtet
sind. Auf die Schaumstoffteilchen wird beim Verdichten nachgiebiges Bindematerial
18a aufgebracht, was bewirkt, daß sie druckgebunden in die Form der Schicht L gebracht
werden. Vorzugsweise werden nach der Bildung der Schicht L Schleifmittelkörner 14a
auf eine oder auf beide Seiten der Schicht aufgebracht und vorzugsweise unter Anwendung
von Druck mit Hilfe von Bindematerial.1 &a festgelegt,um eine Druckbindung zu
bilden. Eine solche Schleifmittelschicht kann für sich allein verwendet werden,
jedoch wird sie vorzugsweise mit gleichen Schichten zu einem sandwichartigen Gebilde
zusammengefügt, wobei die freiliegenden Kanten E der Schichten so orientiert sind,
daß sie-die Arbeitsfläche des Schleifkörpers bestimmen. Fig. 8 zeigt eine erfindungsgemäß
gebildete-Schleifscheibe.
Fig. 9 veranschaulicht einen SchleifkMrper, der so ausgebildet
ist, daß er eine Arbeitsfläche 40 und einen Griff 42 aufweist
und folglich zum Schmirgeln und Polieren von Hand geeignet
ist.
Eine solche Ausführung kann aus zwei Schaumstoffstücken geformt
werden, von denen nur eines Schleifmittelkörner enthält und den die Arbeitsfläche
40 abgrenzenden unteren Teil bildet.A plurality of thin masses 18 of additional binder are also shown on the carrier particles, which is preferably relatively flexible compared to the binder 16 applied to the abrasive grains. Fig. 4 shows two opposing compression molding slats 20, 22, which are inevitably pressed together and between which there is a large number of the individual carrier particles 10, which on their outer circumference with the aid of the binder 16 an even larger number of abrasive grains 14 and also the thin ones Carry masses 18 of additional binder. As shown, the carrier particles are compacted to considerably smaller dimensions as a result of the pressure exerted by the press plates 20, 22. It is clear that the mixture is delimited on all sides of the mold and, since it behaves essentially like a liquid, compressive forces are exerted in all directions and thus the preformed carrier particles are deformed in all directions to considerably smaller dimensions. It is therefore evident that during the mixing process, in which the carrier particles were not so strongly compressed, they offered a much larger area to which the abrasive grains 14 and the additional binder masses 18 could adhere. However, in the course of the molding process, under the considerable compression pressure of the mold, the peripheral area of the carrier particle is considerably reduced so that the ratio of binder to area increases and the binder compositions 16 and 18 are effective to bind the entire composite structure in itself when they set . In addition to the fact that the covering or wettability is achieved with the aid of the relatively small amount of the rather expensive binder, the compaction also leads to advantages in terms of the strength of the bond between the backing particles and between the abrasive grains and the backing particles. Fig. 5 shows parts of carrier particles 10 and 10 ', between which an abrasive grain 14 is enclosed. The one about the compacted carrier particles 10 and 10 'pressure exerted by the compression molding plates 20, 22 (Fig. 4)
causes pressure contact between the outer circumference of the carrier
particles and the binder 16 and also between the upper
surface of the abrasive grains 14 and the binder, from which
a bond with per unit cross-sectional area is considerable
results in higher strength than in the absence of the considerable
Pressure would be achieved, which is possible because the
Cell structure of the foam has been previously formed.
Fig. 5a shows a dashed line in a schematic representation
open cell of a bonded foam that consists of a
Number of ribs 30, which are joined together that they
form a three-dimensional cell, although it is only shown as a pentagon in FIG. 5a. In the compression achieved according to FIG. 4, the cell is elastically deformed so that considerable parts of the ribs touch one another, but they can freely separate from one another or move against one another under the influence of a work load. It will be understood that after setting, when the mold is relieved of pressure, the abrasive article does not expand significantly due to the restriction imposed by the binder. Nevertheless, many of the cells inside the carrier particles, since they have remained unbound and elastic and are under compression pressure, tend to expand so that they exert a pressure on the bound binding agent and thus a prestressed internal state arises from which one. assumes that it contributes to the favorable properties of the abrasive article. Fig. 6 shows a bond similar to Fig. 5 except that the preferred multiple coating of binder was previously applied to the abrasive grain 14 so that the outer periphery of the compliant carrier particle is bonded to a relatively more pliable, more compliant binder 18 than the rigid Abrasive grain 14 bonded by contact binder 16. The interface between the two binder compositions results in a smaller difference (contrast) in flexibility than either the interface between the carrier particle 10 and the contact binder 16 or the interface between the abrasive grain and the pliable, compliant binder, so that consequently one would improved binding is achieved. It is clear that in the aforementioned figures the thickness of the binder is somewhat exaggerated for the sake of illustration. It will be appreciated, however, that the thickness of the binder in the vicinity of the abrasive grains can nonetheless be substantial, with the binder being sandwiched between the carrier particle 10 and the respective abrasive grain 14. Thus it is clear that the strength and tear resistance of the bond achieved is substantial and consequently the abrasive grains are securely held. The weakest area can therefore be the carrier particle itself, with new abrasive grains being exposed if it fails. Fig. 7 shows a workpiece 31 to which the flexible, resilient abrasive body 26 of the invention adapts as it moves to change the surface of the workpiece. This adaptability of the grinding wheel is possible regardless of whether the shape of the grinding wheel is like a wheel, disk, block, belt or belt, etc. It is possible with the internal structure according to FIG. 4, but FIG. 7 shows a layered internal structure. According to this form of the invention, a layer L is formed from preformed foam carrier particles 10a (see the enlargement indicated by the circle). These foam particles are compressed from their original size and flattened into a strip-shaped layer, in which the flattened planes are essentially aligned with the plane of the layer. Resilient binding material 18a is applied to the foam particles during compaction, which causes them to be brought into the shape of layer L in a pressure-bonded manner. Preferably, after the formation of the layer L, abrasive grains 14a are applied to one or both sides of the layer and preferably secured with the application of pressure with the aid of binding material.1 & a to form a pressure bond. Such an abrasive layer can be used on its own, but it is preferably joined together with the same layers to form a sandwich-like structure, the exposed edges E of the layers being oriented in such a way that they determine the working surface of the abrasive article. 8 shows a grinding wheel formed in accordance with the invention. Figure 9 illustrates an abrasive article so formed
is that it has a work surface 40 and a handle 42
and therefore suitable for hand sanding and polishing.
Such an embodiment can be formed from two pieces of foam, only one of which contains abrasive grains and forms the lower part delimiting the work surface 40.
Es folgen im nachstehenden ausgewählte Beispiele, die außerdem zur
Veranschaulichung der hervorragenden Eigenschaften der Erfindung dienen:
Beispiel I
Es wurde gemäß dem nachstehenden Verfahren eine Schleifscheibe
gebildet: 1. 1,464 kg (3-1./4 pounds) Siliziumkarbid-Schleifmittelkörner mit einer
60 grit-Korngröße wurden in einen Mischer, beispielsweise einen Hobart-Umlaufmischer,
eingebracht.
2. Im Verlaufe des Mischvorgangs wurden s9 g (:0,13 pounds)
unab-
bundenes Urethan-Bindemittel in den Mischer eingebracht,: und
zwar ein als R-66-21 "Vultathane" (70 % Feststoff) bekanntes,
von der Firma "General Latex and Chemical Corporation", Cambridge, Massachusetts,
auf den Markt gebrachtes Bindemittel,` Das Bindemittel ist klebrig und viskos und
hat in abgebundenem Zustand eine hohe Festigkeit. 3. Nach gründlichem Mischen wurde
ein zweites unabgebundenes Bindemittel
in einer Menge von 149,7
g (0,33 pounds) eines verhältnismäßig elastischen mit Mineralspiritus verdünnten
Urethans, und zwar ein ebenfalls von der Firma "General Latex and Chemical Corporation"
auf den Markt gebrachtes, als 15-5-9Q "Vultathane" bekanntes Bindemittel mit 75
Feststoff zugesetzt: 4. Als vorangehender Verfahrensschritt wurden 226,8 g (1/2
pound) vorher abgebundener Polyurethan=Schaumstoff mit einer Dichte in der Größenordnung
von 32 kg/m3 (2. pounds per cubic foot) in Form von stückigem offenze:Tligem Polsterschaumstoffabfall
vorbereitet, der zu einzelnen Trägerteilchen mit einem durch= schnittlichen Durchmesser
von 3,2 mm (1/8 inch)' zerkleinert wurde. Zu diesem Zweck kann ein von der Firma
Scottdel, Inc., Swanton,*Ohio, hergestellter fScottdel Impact Grinder" (Scottdel
Schlagmühle) verwendet werden. Die vorgeformten Schaumstoff-Trägerteilchen wurden'während
der Mischer bei niedriger Drehzahl arbeitete, in den Mischer allmählich eingebracht.
5. Zugleich mit dem Verfahrensschritt 4 wurden weitere 349,3 g (0,77 pounds) 15-S-9Q
"Vultathane" in den Mischer 'allmählich eingebracht und somit auf die Oberflächen
der Trägerteilchen aufgebracht.
6. Nach Zusetzen von 149,7 g (0,33
pounds) Wasser und Durchrühren für die-Dauer von 4 Minuten seit Beginn des Zusetzens
der Schaum-Stoffteilchen wurde das Gemisch in eine Ringform mit einem Aussendurchmesser
von 254 mm (1010) und einem Innendurchmesser-von 69,85 mm (2 3/4") eingebracht.
Das gesamte Gemisch wurde auf eine vorbestimmte Dicke (axiale Abmessung) von 50,8
mm (211) verdichtet. Bei dieser Verdichtung des - Gemischs wurde die Form in einen
Ofen gestellt und das Gemisch bei einer Tempe-@ ratur von ca: 177°C (350°F) 1,5
Stunden lang heißgehärtet, so daß das -Bindematerial in diesem verdichteten 'Zustand
zum Abbinden..gebracht wurde. Zum Schließen einer solchen Formist eine Kraft von
etwa 45 kg- (100 pounds) und, um sie -während des Abbindens geschlossen zu
halten, eine Klemmkraft von etwa 23 kg (50 pounds) erforderlich. Nach dem Herausnehmen
aus der Form wurde die Schleifscheibe zum Abschließen des Abbindevorgangs bei Umgebungsbedingungen
stehen gelassen: De so erhaltene Schleifscheibe zeigte eine durchschnittliche Elastizität
mit einer Eindrucktiefe 55 nach der Shore-Tabelle ''Ä'' (Instrumententyp A2), so
daß sie für Rundschleif- bzw. Umschleifarbeiten sowie als Schleifscheibe für allgemeine
Zwecke, d; h. zur Erzeugung einer mattierten Oberfläche an Metallen, zum Abgraten
von Metallen und zum Schmirgeln von Holz geeignet ist.
jedoch bei
den nachstehend aufgeführten Änderungen in den einzelnen Verfahrensschritten: 1.
907,2 g (2 pounds) Siliziumkarbid mit einer 60 grit-Korngröße, 2. 149,7 g (0,33
pounds) R-66-21,-3. ausgelassen,
4. die gleiche Menge und die gleiche Art gemahlenen Abfall-
schaumstoffes wie im Beispiel 1,
5. 199,6 g (0,44 -01indS) 1 5-S-9Q,
6. 149,7 g (0,33 Sounds) Wasser, Verdichten in einer Ringform
mit einem Außendurchmesser von 203,2 mm (8") und einem
Innendurchmesser von 69,85 mm (2 3/4") auf eine Dicke von
50,80 mm (2") und Heißhärten bei ca. 177,O0C..(3500F)
für
die Dauer von einer Stunde..
Die so erhaltene Schleifscheibe zeigte eine Eindrucktiefe 75 nach der Shore-Tabelle
"A" und eignete sich zu flachschleifarbeiten. Beispiel 3
Wieder gemäß Beispiel
1
1. 1,134 kg (2 1/2 =ounds) Siliziumkarbid mit einer 60 grit-
Korngröße,
2. 99,79 9 (0,22 1#ounds) R-66-21,
3 : 99v79 Q (0,22 j ounds) 1 5-5-9Q,
4. 340,19 Q (3/4 -, ound) Vinvischaumstoffabfall mit einer
Dichte
von etwa 96 kg/m3 (6 vounds i er cübic foot) auf die allge-
meine Form von Würfeln mit 12,7 mm (1/2" length-) Kantenlänge
zerkleinert,
5. ausgelassen,
G . 149,7 a (0,33 t,ounds) Wasser, Verdichten auf die
gleiche
Größe und in die gleiche Form wie gemäß Beispiel 2 mit
anschließendem Heißhärten bei ca. 177°C (35OoF) für die
Dauer von 2 Stunden.
Die erhaltene Schleifscheibe zeigte eine unregelmäßige Oberfläche
bei einer durchschnittlichen Eindrucktiefe 60 nach der Shore-
Tabelle "A". Die Schleifscheibe war geeignet für Schleifarbeiten
an Holz sowie an Eisen- und Nichteisenmetallen. Sie zeigte
eine
angriffsfreudige Schneidwirkung und eine ausgezeichnete Abnutzungs-
eigenschaft
Beispiel 4
Gemäß Beispiel 1 bei folgenden Abänderungen:
1,36 kg (3 pounds) Aluminiumoxid mit 60 grit-Korngröße, 2. 199,58 g (0,44 pounds)
15-5-9Q; 3. ausgelassen, 4. 453,6 g (1 pound) Schaumstoff-Trägerteilchen nach Beispiel
1, 5. 299,4 g (0,66 pounds) R-66-21,
6. 199,6 9(0,44 pounds) Wasser, Verdichten bei leichtem Druck
in einer Ringform mit einem Außendurchmesser von 254 mm
(10'°) und einem Innendurchmesser von 69,85 mm (2 3/4") sowie
einer Dicke von 101,6 mm @(4") mit anschließendem Heißhärten
-- für die Dauer von 3,5 Stunden bei ca. 163®C (3250F).
Die erhaltene Schleifscheibe zeigte eine erhebliche Elastizität
und Biegsamkeit bei einer geschätzten Härte von 35 nach der
Shore-
Tabelle "All. Sie eignete sich bei niedrigen Drehzahlen
sehr gut
zu dekorativer Oberflächenbearbeitung von gekrümmten Metallflächen,
zum leichten Schmirgeln von Holz-und zum Schrubben von Fußböden.
Es trat ein wesentlicher Verlust an Schleifmittelkörnern ein:,
jedoch blieb die Schleifscheibe noch wirksam.
Zum Erreichen verschiedener Eigenschaften und zum Verbessern
der rornhaftung kann man einzeln oder in verschiedenen Kombi-
nationen als. Ausgangsmaterial ein Vorpolymer verwenden oder,
man kann iatalysatoren verwenden oder die Abbindebedingungen
usw, verändern, wie es dem Fachmann für Bindemittel geläufig
ist .
Es sei bemerkt; daß.der Schaumstoff durch sein Begrenzen. auf
die
in den vorstehenden Beispielen angegebenen Abmessungen nach
dem
Abbinden um indestens 50 f .'erdichtet wird zum, Erreichen
der
Vorteile nach der Erfindung.
Ferner nehmen die Sehaumstoff-Trägertei chen den weitaus größten
Teil, ausgenommen den, durch die chle%#mttelkörner eingenommenen
Teil' des Volumen des Schleifkörpers ein, wobei sie
üblicherweise
sogax einen Hauptteil des Gesamtvälumena, einschließlich des
durch
die Schlelfmittelkörner eingenommenen Volumens, einnehmen.
Erf?ndun,gema_`.ß sind U.rethanschaumstoffahfälle, wie sie
bei der
Pols.temtbe7induatr.e anfallen, bevorzugt, de üblicherweise
offen-
3 Schaumstoffe mit einer Dichte zwischen 241cg/m# und
40 kg/m3
(1 1/2 bi- 9,2 1/2 pounds- per cubie Foot) sende jedoch körnen
in
Abhängigkeit von ihrer billigen Beschaffung und in einigen Fällen
von den gewünschten Eigenschaften auch andere Schaumstoffe verwendet Werden.
Die Polyurethan-Schaumstoffe sind in der Literatur als Produkte
aus rsozyanat-Reaktionen ausführlich beschrieben und stehen
als
Polyäther- und Polyesterurethane zur Verfügung.
Die Vinyl=Schaumstoffe sind ebenfalls ausführlich beschrieben
und
weitgehend verbreitet. Besonders zweckmäßige Vinyl-Schaumstoffe
sind Schaumstoffe aus Polyvinylchlorid. Für bestimmte Verwendun-
gen könne 'auch andere Schaumstoffe verwendet werden, von denen
hier Polyesterschaumstoffe erwähnt seien.
Es leuchtet ein, daß die Grundprinzipien der Erfindung, obwohl sie z'. Zt. vorzugsweise
in der beschriebenen gleise verwendet
werden, einen weiteren Verwendungsbereich haben können.
Falls nur ein Teil des elastischen Schleifkörpers eine Arbeits-
fläche bilden soll, können die Schleifmittelkörner aus den
anderen Teilen des Schleifkörpers fortgelassen-werden. So kann-.'
beispielsweise in eine zylindrische Fora ein Rohr eingeführt
@
und mit von Schleifmittelkörnern freien Rhaumstoffträgerteil-.@
chen gefüllt werden. Der ringförmige Raum zwischen dem Rohr
und der Form kann mit einem Körnergemisch ausgefüllt, das Rohr
unter .Zurücklassung-seines_ Inhalts herausgezogen und die
zusam-
meng:eset,zte Masse verdichtet und. zum Abbinden gebracht werden.
Entsprechend können beim Schleudergießen der Masse Schwingungen
hervorgerufen werden, die bewirken, daß die Körnerkonzentration
im Umfangsbereich größer ist als im Inneren. Entsprechend kann
beim Formen von Schleifblöcken die Form gerüttelt werden, um
zu bewirken, daß die Körner zur Arbeitsfläche hin wandern:
Anderer-
seits könnte anstelle des Formens einer Masse von erheblicher
Dicke
eine dünnere Masse geformt werden, die entweder selbsttragend
ist
dder mit einer Stützplatte versehen ist, wobei die Schleifmittel-
körner mittels Druck an die Außenfläche gebunden sind: Die
zuletzt
zu nennende Form des Schleifköri-ers könnte aus einem Band
oder
aus einer Scheibe bestehen; das bzw. die aus einer Anzahl von
umeinander gewickelten, gebundenen oder lose zusammengehaltenen
Streifen gebildet is't.
Jedoch wird der Schleifkörper zweckmäßigerweise und in einigen
Fällen im wesentlichen ursprünglich als eine Masse von erheb-
lieher Dcke_geformt"worauf dann Arbeitsgänge an ihm ausge-
führt werden. Einerseits könnte eine Masse in Form einer langen
Walze oder eines Balkens gegossen und dann in dieser Form ver-
wendet werden. Andererseits kann sie beispielsweise in 50,8
mm
(2"), dicke Scheiben zersägt und so auf den Markt gebracht
werden,
oder sie .kann zum Herbeiführen einer größeren axialen Biegsamkeit
in viel dünnere Scheiben: zerschnitten werden. Die Walzen,
Räder
oder Scheiben können zum Zwecke ihrer Kühlung, einer vermehrten.
Schneidfläche oder einer vermehrten Biegsamkeit mit Oberflächen-
ausschnitten versehen werden.
Ferner kann der-eigentliche Schleifkörper sonstige Teile, beispielsweise Verstärkungen,
wie elastomere, harzartige, glasartige, zellulose oder tierische Fasern und Haare
sowie Hohlräume erzeugende Substanzen enthalten. Falls Hohlräwne oder Lücken erwünscht
sind, können Stäbe oder Fasern. aus der Hohlräume oder Lücken erzeugenden Substanz
in beliebig gewünschter Anordnung angebracht werden und@das Material kann um sie
herumgegossen werden, worauf die Hohlräume oder Lücken erzeugenden Substanzen.,
beispielsweise durch Herausziehen, Erwärmen zum Entfernen wie beim Feinguß (Waehsausschmelzverfahren)
usw., beseitigt werden. Die vorstehenden und zahlreiche andere Abänderungen sowohl
in der Form als auch in der Verwendung liegen für den-Fachmann auf der Hand.The following are selected examples which also serve to illustrate the excellent properties of the invention: Example I An abrasive wheel was formed according to the following procedure: 1. 1.464 kg (3-1./4 pounds) silicon carbide abrasive grains having a 60 grit Grain size was placed in a mixer such as a Hobart rotary mixer. 2. In the course of the mixing process, s9 g (: 0.13 pounds) were
bound urethane binder introduced into the mixer,: and
although a known as R-66-21 "Vultathane" (70% solids),
Binder marketed by General Latex and Chemical Corporation, Cambridge, Massachusetts. The binder is sticky and viscous and has high strength when set. 3. After thorough mixing, a second uncured binder was made in the amount of 149.7 g (0.33 pounds) of a relatively resilient mineral-diluted urethane, also marketed by General Latex and Chemical Corporation , as 15-5-9Q "Vultathane" known binder with 75 solids added: 4. As a previous process step 226.8 g (1/2 pound) previously set polyurethane = foam with a density in the order of 32 kg / m3 ( 2. pounds per cubic foot) in the form of lumpy open air: Tligem upholstery foam waste prepared, which was comminuted into individual carrier particles with an average diameter of 3.2 mm (1/8 inch) '. A Scottdel Impact Grinder "manufactured by Scottdel, Inc., Swanton, Ohio," can be used for this purpose. The preformed foam carrier particles were gradually introduced into the mixer while the mixer was operating at low speed 5. Simultaneously with process step 4, a further 349.3 g (0.77 pounds) of 15-S-9Q "Vultathane" were gradually introduced into the mixer and thus applied to the surfaces of the carrier particles. 7 g (0.33 pounds) of water and stirring for 4 minutes from the beginning of the addition of the foam particles, the mixture was formed into a ring shape with an outside diameter of 254 mm (1010 mm) and an inside diameter of 69.85 mm (2 3/4 ") inserted. The entire mixture was compacted to a predetermined thickness (axial dimension) of 50.8 mm (211). In this densification of the mixture, the mold was placed in an oven and the mixture was heat cured at a temperature of approximately 177 ° C (350 ° F) for 1.5 hours so that the binder material was in this consolidated state was brought to set. A force of about 45 kg (100 pounds) is required to close such a mold and a clamping force of about 23 kg (50 pounds) to hold it closed while it is setting. After removal from the mold, the grinding wheel was left to stand under ambient conditions to complete the setting process: The grinding wheel obtained in this way showed an average elasticity with an indentation depth of 55 according to the Shore table `` Ä '' (instrument type A2), so that it was suitable for cylindrical grinding - or regrinding work and as a grinding wheel for general purposes, d; H. is suitable for creating a matt surface on metals, for trimming metals and for sanding wood. however, with the following changes in the individual process steps: 1. 907.2 g (2 pounds) silicon carbide with a 60 grit grain size, 2. 149.7 g (0.33 pounds) R-66-21, -3. left out, 4. the same amount and type of ground waste
foam as in example 1,
5. 199.6 g (0.44 -01indS) 1 5-S-9Q,
6. 149.7 g (0.33 sounds) water, compacting in a ring shape
with an outside diameter of 203.2 mm (8 ") and a
69.85mm (2 3/4 ") inside diameter to a thickness of
50.80 mm (2 ") and heat curing at approximately 177.0C .. (3500 F ) for
the duration of one hour ..
The grinding wheel obtained in this way had an indentation depth of 75 according to Shore table "A" and was suitable for flat grinding work. Example 3 Again as in Example 1 1.134 kg (2 1/2 = ounds) silicon carbide with a 60 grit
Grain size,
2.99.79 9 (0.22 1 # ounds) R-66-21,
3: 99v79 Q (0.22 j ounds) 1 5-5-9Q,
4. 340.19 Q (3/4 -, ound) waste vinyl foam having a density
from about 96 kg / m3 (6 vounds i er cübic foot) to the general
my shape of cubes with 12.7 mm (1/2 "length-) edge length
crushed,
5. omitted,
G. 149.7 a (0.33 t, ounds) of water, compacting on the same
Size and in the same shape as in Example 2 with
subsequent hot curing at approx. 177 ° C (35OoF) for the
Duration of 2 hours.
The grinding wheel obtained showed an irregular surface
with an average indentation depth of 60 according to the Shore
Table "A". The grinding wheel was suitable for grinding work
on wood as well as on ferrous and non-ferrous metals. She showed one
aggressive cutting action and excellent wear resistance
characteristic
Example 4 As in Example 1 with the following modifications: 1.36 kg (3 pounds) of 60 grit grain size alumina; 2.199.58 g (0.44 pounds) of 15-5-9Q; 3. omitted, 4. 453.6 g (1 pound) foam carrier particles according to Example 1, 5. 299.4 g (0.66 pounds) R-66-21, 6. 199.69 (0.44 pounds) water, compact with light pressure
in a ring shape with an outside diameter of 254 mm
(10 '°) and an inside diameter of 69.85 mm (2 3/4 ") as well
a thickness of 101.6 mm @ (4 ") with subsequent heat curing
- for a period of 3.5 hours at approx. 163®C (3250F).
The grinding wheel obtained showed considerable elasticity
and flexibility with an estimated hardness of 35 according to the Shore
Table "All. It was very suitable at low speeds
for decorative surface treatment of curved metal surfaces,
for light sanding of wood and for scrubbing floors.
There was a significant loss of abrasive grains :,
however, the grinding wheel still remained effective.
To achieve various properties and to improve
liability can be applied individually or in various combinations
nations as. Use a prepolymer as the starting material or,
you can use catalysts or the setting conditions
etc., change, as is familiar to those skilled in the art of binders
is .
It should be noted; that.the foam by limiting it. on the
in the previous examples given dimensions according to the
Setting at least 50 f. 'Is sealed to achieve the
Advantages according to the invention.
Furthermore, the Sehaumstoff-Trägerertei chen take by far the largest
Part, with the exception of the one consumed by the chle% # middle grains
Part 'of the volume of the grinding wheel , usually being
sogax a major part of the total välumena, including the through
take the middle grains of the occupied volume.
According to the invention, urethane foam cases, such as those in the
Pols.temtbe7induatr.e incurred, preferably, de usually open
3 foams with a density between 241cg / m # and 40 kg / m3
(1 1/2 bi- 9.2 1/2 pounds per cubie foot) send however kernels in
Other foams may be used depending on their inexpensive procurement and in some cases on the properties desired. The polyurethane foams are in the literature as products
described in detail from rsozyanat reactions and are available as
Polyether and polyester urethanes available.
The vinyl foams are also described in detail and
widely used. Particularly useful vinyl foams
are foams made of polyvinyl chloride. For certain uses other foams can also be used, of which
polyester foams may be mentioned here.
It is evident that the basic principles of the invention, although z '. Currently preferably used in the track described can have a wider area of use.
If only part of the elastic grinding wheel requires a working
to form surface, the abrasive grains from the
other parts of the grinding wheel can be omitted. So can-.'
for example a tube inserted into a cylindrical fora @
and with a core part free of abrasive grains -. @
to be filled. The annular space between the pipe
and the shape can be filled with a mixture of grains, the tube
under .Leave-of-its_ contents and the combined
meng: eset, zte mass compressed and. are made to set.
Correspondingly, the mass can vibrate during centrifugal casting
which cause the grain concentration
is larger in the peripheral area than in the interior. Accordingly can
When shaping sanding blocks the shape can be jogged in order
to cause the grains to migrate towards the work surface: other
on the other hand, instead of molding a mass of considerable thickness
a thinner mass can be formed which is either self-supporting
which is provided with a support plate, whereby the abrasive
grains are bound to the outer surface by means of pressure: the last
The shape of the abrasive grain to be named could consist of a tape or
consist of a disc; that or those of a number of
wrapped around one another, tied or loosely held together
Stripe is't formed.
However, the abrasive article is expedient and in some
Cases essentially originally as a mass of considerable
Lieher Dcke_geformt "whereupon work processes are carried out on him.
leads to be. On the one hand, a mass could be in the form of a long one
Roll or a beam and then cast in this form
be turned. On the other hand, it can be, for example, in 50.8 mm
(2 "), thick slices are sawn and put on the market in this way,
or it can be used to provide greater axial flexibility
into much thinner slices: to be cut up. The rollers, wheels
or discs can, for the purpose of their cooling, one augmented.
Cutting surface or increased flexibility with surface
cutouts are provided.
Furthermore, the actual grinding body can contain other parts, for example reinforcements, such as elastomer, resin-like, glass-like, cellulose or animal fibers and hair, as well as substances that create cavities. If cavities or gaps are desired, rods or fibers can be used. from the substance that creates cavities or gaps can be applied in any desired arrangement and @ the material can be poured around them, whereupon the substances that create cavities or gaps . The foregoing and numerous other modifications, both in form and in use, will be apparent to those skilled in the art.