DE19816252A1 - Verfahren und Vorrichtung zur Herstellung von kugelförmigen Körpern aus keramischem Material - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrich­ tung und zum Herstellen von kugelförmigen Körpern aus kera­ mischem Material.

Keramische Kugeln werden als Schüttgut im Bereich der Energie- und Verfahrenstechnik beispielsweise in Flüssig­ schlackeabscheidern von Druckkohlenstaubfeuerungsanlagen, aber auch in großen Mengen in der chemischen Industrie ein­ gesetzt. Der Durchmesser liegt etwa im Bereich von 5 bis 50 mm. Wichtige Anforderungen an die kugelförmigen Körper sind hierbei eine gute thermische, mechanische und chemische Re­ sistenz.

Keramische Kugeln können schmelzgegossen werden, aller­ dings nur mit einem Durchmesser von mehr als etwa 20 mm. Bei zu schneller Abkühlung gegossener keramischer Körper besteht grundsätzlich die Gefahr der Lunkerbildung im Formteil. Dies hat zur Folge, daß kleinere Kugeln mit einem Durchmesser von weniger als etwa 30 mm aufgrund der unvermeidbar hohen Ab­ kühlgeschwindigkeit nicht ohne Lunker gegossen werden kön­ nen. Würden derartige Kugeln in einem Flüssigschlackeab­ scheider eingesetzt, so würden sich diese Lunker im Betrieb mit Schlacke füllen und auf Grund von Temperaturschwankungen zur thermischen Sprengung des gegossenen Kugelkörpers füh­ ren. Abgesehen davon ist die Gießtechnik aufwendig und kom­ pliziert.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine einfache und wirtschaftliche Herstellung resistenter kerami­ scher kugelförmiger Körper auch kleinen Durchmessers zu er­ möglichen.

Zur Lösung dieser Aufgabe ist das eingangs genannte Ver­ fahren erfindungsgemäß dadurch gekennzeichnet,

• - daß aus dem keramischen Material würfelförmige Rohlin­ ge hergestellt werden,
• - daß die würfelförmigen Rohlinge in kontinuierlicher Folge einer Schleifbehandlung zugeführt werden,
• - daß eine Mehrzahl würfelförmiger Rohlinge gleichzeitig der Schleifbehandlung unterworfen wird, wobei die Rohlinge in einem einzigen Arbeitsgang zu den kugelförmigen Körpern her­ abgeschliffen werden, und
• - daß die kugelförmigen Körper in kontinuierlicher Folge aus der Schleifbehandlung ausgetragen werden.

Die erfindungsgemäße Vorrichtung weist zur Lösung der gestellten Aufgabe folgende Merkmale auf:

• - eine Trägerplatte, die drehbar gelagert und von einem Motor antreibbar ist,
• - eine die Trägerplatte umgebende Umfangswand,
• - eine Einrichtung zum Aufgeben würfelförmiger Rohlinge auf die Trägerplatte und
• - eine der Umfangswand zugeordnete Einrichtung zum Aus­ tragen fertiggeschliffener kugelförmiger Körper aus dem von der Umfangswand umschlossenen Raum.

Die Erfindung bietet die Möglichkeit, unter Vermeidung der genannten Nachteile eine große Stückzahl von Kugeln be­ liebigen Durchmessers in kontinuierlicher Folge und auf be­ sonders einfache und wirtschaftliche Weise herzustellen. Hierzu werden die würfelförmigen Rohlinge lediglich in den Raum innerhalb der Umfangswand eingefüllt, unter Nutzung der Schleifwirkung der Rohlinge untereinander kugelförmig ge­ schliffen und als fertige Kugeln ausgetragen. Es hat sich überraschenderweise gezeigt, daß die Schleifwirkung der Kör­ per untereinander ausreicht, um aus den anfangs würfelförmi­ gen Rohlingen kugelförmige Körper herzustellen. Wichtig hierbei ist es, daß sich stets mehrere Lagen von Körpern in dem Raum innerhalb der Umfangswand befinden, damit die Kör­ per die erforderliche Schleifwirkung aufeinander ausüben können.

Die Herstellung von Kugeln beschränkt sich also auf einen einzigen Arbeitsgang, bei dem die würfelförmigen Roh­ linge auf Kugelgröße herabgeschliffen werden. Ein vorange­ hendes gesondertes Brechen der Kanten der Rohlinge und ein gesonderter Vorschliff sind nicht nötig. Der Durchsatz ist entsprechend hoch.

Die Trägerplatte hat in erster Linie die Funktion, durch Rotationsbewegung die unterschiedlichen Lagen und jeden ein­ zelnen Körper in Bewegung bzw. in Rotation zu versetzen und ist vorteilhafterweise aus praktisch verschleißfreiem Mate­ rial hergestellt. In ersten Versuchen hat sich hartes Stahl­ blech, beispielsweise Sicromalblech (hochwarmfester und nor­ mal nicht bearbeitbarer Stahl) als geeignet herausgestellt. Mit diesem Material wurde eine Standzeit von mehr als einer Woche erzielt.

Besonders vorteilhaft ist es, wenn die Scheibe als Schleifscheibe ausgebildet ist. Zusätzlich zu der Schleif­ wirkung der Körper untereinander übt die Schleifscheibe eine Schleifwirkung auf die Körper aus und beschleunigt damit den ohnehin raschen Herstellungsprozeß vom kantigen Rohling zum Kugelkörper. Darüber hinaus ist die Schleifscheibe aufgrund ihrer Oberflächenrauhigkeit in der Lage, die Schleifkörper besonders gut in Bewegung zu versetzen.

Eine wesentliche Weiterbildung der Erfindung ist gekenn­ zeichnet durch eine der Schleifscheibe gegenüberliegende Bremsscheibe, die ebenfalls drehbar gelagert sowie relativ zur Schleifscheibe axial verschiebbar und kippbar ist, wobei die Bremsscheibe in Richtung auf die Schleifscheibe unter einer Vorspannkraft steht.

Bei dieser Ausführungsform werden die würfelförmigen Rohlinge in den Raum zwischen den beiden Scheiben einge­ führt, in einer einzigen Lage zwischen den beiden Scheiben kugelförmig geschliffen und als fertige Kugeln ausgetragen.

In dem Raum zwischen den beiden Scheiben und der Um­ fangswand befindet sich ständig eine Mehrzahl von Körpern, und zwar in unterschiedlichen Bearbeitungsstadien. Die tau­ melnde Bremsscheibe gleicht die unvermeidlichen Schwankungen aus, die dadurch entstehen, daß die noch mehr oder weniger unbearbeiteten Würfel Rollbewegungen durchführen. In der Er­ zeugung dieser Rollbewegungen liegt die Hauptfunktion der Bremsscheibe. Zusätzlich dazu kann der Bremsscheibe auch noch eine gewisse Schleifwirkung zugeordnet werden. Aufgrund der Wechselwirkung zwischen Schleifscheibe und Bremsscheibe, also durch die Erzeugung von Rollbewegungen läßt sich eine besonders gute Kugelqualität erzielen, d. h., eine nahezu exakte Rundheit.

In der Regel wird man die Schleifscheibe unterhalb der Bremsscheibe anordnen. Jedoch sind auch hiervon abweichende Zuordnungen möglich.

Für die Schleifscheibe und ggfs. die Bremsscheibe steht eine Vielzahl von Materialien zur Verfügung. Ganz besonders vorteilhaft ist es allerdings, mindestens die Schleifscheibe aus Hartwerkstoff, vorzugsweise keramischem Material herzu­ stellen. Es wurde gefunden, daß keramisches Material, sei es oxidische oder nicht-oxidische Keramik, überraschenderweise Standzeiten erzielt, die denen von hochwertigen Hartmetall- oder Diamantscheiben bzw. -beschichtungen - die ohne weite­ res auch eingesetzt werden können - etwa gleichkommen. Dem­ gegenüber liegt der Preis für keramische Scheiben um ein Vielfaches niedriger. Außerdem können die keramischen Scheiben in nahezu beliebiger Dicke eingesetzt werden, so daß ein Austausch nur in großen Zeitabständen erforderlich wird. Durch entsprechende Sensoren läßt sich das Erreichen vorgegebener Verschleißgrenzen signalisieren.

Wie erwähnt, befindet sich ständig eine Vielzahl von Ke­ ramikkörpern in Bearbeitung. Ausgetragen hingegen werden die fertiggeschliffenen Körper einer nach dem anderen. Dabei ist es besonders vorteilhaft, die Zufuhr der würfelförmigen Roh­ linge zur Schleifbehandlung in Abhängigkeit vom Austrag der fertiggeschliffenen kugelförmigen Körper zu steuern.

Auf diese Weise können die Kugeln automatisch und somit rasch in großen Mengen hergestellt werden. Eine Unterbre­ chung des kontinuierlichen Herstellungsvorgangs ist nur noch nach entsprechenden Wartungsintervallen erforderlich, oder dann, wenn die Schleifscheiben abgenutzt sind und ausgewech­ selt werden müssen.

Es wird ferner vorgeschlagen, daß die Schleifbehandlung unter Zusatz von Kühlmittel erfolgt und daß das Kühlmittel zusammen mit mindestens einem Teil des bei der Schleifbe­ handlung anfallenden Abriebs der Rohlinge rezirkuliert wird. Letzterer dient als zusätzliches Schleifmittel und verrin­ gert beim Schleifprozeß einerseits den Verschleiß der Schleifscheiben - erhöht also deren Lebensdauer - und ver­ kürzt andererseits die Dauer des Herstellungsprozesses.

Als weitere wirkungsvolle, den Herstellungsprozeß ver­ kürzende Maßnahme wird vorgeschlagen, daß die würfelförmigen Rohlinge als vorgesinterte Grünlinge hergestellt werden und daß die fertiggeschliffenen kugelförmigen Körper fertigges­ intert werden. In diesem Fall können besonders kostengünsti­ ge Schleifscheiben eingesetzt werden, ohne daß sie der Ge­ fahr des vorzeitigen Verschleißens unterliegen.

In Weiterbildung der Erfindung wird vorgeschlagen, daß die Einrichtung zum Austragen fertiggeschliffener kugelför­ miger Körper mindestens eine in der Umfangswand angeordnete kalibrierte Austragsöffnung aufweist. Die fertiggeschliffe­ nen kugelförmigen Körper können die Vorrichtung also nur verlassen, wenn sie auf das Kalibriermaß heruntergeschliffen sind. Die Kugeln verlassen die Vorrichtung eine nach der an­ deren, wobei in gleicher Sequenz unbearbeitete Rohlinge zu­ geführt werden können.

Vorzugsweise ist die Größe der Austragsöffnung einstell­ bar. Die Einstellbarkeit der Austragsöffnung gestattet es, Kugeln mit definiertem Durchmesser bzw. einer einstellbaren Maximalgröße herzustellen.

In aller Regel reicht eine einzige Austragsöffnung aus. Diese ist vorzugsweise als runde Öffnung ausgebildet oder aber als Schlitz, der sich mindestens teilweise über die Hö­ he der Schleifscheibe erstreckt. Auf diese Weise wird sichergestellt, daß die Kugeln unabhängig vom Verschleißgrad der Schleifscheibe aus der Vorrichtung ausgetragen werden können. Dabei ist es von sekundärer Bedeutung, ob der Schlitz achsparallel oder geneigt verläuft. Als Alternative ist eine besonders vorteilhafte Anordnung denkbar, bei der eine Mehrzahl von Austragsöffnungen in Form einer Teilwendel über dem Umfang der Vorrichtung verteilt ist. Auch hier steht für jeden Verschleißgrad der Schleifscheibe eine pas­ sende Austragsöffnung zur Verfügung.

Bei einem bevorzugten Ausführungsbeispiel ist die Brems­ scheibe gewichtsbelastet. Dies stellt eine besonders einfa­ che Ausführung der erfindungsgemäßen Vorrichtung dar, bei der die Bremsscheibe lediglich auf die Werkstücke aufgelegt ist und mit ihrem Eigengewicht, ggf. unterstützt durch ein Zusatzgewicht, für den nötigen Kontakt der Werkstücke mit der Schleifscheibe sorgt.

Zusätzlich dazu oder als Alternative wird vorgeschlagen, daß die Bremsscheibe unter der Wirkung mindestens einer vor­ zugsweise einstellbaren Feder steht. Die Vorspannkraft kann also auf die Zusammensetzung des keramischen Materials der Schleifkörper bzw. auf den Vorbrenngrad der Rohlinge abge­ stimmt werden. Mit Federn wird man insbesondere dann arbei­ ten, wenn die Bremsscheibe unterhalb der Schleifscheibe an­ geordnet ist. Dies stellt allerdings nicht den Normalfall dar. In aller Regel wird man die vorteilhaftere Ausführungs­ form wählen, bei der die angetriebene Schleifscheibe den Bo­ den der Vorrichtung bildet, während die Bremsscheibe den oberen Verschluß darstellt.

Ein weiteres vorteilhaftes Merkmal besteht darin, daß die Bremswirkung der Bremsscheibe einstellbar ist. Je stär­ ker die Relativbewegung zwischen Bremsscheibe und Schleif­ scheibe ist, desto größer ist auch die Schleifwirkung. Die einstellbare Relativgeschwindigkeit zwischen Bremsscheibe und Schleifscheibe kann also ebenso, wie die einstellbare Vorspannung der Bremsscheibe, an die Zusammensetzung des ke­ ramischen Materials der Rohlinge oder an deren Vorbrenngrad angepaßt werden. Damit läßt sich eine Verkürzung der Her­ stellungsdauer und eine Verbesserung der Kugelqualität er­ zielen.

Die Einrichtung zum Einführen der würfelförmigen Rohlin­ ge ist vorzugsweise zentral mit dem Raum zwischen den beiden Scheiben verbunden. Dies hat sich ganz besonders gut be­ währt. Die Rohlinge werden also in den mittleren Bereich zwischen den beiden Scheiben eingegeben und wandern mit zu­ nehmendem Abschliff radial nach außen in Richtung auf die Austragsöffnung, bis sie deren Maß erreicht haben. Die be­ sonders starken Taumelbewegungen der Bremsscheibe durch die würfelförmigen oder noch annähernd würfelförmigen Körper werden also im mittleren Scheibenbereich ausgelöst. Gleich­ zeitig geraten Teile der Randbereiche unter erhöhten Anpreß­ druck. Insgesamt verstärkt sich die ohnehin vorhandene Ten­ denz, den Verschleiß gleichmäßig auf die gesamte Fläche der Schleifscheibe und, sofern diese aus Schleifmaterial und nicht aus besonders abriebfestem Material besteht, auch auf die Bremsscheibe zu verteilen.

In Weiterbildung der Erfindung wird vorgeschlagen, daß mindestens eine der beiden Scheiben, vorzugsweise die Brems­ scheibe, konisch ausgebildet ist, wobei sich der Spalt zwi­ schen Schleifscheibe und Bremsscheibe in Richtung auf die Umfangswand verengt. Diese zwangsläufige Verengung des Spal­ tes führt dazu, daß sich die Werkstücke nur dann zunehmend in Richtung Umfangswand, das heißt in Richtung Austragsöff­ nung, bewegen können, wenn sie eine zunehmend kugelige Form annehmen. Dabei ist die konische Scheibe relativ stramm vor­ gespannt und fängt nur die durch die Kanten der Rohlinge verursachten anfänglichen groben Stöße auf. Vorzugsweise ist die konische Scheibe aus einem Material mit höherer Abrieb­ festigkeit als die andere Scheibe hergestellt. Dadurch kann gewährleistet werden, daß die Konizität der Scheibe im we­ sentlichen erhalten bleibt und daß sich der Verschleiß im wesentlichen auf die andere Scheibe beschränkt.

Vorteilhaft ist es ferner, wenn die Bremsscheibe eine Innenscheibe und mindestens eine ringförmige Außenscheibe aufweist, die drehbar gelagert sowie relativ zur Schleif­ scheibe axial verschiebbar und kippbar sind. Während beim Schleifvorgang die Innenscheibe der Bremsscheibe aufgrund der anfänglich noch kantigen Rohlinge stärker nachgeben kann, läuft die Außenscheibe aufgrund der bereits vorge­ schliffenen Rohlinge ruhiger und gewährleistet somit einen besonders effektiven und gleichmäßigen Feinschliff und daher eine besonders "runde" Kugel.

Vorzugsweise sind die Bremswirkung der Außenscheibe und der Innenscheibe unabhängig voneinander einstellbar.

Alternativ oder zusätzlich dazu wird vorgeschlagen, daß die Innenscheibe und die Außenscheibe der Bremsscheibe aus verschiedenen Materialien hergestellt sind. Dies bietet eine weitere Möglichkeit, durch geeignete Abstimmung den Herstel­ lungsprozeß der Kugel zu optimieren, und zwar sowohl hin­ sichtlich dessen Geschwindigkeit, als auch hinsichtlich der Qualität der Kugeln.

Besonders vorteilhaft ist es, wenn die Außenscheibe un­ ter einer größeren Vorspannkraft steht, als die Innen­ scheibe. Ein Eintritt der Werkstücke in den Raum zwischen der Außenscheibe der Bremsscheibe und der Schleifscheibe ist in diesem Fall erst nach einem groben Vorschliff durch die Innenscheibe möglich. Die Außenscheibe der Bremsscheibe läuft bedeutend ruhiger, was zu einer weiteren Qualitäts­ steigerung der austretenden Kugeln führt.

Alternativ zu der konisch ausgebildeten und ggf. geteil­ ten Bremsscheibe wird vorgeschlagen,

• - daß die Bremsscheibe an ihrer der Schleifscheibe ge­ genüberliegenden Seite im wesentlichen kreiszylinderförmige Führungswände aufweist und
• - daß die Führungswände mit Durchlaßöffnungen versehen sind.

Die Werkstücke werden solange in dem jeweiligen durch die Bremsscheibe und die zugehörigen Führungswände definier­ ten Raum geführt, bis sie so klein sind, daß sie durch die Durchlaßöffnungen in den folgenden Raum eintreten können. Die Durchlaßöffnungen werden von Führungswand zu Führungs­ wand von innen nach außen kleiner. Ferner ist es vorteil­ haft, daß die von den Führungswänden und der Bremsscheibe definierten Räume teilweise mit Dämpfungsmaterial, vorzugs­ weise mit Schaumgummi gefüllt sind. Die Bremsscheibe hat bei dieser Ausführungsform keine Schleifwirkung. Die anfängli­ chen Stöße der Rohlinge werden durch das Dämpfungsmaterial gut gedämpft, so daß die gesamte Bremsscheibe besonders ru­ hig liegt und dadurch für eine besonders gleichmäßig kugeli­ ge Form der austretenden Werkstücke sorgt.

In einer bevorzugen Weiterbildung dieser Ausführungsform sind die Führungswände exentrisch zur Rotationsachse der Bremsscheibe angeordnet. Hierdurch wird einerseits die Qua­ lität der austretenden Kugeln nochmals gesteigert und ande­ rerseits ein gleichmäßiger Verschleiß der Schleifscheibe ge­ fördert.

Die Erfindung ist in besonders vorteilhafter Weise auch anwendbar auf die Aufarbeitung bzw. Regeneration benutzter keramischer Kugeln. Eingesetzt werden diese beispielsweise in Flüssigschlackeabscheidern, wie sie bei der Erzeugung von Gasen unter hohem Druck und hoher Temperatur zwischen der Brennkammer und der Gasturbine angeordnet sind. Ein weiteres Einsatzgebiet ist die Alkali-Abscheidung. Haben sich auf den keramischen Kugelkörpern Ablagerungen gebildet, so können diese unter Einsatz der Erfindung abgearbeitet werden. Auch können die Außenschichten der Kugelkörper abgeschliffen wer­ den, sofern Verunreinigungen in diese Außenschichten einge­ drungen sind.

Die Erfindung wird im folgenden anhand von bevorzugten Ausführungsbeispielen im Zusammenhang mit der beiliegenden Zeichnung näher erläutert. Die Zeichnung zeigt in:

Fig. 1 eine perspektivische Ansicht einer erfindungsge­ mäßen Vorrichtung in schematischer Darstellung;

Fig. 2 einen axialen Schnitt durch die Vorrichtung nach Fig. 1;

Fig. 3 einen axialen Schnitt durch ein erstes abgewan­ deltes Ausführungsbeispiel;

Fig. 4 einen axialen Schnitt durch ein zweites abgewan­ deltes Ausführungsbeispiel;

Fig. 5 einen axialen Schnitt durch ein drittes abgewan­ deltes Ausführungsbeispiel;

Fig. 6 eine Unteransicht einer Bremsscheibe ähnlich der nach Fig. 5;

Fig. 7 einen axialen Schnitt durch ein viertes abgewan­ deltes Ausführungsbeispiel.

Die erfindungsgemäße Vorrichtung nach Fig. 1 weist eine Schleifscheibe 1 und eine der Schleifscheibe gegenüberlie­ gende Bremsscheibe 2 auf, die von einer Umfangswand 3 umge­ ben sind. Beide Scheiben sind drehbar gelagert, wobei die Schleifscheibe 1 über eine Welle 4 antreibbar ist, während die Bremsscheibe 2 axial verschoben und relativ zur Horizon­ talen gekippt werden kann. Die Bremsscheibe 2 weist eine zentral angeordnete Einrichtung 5 zum Einführen würfelförmi­ ger oder annähernd würfelförmiger Rohlinge 6 in den Raum zwischen den beiden Scheiben auf. In der Umfangswand 3 sind mehrere Austragsöffnungen 7 ausgebildet, die, wie in Fig. 2 angedeutet, gemeinsam auf einer wendelförmigen Linie liegen.

Im Betrieb werden die Rohlinge 6 nacheinander durch die Einrichtung 5 in den Raum zwischen den beiden Scheiben 1 und 2 eingeführt. Die Schleifscheibe 1 wird über die Welle 4 an­ getrieben, und die Bremsscheibe 3 dreht sich mit, jedoch mit verminderter Geschwindigkeit, da sie als Bremse wirkt und ggf. zusätzlich gebremst wird. Aufgrund der anfänglich noch sehr kantigen und würfelfförmigen Rohlinge 6 macht die Bremsscheibe 2 zu Beginn des Schleifvorgangs jedes Rohlings eine "taumelnde", bzw. "tanzende" Bewegung, bewegt sich aber mit zunehmend kugeliger Form der Rohlinge ruhiger. Während des Schleifvorgangs wandern die Rohlinge 6 in radiale Rich­ tung nach außen und nehmen dabei eine zunehmend kugelige Form an. Wenn die Kugeln schließlich einen Durchmesser er­ reicht haben, der der Größe der Austragsöffnungen 7 ent­ spricht, so werden sie automatisch durch die auf passender Höhe liegende Öffnung ausgetragen und schaffen damit neuen Platz in dem Raum zwischen den beiden Scheiben, in den noch nicht fertig geschliffene Kugeln "nachrücken" können. So entsteht im Zentrum des Raumes eine Lücke, in die ein neuer Rohling 6 eingeführt werden kann.

Aus Fig. 2 wird der kontinuierliche Herstellungsprozeß eines würfelförmigen Rohlings 6 über einen Rohling mit ge­ brochenen Kanten 8 bis hin zu einem fertiggeschliffenen Ku­ gelkörper 9 deutlich. Die Austragsöffnungen 7 sind wendel­ förmig angeordnet. Dies hat den Vorteil, daß auch Schleif­ scheiben mit großer Dicke und entsprechender Abriebhöhe ein­ gesetzt werden können. Sobald sie nämlich aufgrund von Ver­ schleiß um einen gewissen Betrag dünner geworden sind, fluchtet der Rand derjenigen Austragsöffnung 7, durch die zuvor die fertigen Kugeln ausgetreten sind, nicht mehr mit der Oberfläche der Schleifscheibe 1. Da jedoch mehrere Aus­ tragsöffnungen 7 wendelförmig angeordnet sind, ist sozusagen jeder Schleifscheibendicke, also jedem Verschleißgrad, eine Austragsöffnung zugeordnet.

Fig. 3 unterscheidet sich von Fig. 2 dadurch, daß die Bremsscheibe 2 in eine Innenscheibe 10 und eine ringförmige Außenscheibe 11 aufgeteilt ist. Beide Scheiben sind getrennt voneinander drehbar gelagert und kippbar. Auch bei diesem Ausführungsbeispiel werden die würfelförmigen Rohlinge 6 über die Einführeinrichtung 5 in den Raum zwischen den bei­ den Scheiben eingeführt und wandert während des Schleifpro­ zesses in Richtung Austragsöffnung 7. Da jedoch der Außenbe­ reich 11 strammer vorgespannt ist als der Innenbereich 10, kann das Werkstück erst ab einer gewissen Größe in den Raum zwischen der Außenscheibe 11 und der Schleifscheibe 1 ein­ treten, also erst, wenn es gewissem Vorschliff unterzogen wurde. Da lediglich Werkstücke mit einer annähernd kugeligen Form in den Raum zwischen der Außenscheibe 11 und der Schleifscheibe 1' eintreten können, läuft die Außenscheibe 11 entsprechend ruhiger als die Innenscheibe 10. Dies hat auf die Qualität der austretenden Kugeln einen positiven Einfluß.

Im Vergleich zu den vorhergehenden Ausführungsbeispielen ist bei der Ausführungsform nach Fig. 4 die Bremsscheibe ko­ nisch ausgebildet, wobei sich der Spalt zwischen Brems­ scheibe 2 und Schleifscheibe 1 in Richtung auf die Austrags­ öffnungen 7 verjüngt. Die Bremsscheibe 2 ist über eine Feder 12 in Richtung auf die Schleifscheibe 1 vorgespannt, und zwar so stramm, daß sie nur die anfänglichen Stöße der wür­ felförmigen Rohlinge 6 auf fängt. Letztere können sich nur in Richtung auf die Austragsöffnungen 7 bewegen, wenn sie eine zunehmend kugelige Form annehmen. Die Bremsscheibe 2 ist aus einem abriebfesteren Material als die Schleifscheibe 1 hergestellt, so daß sie ihre konische Form über einen langen Zeitraum beibehält.

Bei dem Ausführungsbeispiel nach Fig. 5 weist die Brems­ scheibe 2 im Vergleich zu den vorherigen Ausführungsbeispie­ len auf der der Schleifscheibe 1 gegenüberliegenden Seite zylinderförmige Führungswände 13 auf, die mit der Brems­ scheibe 2 Räume definieren, welche teilweise mit Dämpfungs­ material 14 gefüllt sind. Dieses Dämpfungsmaterial 14 dient dazu, die Stöße der Schleifkörper aufzufangen. In den Füh­ rungswänden 13 befinden sich Durchlaßöffnungen 15, durch die Werkstücke ab einer bestimmten Größe hindurchtreten können, so daß sie in jedem "Schleifstadium", daß heißt in jedem durch die Führungswände 13 definierten Schleifabschnitt eine in etwa vorgegebene Größe haben. Die Bremsscheibe 2 läuft beim Schleifvorgang relativ ruhig, so daß die Werkstücke im letzten Abschnitt vor dem Austritt eine besonders exakte Form annehmen können.

In Fig. 6 sind die zylinderförmigen Führungswände 13 im Gegensatz zu denen nach Fig. 5 exzentrisch zur Rotationsach­ se der Bremsscheibe 2 angeordnet. Dies hat den besonderen Vorteil, daß die Abnutzung bzw. der Verschleiß der Schleif­ scheibe noch gleichmäßiger erfolgt und dies zu einer gleich­ bleibenden Qualität der Kugeln über einen besonders langen Zeitraum führt.

Die Ausführungsform nach Fig. 7 arbeitet mit einer Trä­ gerplatte 1', die aus Sicromal besteht, also aus einer hochwarmfesten und harten Legierung. Die Oberfläche der Trä­ gerplatte 1' kann glatt oder mit einer gewissen Oberflächen­ rauhigkeit versehen sein. In den von der Umfangswand 3 umge­ benen Raum wird eine Mehrzahl von Rohlingen 6 eingeführt, und zwar direkt von oben her, da keine Bremsscheibe vorhan­ den ist. Die Rohlinge 6 bilden auf der Trägerplatte 1' meh­ rere Lagen.

Fig. 7 zeigt den Zustand während des Betriebes, wobei ein Teil der würfelförmigen Rohlinge 6 bereits in Rohlinge mit gebrochenen Kanten 8 sowie in fertiggeschliffene Kugel­ körper 9 übergegangen ist. Der Schleifvorgang wird dadurch bewirkt, daß sich die Rohlinge aneinander reiben. Die ein­ zelnen Lagen bewegen sich gegeneinander, und die Rohlinge werden in Rotation versetzt.

Der wesentliche Vorteil dieser Vorrichtung besteht darin, daß mit erhöhtem Durchsatz gearbeitet werden kann, wobei allerdings das erzielte Endprodukt nicht ganz so exakt gerundet ist wie bei Verwendung der vorher beschriebenen Ausführungsformen. Hinzu kommt eine Vereinfachung der Kon­ struktion, da die Trägerplatte 1' von oben her angetrieben werden kann. Auch arbeitet die Trägerplatte 1' praktisch verschleißfrei.

Allerdings besteht auch die Möglichkeit, anstelle der Trägerplatte 1' eine Schleifscheibe zu verwenden, um den Schleifvorgang weiter zu beschleunigen. Die Austragsöffnun­ gen 7 können dann ebenfalls entlang einer wendelförmigen Linie angeordnet werden.

Im übrigen sind im Rahmen der Erfindung durchaus Abwand­ lungsmöglichkeiten gegeben. So kann statt mehrerer Aus­ trittsöffnungen lediglich eine Austrittsöffnung vorgesehen sein, die wendelförmig oder achsparallel in der Umfangswand ausgebildet ist. Ferner ist es möglich, beide Scheiben ver­ tikal oder die Schleifscheibe über der Bremsscheibe anzuord­ nen, obwohl die in der Zeichnung dargestellte Orientierung der Scheiben vorteilhafter ist. Schleif- und Bremsscheibe können aus einzelnen Segmenten zusammengesetzt sein.

Der Raum zwischen der Schleifscheibe und der Brems­ scheibe ist ständig mit einer ausreichenden Anzahl von Werkstücken gefüllt. Dabei kann eine Steuerung vorgesehen sein, die immer dann einen würfelförmigen Rohling zuführt, wenn eine fertiggeschliffene Kugel die Vorrichtung verläßt. Weiterhin sind Sensoren denkbar, die den Verschleiß der Schleif- und ggf. auch der Bremsscheibe überwachen. Die Vor­ richtung kann ferner mit einer Kühlmittel-Umwälzeinrichtung ausgerüstet werden.

Nicht dargestellt ist, daß die kalibrierten Austragsöff­ nungen in ihrer Größe einstellbar sind. Der hier vor allem interessierende Durchmesserbereich liegt etwa bei 5 bis 50 mm. Die gesamte Palette kann mit ein und derselben Vorrich­ tung geschliffen werden.

Bei der Ausführungsform nach Fig. 3 besteht die Möglich­ keit, die Innenscheibe 10 und/oder die Außenscheibe 11 der Bremsscheibe 2 in Anlehnung an Fig. 4 konisch auszubilden. Auch dabei bleibt die Möglichkeit erhalten, diese Teil-Scheiben unterschiedlich vorzuspannen, unterschiedlich zu bremsen und aus unterschiedlichen Materialien herzustellen. Eine gewisse Vorspannung wird bereits durch das Eigengewicht erzielt. Zusatzgewichte sind gleichermaßen möglich. Ferner können auch hier Federn, wie in Fig. 4 dargestellt, zur An­ wendung kommen.

Claims (29)

1. Verfahren zum Herstellen von kugelförmigen Körpern aus keramischem Material, dadurch gekennzeichnet,

• - daß aus dem keramischen Material würfelförmige Rohlin­ ge (6) hergestellt werden,
• - daß die würfelförmigen Rohlinge (6) in kontinuier­ licher Folge einer Schleifbehandlung zugeführt werden,
• - daß eine Mehrzahl würfelförmiger Rohlinge (6) gleich­ zeitig der Schleifbehandlung unterworfen wird, wobei die Roh­ linge in einem einzigen Arbeitsgang zu den kugelförmigen Körpern herabgeschliffen werden, und
• - daß die kugelförmigen Körper in kontinuierlicher Folge aus der Schleifbehandlung ausgetragen werden.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Zufuhr der würfelförmigen Rohlinge (6) zur Schleif­ behandlung in Abhängigkeit vom Austrag der fertiggeschliffe­ nen kugelförmigen Körper gesteuert wird.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekenn­ zeichnet,

• - daß die Schleifbehandlung unter Zusatz von Kühlmittel erfolgt und
• - daß das Kühlmittel zusammen mit mindestens einem Teil des bei der Schleifbehandlung anfallenden Abriebs der Roh­ linge (6) rezirkuliert wird.

4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die würfelförmigen Rohlinge (6) aus vor­ zugsweise schmelzgegossenen Blöcken gesägt werden.

5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet,

• - daß die würfelförmigen Rohlinge (6) als vorgesinterte Grünlinge hergestellt werden und
• - daß die fertiggeschliffenen kugelförmigen Körper fer­ tiggesintert werden.

6. Vorrichtung zum Herstellen von kugelförmigen Körpern aus keramischem Material, gekennzeichnet durch

• - eine Trägerplatte (1'), die drehbar gelagert und von einem Motor antreibbar ist,
• - eine die Trägerplatte (1') umgebende Umfangswand (3),
• - eine Einrichtung zum Aufgeben würfelförmiger Rohlinge auf die Trägerplatte (1') und
• - eine der Umfangswand (3) zugeordnete Einrichtung zum Austragen fertiggeschliffener kugelförmiger Körper aus dem von der Umfangswand umschlossenen Raum.

7. Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Trägerplatte (1') aus einer hochwarmfesten, harten Legierung besteht.

8. Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Trägerplatte (1') als Schleifscheibe (1) ausgebildet ist.

9. Vorrichtung nach Anspruch 8, gekennzeichnet durch eine der Schleifscheibe (1) gegenüberliegende Bremsscheibe (2), die ebenfalls drehbar gelagert sowie relativ zur Schleifscheibe axial verschiebbar und kippbar ist, wobei die Bremsscheibe in Richtung auf die Schleifscheibe unter einer Vorspannkraft steht.

10. Vorrichtung nach Anspruch 8 oder 9, dadurch gekenn­ zeichnet, daß mindestens die Schleifscheibe (1) aus Hart­ werkstoff, vorzugsweise aus keramischem Material besteht.

11. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 6 bis 10, da­ durch gekennzeichnet, daß die Einrichtung zum Austragen fer­ tiggeschliffener kugelförmiger Körper mindestens eine in der Umfangswand (3) angeordnete kalibrierte Austragsöffnung (7) aufweist.

12. Vorrichtung nach Anspruch 11, dadurch gekennzeich­ net, daß die Größe der Austragsöffnung (7) einstellbar ist.

13. Vorrichtung nach Anspruch 11 oder 12, dadurch ge­ kennzeichnet, daß die Austragsöffnung (7) als Schlitz ausge­ bildet ist, der sich mindestens teilweise über die Höhe der Schleifscheibe (1) erstreckt.

14. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 9 bis 13, da­ durch gekennzeichnet, daß die Einrichtung (5) zum Einführen der würfelförmigen Rohlinge (6) zentral mit dem Raum zwi­ schen den beiden Scheiben (1, 2) verbunden ist.

15. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 9 bis 14, da­ durch gekennzeichnet, daß die Bremsscheibe (2) in Richtung auf die Schleifscheibe (1) gewichtsbelastet ist.

16. Vorrichtung nach einem Ansprüche 9 bis 15, dadurch gekennzeichnet, daß die Bremsscheibe (2) unter der Wirkung mindestens einer vorzugsweise einstellbaren Feder (12) steht.

17. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 9 bis 16, da­ durch gekennzeichnet, daß die Bremswirkung der Bremsscheibe (2) einstellbar ist.

18. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 6 bis 17, ge­ kennzeichnet durch eine Kühlmittel-Umwälzeinrichtung, die den von der Umfangswand (3) umschlossenen Raum versorgt.

19. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 8 bis 18, da­ durch gekennzeichnet, daß der Schleifscheibe (1) und/oder der Bremsscheibe (2) ein Sensor zugeordnet ist, der bei Er­ reichen einer Verschleißgrenze der Scheibe ein Signal ab­ gibt.

20. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 9 bis 19, da­ durch gekennzeichnet, daß mindestens eine der beiden Schei­ ben (1, 2), vorzugsweise die Bremsscheibe (2), konisch aus­ gebildet ist, wobei sich der Spalt zwischen Schleifscheibe (1) und Bremsscheibe (2) in Richtung auf die Umfangswand (3) verengt.

21. Vorrichtung nach Anspruch 20, dadurch gekennzeich­ net, daß die konische Scheibe aus einem Material mit höherer Abriebfestigkeit als die andere Scheibe hergestellt ist.

22. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 9 bis 21, da­ durch gekennzeichnet, daß die Bremsscheibe (2) eine Innen­ scheibe (10) und mindestens eine ringförmige koaxiale Außen­ scheibe (11) aufweist, die getrennt voneinander drehbar ge­ lagert sowie relativ zur Schleifscheibe (1) axial ver­ schiebbar und kippbar sind.

23. Vorrichtung nach Anspruch 22, dadurch gekennzeich­ net, daß die Bremswirkung der Innen- und der Außenscheibe (10, 11) unabhängig voneinander einstellbar sind.

24. Vorrichtung nach Anspruch 22 oder 23, dadurch ge­ kennzeichnet, daß die Innen- und die Außenscheibe (10, 11) aus unterschiedlichen Materialien hergestellt sind.

25. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 22 bis 24, da­ durch gekennzeichnet, daß die Außenscheibe (11) unter einer größeren Vorspannkraft steht als die Innenscheibe (10).

26. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 9 bis 19, da­ durch gekennzeichnet,

• - daß die Bremsscheibe (2) an ihrer der Schleifscheibe (1) gegenüberliegenden Seite im wesentlichen kreiszylinder­ förmige Führungswände (13) aufweist und
• - daß die Führungswände (13) mit Durchlaßöffnungen (15) versehen sind.

27. Vorrichtung nach Anspruch 26, dadurch gekennzeich­ net, daß die Führungswände (13) exzentrisch zur Rotations­ achse der Bremsscheibe (2) angeordnet sind.

28. Vorrichtung nach Anspruch 26 oder 27, dadurch ge­ kennzeichnet, daß die Durchlaßöffnungen (15) von Führungs­ wand (13) zu Führungswand (13) von innen nach außen kleiner werden.

29. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 26 bis 28, da­ durch gekennzeichnet, daß die von den Führungswänden (13) und der Bremsscheibe (2) definierten Räume teilweise mit Dämpfungsmaterial (14), vorzugsweise mit Schaumgummi gefüllt sind.