DE1904327A1 - Verfahren und Vorrichtung zur Herstellung von Mahl-,Schleif-und Scheuerkoerpern - Google Patents

Description

B e· s c h reibung zur Patentanmeldung der

NORTON COMPANY, Worcester, Massachusetts /.U SA

betreffend:

"Verfahren und Vorrichtung zur Herstellung von Mahl-, Schleif-· und Scheuerkörpern"

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung von schleifenden oder scheuernden Körpern sehr gleichmäßiger Form und-Größe für die B'ertigbearbeitung von Werkstücken und Kleinteilen in"einer Trommel oder einer Rüttelvorrichtung und eine hierfür geeignete Vorrichtung. Das neue Verfahren beruht auf einem Strangpressen der plastischen Keramikmasse durch eine Pressform mit einer Vielzahl von Öffnungen, so daß entsprechend viele Stränge aus der Strangpresse austreten, woraufhin diese Stränge zu einem Strangbündel· zusammengeführt, dieses zu großen Stücken beschnitten, das Bündel der langen Strang-.stücke zerteilt und auf die gewünschten Körper geschnitten und die keramische Masse gehärtet wird. Verschiedene Faktoren, wie Anzahl, .Form und Größe der Stränge, deren Reibungskoeffizient, das Material und der in der Form zurückgelegte Weg und schließlich die Schwingungen der gesamten Strangpresse, beeinflussen die Gleichmäßigkeit der Abziehgeschwindigkeit der strang-

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gepreßten Stränge. ' ·

Bisher hat man versucht, dieses Problem dadurch zu lösen, daß gleichzeitig dünne Verbindungsstege.zwischen den einzelnen Preßlingen mitgepreßt werden (USA-Patentschrift 2 464 746). Es sind jedoch Schleifkörper, die mit solchen VerbindungsStegen hergestellt wurden,ohne einer Nacharbeit nicht vollständig zufriedenstellend, da ein Teil dieser Stege nach dem Aufbrechen zu den Schleifkörpern an diesen verbleibt. ' '

Heutzutage werden derartige Schleifkörper in den verschiedensten formen und Größen hergestellt, um bestimmte, genau eingestellte Wirkungen auf das zu verarbeitende Gut hervorzurufen. Änderungen in Form oder Größe oder stehenbleibende Teile, z.B. von Verbindungsstegen, würden jedoch zu sehr unangenehmen Erscheinungen auf der fertigbearbeiteten Oberfläche der Werkstücke führen. . ·

Die Erfindung bringt nun eine Lösung dieses Problems durch Herstellung von gleichmäßig geformten Pellets oder Körpern für die Oberflächenbearbeitung von Werkstücken in einer Trommel oder auf einer Schüttelvorrichtung.

Die erfindungsgemäß verwendete Vorrichtung umfaßt eine Strangpresse, deren Mundstück eine Vielzahl von zusammenlaufenden Bohrungen gleichmäßiger Dimension aufweist. Damit können mehrere Stränge aus einem Schleifkorn enthaltenden Gemisch hergestellt werden. Diese Einzelstränge werden zu einem Strangbündel ver^ einigt, indem sie durch einen Bündelring oder eine Kammer mit. konischer Bohrung entsprechend im wesentlichen der Umhüllenden des Strangbündels laufen. Die einzelnen Stränge werden nun voneinander durch reibende Berührung abgestützt. Das Strangbündel wird in große Stücke gleichmäßiger Länge geteilt; diese werden nun zum Teil getrocknet und bewegt oder gerüttelt, um sie entlang derBJa^ühungsflächen der einzelnen Stränge in dem zusammengedrückten Strangbündel aufzubrechen in kleinere Körper

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gleichmäßiger Größe und Querschnitts entsprechend dem einzelnen -Strang. Schließlich werden diese gehärtet und sind dann verwendungsfähig.

Die Erfindung betrifft somit ein Verfahren und eine hierfür geeignete Vorrichtung zur Herstellung von Schleif- oder Scheuerkörpern gleichmäßiger Form und Größe* Es werden einzelne Stränge stranggepreßt, diese zu Strangbündeln ohne Verbindungsstege zusammengefaßt und diese Strangbündeln schließlich zu großen Stücken gleichmäßiger Länge getrennt, woraufhin diese großen Stücke in kleine Körper zerteilt werden, die hinsichtlich Anzahl und Form den Einzelsträngen aus der Strangpresse entsprechen.

Es ist erfindungswesentlich, die mit unterschiedlicher Geschwindigkeit aus der Strangpresse austretenden einzelnen Stränge zu einem einzigen teilbaren Strangbündel zu vereinigen, in dem sie dann mit gleicher Geschwindigkeit voranschreiten.

Die Erfindung wird anhand der Flg. näher erläutert.

Fig. 1 zeigt einen Teilschnitt durch,die Strangpresse' der Fig. 2 entlang der Linie 1-1;

Fig. 2 zeigt eine Stirnansieht der Vorrichtung nach Fig. 1 und. läßt das Strangbündel der einzelnen zusammengedrückten Stränge erkennen;

Fig. 5 zeigt eine Stirnansicht der mehrteiligen Strangpreß-. · form entlang der Lini'e 5-3 der Fig. 1.

Die hier gezeigte Vorrichtung 10 dient zur Herstellung von Körpern gleichen, dreieckigen Querschnitts und gleichmäßiger Länge. Natürlich können andere Querschnittsformen durch Anwendung von entsprechenden Mundstücken bzw, durch Änderung an-

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derer Verfahrenskomponenten hergestellt .werden.·^; ;· ■':.-

Der in den Fig. gezeigte Teil 10 der Strangpresse kann zu irgendeiner beliebigen üblichen Strangpresse gehören-*· Dazu, gehört die Strangpresskämmer oder der Zylinder 12, in derri sich z.B. ein Kolben 14 für das Auspressen des plastischen Gemisches 16 bewegt. Das die Kammer 12 abschließende Mundstück'J5'Ö hat , mehrere Bohrungen. Der EinfachHei't halber sind Vorratsbehälter und die Mechanik,; mit der die Masse in die Kammer 12 aufgegeben wird, weggelassen, da es sich dabei um übliche'Konstruktionen handelt. Die Bohrungen 32 des hier gezeigten Mundstückes J>1 besitzen gleiche Dimensionen und'laufen von der Innenfläche jU gegen die Außenfläche j56 zusammen. Daraus ergibt sich/ daß die Bohrungen 32 unterschiedlich lang sind. Dies führt zu unterschiedlicher PreßgeBchwindigkeit der Stränge. Wenn die das Mundstück an der Außenfläche."J6 verlassenden Stränge beschnitten würden, so hätten die Stücke ungleichmäßige Längen.

Um diese Schwierigkeiten bei Formen mit einer Vielzahl von " : Bohrungen zu eliminieren, wird erfihdungsgemäß ein Ring 40 zum Zusammendrücken der einzelnen Stränge, die aus der Fläche 3>6 austreten, vorgesehen. Der Ring 40 hat einen Kanal 42, der nach der hier gezeigten Ausführungsform dreieckigen Querschnitt

. hat und dessen Seitenwände sich vom breiten Eintritt 44 gegen/ den schmalen Austritt 46 verjüngen. Der Kanaleintritt 44 entspricht der Umhüllenden der vereinigten Bohrungen 32 an der Aussenflache 36 des Mundstücks 30. Wie aus der Zeichnung zu

..entnehmen ist,- sind die Kanalwände 42 -gegen den Austritt 46 ausreichend konisch bzw. eingezogen und dienen als Führung zum Durchpressen des konvergierenden-, dreieckigen Stranges A, wo-'bei ".. die einzelnen Stränge in einer leicht reibenden, tragenden Berührung untereinander zu dem Strangbündel B zusammengedrückt werden. Form ttnd Größe des Austritts 46 entspricht der Umhüllenden des zusammengedrückten Strangbündels. --*-" -

Werden die losen Stränge A zu dem Strangbündel B vereinigt,

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.^; - ' - 5 - ■■.-.■ ' ■. . ;■ so ist dann ihre Alpziehgeschwindigkeit gleich.

Es ist offensichtlich, daß das Mundstück 30 und der Ring 40 als einziges Bauteil ausgeführt sein kann. Um die gewünschte Strangform herzustellen, kann man ausbaubare Mundstücke und Ringe der entsprechenden Innenkonfiguration anwenden. Bevorzugt werden polygonale Querschnittsformen, da diese aneinander legbare Strangseiten guten Kontakts der einzelnen Stränge ergeben und das Strangbündel leicht und ohne Deformation zusammengedrückt werden kann.

Wie aus Fig. 3 hervorgeht, sind die Bohrungen 32des Mundstücks 30 an deren Innenfläche 34 weiter auseinander angeordnet und laufen von einem größeren dreieckigen Muster bzw. einer größeren■Umhüllenden für die Strangbündel zu einer kleineren Umhüllenden an der Aussenflache 36 zusammen, wo sie nun nur noch in einem sehr geringen Abstand voneinander waren.

Der Kanal 42 ist am Eintritt 44 entsprechend der Umhüllenden der Bohrungen 32 an der Außenfläche 36 dreieckig und verjüngt sich zum Zusammendrücken des Strangbündels durch nach innen geneigte Seitenwände zu einem kleineren Dreieck am Austritt 46, dem die Umhüllende des zusammengedrückten und abzuziehenden Strangbündels B entspricht.

Für das Ablängen der Stränge B in große gleichmäßige Stücke LP kann man übliche Vorrichtungen anwenden, z.B. einen Motor M, der dem Zylinder 12 der Strangpresse 10 zugeordnet sein kann. - , ' '

Der Motor M weist eine drehbare Antrittswelle 60 auf, darauf ist eine Narbe 62 axial mit Hilfe eines Schraubensatzes 64 befestigt. Ein relativ dünnes jedoch starres Sägeblatt 66 ist an der Welle fixiert und läuft mit der Narbe 62 um. Das Sägeblatt 66 ist so montiert, daß es über den Austritt 46 des Rin-

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ges 40 streicht und damit das Strangbündel B in große Stücke gleichmäßiger Länge trennt, die in den Behälter 70 fallen. Die ' gewünschte Länge dieser Strangstücke⁴ kann eingestellt werden durch entsprechende Einregelung der Geschwindigkeiten von Strangpresse und Motor. So kann man z.B. den Motor mit Hilfe eines Widerstands oder dergleichen auf etwa 1 Umdrehung des Sägeblatts je 2,54 cm Vorschub des Strangbündels B einstellen, d.h. man erhält Strangstücke von 2,54 cm. Um Strangstücke von etwa 1,27 cm Länge zu erhalten, kann man entweder den Motor auf die doppelte Geschwindigkeit des Sägeblattes oder die Strangpreßgeschwindigkeit auf die Hälfte einregeln.

Die Vorrichtung kann so abgewandelt werden, daß das Strangbündel in einem Winkel <£)0° zur Austrittsachse beschnitten wird, um Pellets der entsprechenden Form zu erhalten. In diesem Fall wird der Austritt des Rings 40 entsprechend bearbeitet und der Motor so montiert, daß das Sägeblatt über die geneigte Fläche streicht. ■ .

So wie die Schneidvorrichtung für vertikale oder Winkeltrennung angeordnet werden kann, so kann sie auch in jedem Abstand von der Strangpresse angeordnet werden, wobei das Strangbündel· B mit einer oben erwähnten Vorschubgeschwindigkeit abgezogen wird. Es ist auch möglich, das Strangbündel B mit einer synchron gesteuerten Schneidvorrichtung mit Zeitvorgabe abzuziehen mit einer solchen Geschwindigkeit, die konstant über die Strangpreßgeschwindigkeit gesteuert werden kann.

Bei der bevorzugten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung wird zwar ein Ring zum Zusammenführen der Stränge A •zum Strangbündel· B verwendet, jedoch kann dieses Bauteil auch entfa^en. Dies hängt ab von der Anzahl· und der Form der Stränge und der verwendeten Masse. Bei beispieisweise K Strängen und einem Mundstück mit der entsprechenden Anzahl von ausreichend zusammenlaufenden Bohrung mit dreieckiger Querschnittsfläche wird beim Austritt der Stränge automatisch eine Seite jedes

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Strangs mit einer Seite der anderen Stränge in reibende Berührung kommen; sie werden aneinander haften und sich damit zu einem Strangbündel vereinigen. -.".'·

Das Mundstück kann schon die einzelnen Stränge in leicht reibende Berührung bringen. D.er Ring wird nur eine Einstellung und Aufrechterhaltung eines vorbestimmten gleichmäßigen Ausmasses dieser reibenden Berührung bewirken.

Das erfindungsgemäße Verfahren läßt sich z.B. in folgender Weise durchführen.

Ein plastisches Gemisch aus 51 % Aluminiumoxid Schleifkorn, 60 bis 160/^u (Körnung 90.bis 240), 37 % Ton als Bindemittel, 1*5 % eines temporären Bindemittels, 1,5 % Schmierfett wird mit 9 % Wasser angemacht und der Strangpresse aufgegeben, die auf eine Preßgeschwindigkeit von 25,4 mm/sefe eingestellt war» Der Motor M hatte eine Laufgeschwindigkeit entsprechend der Umfangsgeschwindigkeit des Sägeblattes von 4 UpS] demzufolge fielen 4 Strangstücke je sex an, wobei jedes Stück 6,35 mm lang war.

Das Mundstück der Strängpresse hatte 9 zusammenhängende Bohrungen gleichmäßig dreieckigen Querschnitts. Man konnte daher 9 einzelne Stränge mit unterschiedlichen Geschwindigkeiten abziehen, die in dem Ring 42 zu einem einzigen"Strangbündel B mit gleichmäßiger Äbziehgeschwindigkeit zusammenfassen. Bei Verlassen des Ringes 42 wird das Strangbündel in gleichmäßig lange Strangstücke geschnitten, die in dem Behälter 70 gesammelt und die dann einem Trockner zugeführt werden, um sie bei 108°C (225⁰P) 20 min zu trocknen und zu rütteln. Dabei zerfiel jedes Strangstück in 9 gleichmäßige Körper, wobei die Trennung über die ursprünglich parallelen Berührungsflächen erfolgte. Die Körper waren gleichmäßig hinsichtlich Länge, Größe und Form und entsprachen den ursprünglich zusammengepreßten Strängen.

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Sie wurden dann In einem Ofen In etwa 3 η bei etwa I¹T^ C brannt. . . ■ . ' .- .. ■ -: .. ' '

Es gibt verschiedene Methoden, die großen Strangstücke in die Körper.aufzuteilen. Das handisehe Aufteilen ist nicht ", wirtschaftlich» Das Zerteilen kann gleichzeitig mit dem Troek* nen durch Rütteln in üblichen Trockentrommeln,auf einemι Rüt- . telherd 04er in einer Wirbelschicht erfolgen» Es ist auch mögliche die großen Strangstücke zuerst In ruhenden Kammern, zu trocknen und dann in üblichen VOrrichtungen mit Rüttelsieb oder in einer Trommel zu zerteilen. _f - · .

Es kann das verschiedenste Schleifkorn der verschiedensten Körnungen angewandt werden, z.B. Metalloxide, Carbide, Nitride, Schmirgel, Quarz und Diamant, sowie auch Gemische von Schleifkorn und Füllstoffe wie Kryolith und Diatomeenerde.

Als temporäres Bindemittel kann man handelsübliche Produkte, ; wie Weizenst'drke, Dextrin, Methylcellulose, Polyyinylalkohol, Calcium- oder Magnesiumligninsulfonate anwenden*

Als Schmierstoffe kann man Schmierfette, wie Mineralöle, pflanzliche und tierische Fette, Graphit und Silicone anwenden.

Man kann auch andere natürliche oder synthetische Bindemittel, wie Phenol-, Polyester-, Vinyl- oder Epoxyharze, wie auch thermoplastische Stoffe und deren Gemisch anwenden. Als keramische Bindemittel kann man Bentonite und die verschiedensten Kaolinarten verwenden.

Zum Anmachen kann man mehr oder weniger Wasser oder eine andere Flüssigkeit verwenden.

Die Masse wird auf die verschiedenste Art hergestellt,um die angestrebten Körper für die Trommelbehandlung zu erreichen. Man wird hierzu wie üblich die Massen entsprechend mischen

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und dann der Strangpresse zuführen. Sie soll eine für das Strangpressen geeignete "Konsistenz besitzen und eher steif sein und die Form behalten, sowie ausreichend selbsttragend sein ohne ungebrannt und ungehärtet zusammenzukleben oder die Form zu verlieren. Es können verschiedenste Rezepturen für die Herstellung der Masse· zum Strangpressen angewandt werden. Das Trocknen und Härten oder Brennen erfolgt bei verschiedenen Temperaturen in der entsprechenden Zeit,

So kann man z;B. organisch gebundene Körper für das Trommelschleifen herstellen, indem man eine Masse folgender Zusammensetzung strangpreßt und dann aufteilt: 78% Aluminiumoxid-Schleifkorn obiger Körnung, 6 % Phenolharzpulver (Bakelit 5417), lh % 2#ige wäßrige Eindickerlösung (Carbopol 934), 2 % eines Netzmittels, welches"gleichzeitig als temporäres Bindemittel wirkt (Igepal 630). .

Die großen Strangstücke wurden getrocknet, in die einzelnen Körper aufgeteilt und diese dann 5 h bei 175°C gehärtet.

PATENTANSPRÜCHE :

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Claims (6)

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1) Verfahren zur Herstellung von Schleif- oder Scheuerkörpern gleichmäßiger Form aus einem plastischen Gemisch durch Strangpressen, dadurch gekennzeichnet., daß man das Gemisch in einer Strangpresse mit einer Vielzahl von konvergierenden Bohrungen zu endlosen Strängen verpreßt, die Stränge zu einem Strangbündel vereinigt, das Strangbündel zu großen Strangstücken gleicher Länge schneidet, die Strangstüeke in die kleinen Körper entsprechend den ursprünglichen Strängen aufteilt und sie härtet oder brennt.

2) Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach An- " Spruch 1 mit einer Strangpresse und einer Schneidvorrichtung, gekennzeichnet durch eine Strangpreßform; deren Mundstück (30) eine Anzahl von konvergierenden Bohrungen (32) zur Vereinigung der Stränge zu dem Strangbündel und eine Schneidvorrichtung aufweist.

3) Vorrichtung nach Anspruch 2, gekennzeichnet durch ein Bauteil (4o) zum Zusammendrücken der Stränge nach deren Vereinigung zu.dem Strangbündel.

'4) Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet^ daß das Bauteil (4.0) einen sich verjüngenden Kanal (42) aufweist.

5)

Vorrichtung nach Anspruch 2 bis 4, dadurch gekennzeich-

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net, daß die Bohrungen (32) polygone Querschnittsformen besitzen.

6) Vorrichtung nach Anspruch 2 bis 5* dadurch gekennzeichnet, daß der Kanal (42) des Bauteils.(4o) einen polygonen Querschnitt entsprechend der Umhüllenden des aus dem Mundstück (50) austretenden Strangbündels besitzt.

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