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Schwabbelscheibe -
verbesserte Und Die Erfindung bezieht sich
auf eine beschichtefte Schwabbelscheibee Seit mindestens fünfundsiebzig Jahren sind
beschichtete Schwabbelscheiben bekannt, die aus einem Ring von nebeneinander
angeordneten und radial verlaufenden und beschichteten Schleifabschnitten bestehen.
Die große Anzahl von Patenten, die für andere Ausführungen solcher Schwabbelscheiben
erteilt worden ist, ist ein Beweis für das Interesse der Industrie an solchen Erzeugniesen.
Die mit einem Belag versehene Schwabbelscheibe, die in den vergangenen zehn Jahren
die größte gewerbliche Bedeutung erlangt hat, besteht aus der Ausführung, die in
der amerikanischen Patentschrift Nr. 2 842 902 (Miller u.a.) offenbart ist.
Bei diesei Schwabbelscheibe sind dicht gepackte Lappen über einem innen gelegenen
Endbezirk ve£steift und fest.zusammengeklebt, wodurch
ein steif
verstärkter Innenmand gebildet wird, so dass die Schwabbelscheibe z.B. in einer
selbsttätigen Einrichtung mit hohen Drehzahlen betrieben und hohen Drücken ausgesetzt
werden kann, wobei das Schleifen und Polieren rascher durchgeführt werden kann,
als bisher möglich. Geeignete Verfahren zum lierstellen, solcher Schwabbelscheiben
sind in der vorgenannten amerikanischen Patentschrift sowie in der amerikanischen
Patentschrift är.
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2 991 165 (keyer u.a.) beschrieben.
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Seit dem Erscheinen des Erzeugnisses nach der erstgenannten Patentschrift
hat die Industrie die Schwabbelscheiben immer stärkeren Drücken ausgesetzt und anspruchsvolle
Schleifarbeiten ausgeführt. Unter diesen Bedingungen können im übrigen befriedigende
Schwabbelscheiben-durch Verlust der Lappen vorzeitig unbrauchbar werden, d.h, einzelne
Lappen oder Blöcke von Lappen reißen nahe an den radial innen gelegenen Enden ab
und fliegen aus der Schwabbelscheibe heraus, bevor deren Schleiffähigkeit
voll ausgenutzt worden ist. Bei Hochleistungspolierarbeiten erzeugt das wiederholte
Durchbiegen der Lappen hohe innere Temperaturen, besonders bei Scheiben mit einer
Breite von 10 bis 20 cm, wobei zuweilen der Kern verformt wird, so dass die
Scheibe auseinanderfliegen kann. Der Verlust an Lappen xann dadurch vermindert
werden, dass die lehren der amerikanischen Patentschrift Nr. 3 102
010 (Lang) befolgt werden, nach dee mindestens die nicht schleifenden Flächen
der Lappen mit einem dünnen, biegsamen und stark haftenden polymerisierten Bindemittelfilm
oder -belag versehen werden, der durch seine zähe schlupffeste Oberfläche geikennzeichnet
ist. Diese Behandlung kann die Schleiffähigkeit herabsetzen, verhindert jedoch im
allgemeinen
nicht wesentlich das ü;ntstehen von Wärme, Die Erfindung
sieht eine neue-Schwabbelscheibe vor, bei der der Verlust an Lappen im wesentlichen
entfällt$ während die Schleiffähigkeit auf derselben Höhe gehalten wird, wie bei
den herkömmlichen Schwabbeischeiben. Die Erzeugung von schädlicher Wärme wird verhindert
selbst bei breiten Schwabbelscheiben, wo-
durch der iLarkt fär Schwabbelscheiben
stark erweitert wird besonders für automatigierte Schleif- und Polierarbeiten. Die
nach dem erfindungsgemäßen Verfahren hergestellten Schwabbelscheiben laufen ruhig
mit geringster Vibration, wodurch die Politur an den Werkstücken stark verbessert
wird.
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Nach der Erfindung wird ein Hing aus mit einem Belag versehenen schleifenden
Lappen an deren radial innen gelegenen Ändteilen fest zusammengehalten z.B. durch
eine katrize aus einem steifen polymerischen haterial, welcher Ring an einer Welle
zwisehen zwei Seitenplatten befestigt wird, wobei das genannte Material im wesentlichen
nur an dem und nahe an dem radial außen gelegenen seitlichen Bezirk vorgesehen ist,
in dem der Ring mit den Seitenplatten in Berührung gelangt, wobei ein elastisches
Elastomer vorgesehen ist, das zwischen die Lappen eindringt und mit diesen einen
fortlaufenden Ring bildet, wenn der Ring zwischen den Seitenplatten einem axialen
Druck ausgesetzt wird, wie bei der kontage.
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Die Erfindung findet geeigneterweise bei einer Schwabbelscheibe von
der Ausführung Anwendung, bei der die radial innen gelegenen Enden der zu einem
Ring angeordneten und mit einem Belag versehenen Lappen mittels eines harten, zähen
und harzhaltigen Materials fest mit einander verbunden sind. Von der Stelle des
eine Lebensdauer von weniger als 24 Stunden, dohe es werden weniger
als
1600 laufende Meter Bandstahl gereinigtv bevor die Schwabbelscheibe unbrauchbar
wird als Folge der hitzeentwicklung, der Verformung des Kerns und der gänzlichen
Zerstörung der Scheibe, und fast niemals reinigen solche Schwabbelscheiben mehr
als
10.000 bis
13.000 laufende Meter Bandstahl, bevor sie gänzlich
auseinanderfallen.
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Um mehrere elastomere Materialien mit einander vergleichen zu können,
wurde eine Reihe von Schwabbelscheiben mit einer Breite 2,5 cm, einem Außendurchmesser
von 15 cm und einem Innen. durchmesser von 4,5 cm hergestellt aus einem mit
Aluminiumoxyd der lörnung 60 beschichteten Schlaifmaterial mit einem aus
Dr#llieh bestehenden Untergrund und mit einem Belag aus Phenolharz und Klebstoffen.
Jede Schwabbelscheibe bestand aus 175 ausgestanzten Lappen mit einer Breite
von 2,5 cm, einer Länge von 5,4 cm und mit einem 5 mm breiten und
6mm tiefen Äussehnitt in einer Entfernung von 10 mm voa radial innen gelegenen
Ende der Lappen. Die Lappen wurden zu einem Ring zusammengesetzt nach dem in der
amerikanischen Patentschrift 2 991 165 (keyer U.a.) gelehrten Verfahren,
wobei die radial innen gelegenen Baden mit einem Belag aus aminkatalysierten Epoxydharz
versehen wurden. ibiue aus Jüetallblech ausgestanzte Seitenplatte mit einem den
Ab-
messungen der von den Äussehnitten an den Lappen gebildeten Rille entsprechenden
ringförmigen Flansch wurde gegen jede Seite des Ringes gepresst gehalten, bis das
Zpoxyclharz ausgehirtet war.
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Die Schwabbelscheiben der nachfolgenden Beispiele wurden dadurch abgeändert,
dass die Seiteaplatten nach dem Aushärten des Zpoxyd_ narzes entfernt und die Rillen
Mit Ungefähr 5 Gramm eines flüssiflüssigen
Zlastomers gefällt
und die Seitenplatten wieder aufgesetzt werden, wobei das elastomere Material in
den an die Lappen unmittelbar angrenzenden Bezirk hineingepresst und das flüssige
Ftlastomer verfestigt wird, Eine jede Schwabbelscheibe wurde ausgewertet unter Simulierung
einer Rochleistungsschleifarbeit, bei der die Scheibe mit einer Drehzahl
von 5500 U/min betrieben und gegen die ebene Seite eines hin- und herschwingenden,aus
Weichstahl bestehenden Werkstückes gedrückt wurde. Die Leistung der Schwabbelscheibe
wurde bewertet (1) nach der Laufruhe, (2) nach dem Gesamtmenge des abgeschliffenen
Stahls, bevor die Scheibe unbrauchbar wurde, und (3) nach der Zeit der Ubeiiadauer
der Schwabbelscheibe. Die Scheibe wurde als unbrauchbar angesehen, wenn ein übermäßig
großer Verlust an Lappen oder eine Unbalanz auftrat. Die Untersuchung wurde nach
25 Minuten abgebrochen, wenn kein Ausfall aufgetreten war.
Die Versuche wurden fortgesetzt, wobei ein bei Raumtemperatur
vulkanisierendes Silikonelastomer auf Schwabbelscheiben mit den Abmessungen
2,5 x 15 cm von der in der Tabelle 1
unter Kontrolle angeführten
Ausführung aufgetragen wurde. Die einzige Veränderliche war die kLenge des Blastomers.
Bei Verwendung von 3,7 Gramm Silikon und bei einem Betrieb von
25 luinuten zeigte sich ein Stahlabschliff von 170 Gramm bei einem
Abnutzungsverhältnis von mehr als 7. Kleinere Mengen konnten den Ausfall
durch Lappeaverlust anscheinend nicht verhindern, und größere kengen ergaben anscheinend
keine Verbesserung der Uistung. Die kenge des aufzutragenden elastomeren Materials
hängi in gewissem Ausmaß von dem KÖrnung des benutzten Schleifmaterials,
der Größe der Schwabbelscheibe, den Abmessungen der mingförmigen Rille und von der
Viskosität des aufgetragenen Filastomers ab. Im allgemeinen erfordern gröbere Körnungen
und kleine Durchmesser eine etwas größere Menge des elastomeren jüaterials pro Iängeneinheit
des Umfanges der Rille als feinere KÖrnungen und/oder große Durchmessem, wobei es
sich als erwünscht erwiesen hat, die Rille miadestens bis zur Hälfte zu füllen ungeachtet
deren Querschnittsab-Messungen. Die von dem elastomeren Material verliehene höhere
leistungsfähigkeit steht anscheinend in Beziehung zu dessen Volumen, so daso von
einen Elastomer ein geringeres Gewicht benötigt wird, wenn es aufgeschäumt ist.
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Das Zlastomer kann auch zu einem Band oder einem Streifen vorgeformt
und in die Rillen einer Schwabbelscheibe eingesetzt werden. Bei jedem der in der
nachfolgenden Tabelle 11 angefährten Beispiele wurde eine Schwabbelscheibe
mit den Abmessungen 2,5 cm mal 15 cm gleich der in der Tabellel unter
Kontrolle angeführten
Scheibe dadurch abgeandertl. dass vor dem
Anbringen der Seitenplatten in jede seitliche ringförmige Rille ein vorgefOrmter
Ring aus dem'elastomeren iuaterial eingesetzt wurde. unter der Einwirkung des bei
dem Zusammensetzen der Schwabbelscheibe ausgeübten axialen Druckes werden die Ringe
gegen die und zwischen die Lappen in dem an die Rillen angrenzenden Bezirk gepreset.
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Ds wurde dasselbe Früfverfahren angewendet wie bei den Beispielen
in der Tabelle 1.
Obwohl die Lappen der Schwabbelscheiben erwünschtermaben an den
radial innen gelegenen Enden mit einder verbunden werden, so hat sich doch gezeigt,
dass nach dem erfindungegemäßen Verfahren schmale Schwabbelscheiben mit einer Breite
von etwa 2,5-em auch ohne solchen Verband hergestellt werden können. Bei Fehlen
des elastomeren Materials im Bezirk der Rille wurden 2,5 cm breite Schwabbelscheiben
ohne den Kern verbindendes Harz in weniger als einer kinute unbrauchbar und zerfielen,
wenn mit diesen 8cheiben die oben beschriebenen Untersuchungen durchgeführt wurden.
la der nachfolgenden Tabelle III sind die Früfergebnisse einer Reihe von Schwabbelscheiben
mit den Abmessungen 2,5 mal 15 cm zusammengestellt, die in derselben
Weise hergestellt wurden wie die Scheiben in der Tabelle 1 mit der Ausnahme,
dase der ipoxyclkernklebstoff weggelassen wurde. Die Schwabbelscheiben wurden in
derselben Weise Srprüft wie die Scheiben dem Beispiele 2 - 11 mit der Ausnahme,
dass sie mit einer Drehzahl- von 4560 U/äin betrieben und mit einer um ungefähr
10% geringeren Kraft gegen das derkstück gedrückt wurden.
Die vorstehend beschriebenen Ausführungsbeispiele der Fufindung
lassen den weiten Bereich von elastomeren katerialien erkennen, die bei der j)umchf
ührung der urf indung verwendet werden können. Diese katerialien können vorgeformt
oder in Lösungen oder 100,36 flüssig aufgetragen werden, die bei Raumtemperatur
oder ber erhöhten Temperaturen fest werden. Die Elastomere brauchen nicht außerordentlich
kräftig zu sein, sollen jedoch ihren Zusammenhang beibehalten oder genügend Klebkraft
aufweisen, so dass sie während der Schleifarbeiten an der Gebrauchestelle verbleiben.
Die Blastomere können aus Gemischen bestehen, die die gewünschten #Ligenschaften
aufweisenund es ist ebenso richtig, dass anfangs wirksame elastomere katerialien
durch zu große Fällmengen, Erhitzung oder eine Querverbindung unwirksam gemacht
werden können.
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Es sind Elastomere vorzuziehen, die anfangs aus lösungsmittelfreien
Flüssigkeiten bestehen, die sich bei Baumtemperatur verfestigen, die nach dem Aushärten
verhältnismäßig weich sind, und die werden bröckeln noch fließen, wenn die der Einwirkung
von 6500 Übersteigenden Temperaturen ausgesetzt wer . den. Da es erwünscht
ist, den Zusammenhalt der Schwabbelscheibezi während des Versands
und dem Lagerung zu bewahren, so ist es ebe nso erwünscht, dass das Elastomer
genügend stark am jäetall haftet, so dass die Seitenplatten an den Seiten der Schwabbelscheibe
haften bleiben. Es hat sich gezeigt, daso Polyuräthan Und bei Raumtemperatur vulkanisierende
Silikonelastomere diese Eigenschaften besitzen und für diese Zwecke daher besonders
gut geeignet sind. die z.B. aus der amerikanischen Fatentschrift dm, 2 749 224 bekannt
ist, gibt es Schwabbelscheiben mit an den Seiten angeklebten Flatten, auf welche
Scheiben die ürfindung jedoch nicht gerichtet ist,