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Formfüll-Vorrichtung für die Herstellung von Schleifscheiben Die erfindung
betrifft eine Formfüll-Vorrichtung für die Herstellung von-Schleifscbeiben, zur
gleichmäßigen Verteilung von Granulat in einer zylindrischen Hohl form, die in einem
horizontalen Formtisch untergebracht ist, mit a> einem Pendel trichter mit einer
das Granulat enthaltenden Kammer und einer Bodenöffnung zu dessen Ablassen, b) einem
seitlich von dieser Öffnung am Pendeltrichter angebrachten und abwärts verlaufenden
Verteilerflügel, und c) einer Mechanik, die den Pendeltrichter in einer Füllstellung
über der Hohlform zum Einfüllen des Granulats durch die Öffnung in die Hohl form
hält, wobei ein Abschnitt des Verteilerflügels auf dem Arbeitstisch aufliegt, und
die einen Drehantrieb besitzt, der den Pendeltrichter um eine vertikale und etwa
durch die Mitte der Hohl form v-erla.ufende Achse rotieren läßt, wobei die Öffnung
und der Verteilerflügel um die Hohlform rotieren und das Granulat dabei gleichmäßig
darin verteilem und glätten.
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Bekanntlich stellt man Schleifscheiben durch Pressen und anschließendes
Erhitzen einer Charge von gemicchtem Granulat her, das man zuvor unter Berücksichtigung
der besonderen Eigenschaften zusammencestellt hat, welche die fertige Schleifscheibe
besitzen soll Neben harzartigen, glasartigen Mischungsbestandteilen qibt es viele
andere geringere Zusätze. Diese unterschiedlichen Zusätze ändern jedoch nichts an
der Tatsache, daß die zum Ein formen fertige Mischung eine granulatartige und etwa
klebrige.Konsistenz aufweist. Es ist notwendig, da;s cas Mischungsmaterial in einer
Form gleichmaßig verteilt ist, wenn diese unter den Stempel einer Presse gebracht
wird, um dort einem hohen Druck ausgesetzt und auf etwa die Hälfte ihres ursprünglichen
Volumens verdichtet zu werden.
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Der so behandelte Schleifscheiben-Rohling besitzt bereits genügend
Festigkeit, um als einheitliches Stück behandelt werden zu können, und wird anschließend
zum Brennen in einen Ofen qebracht.
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Das Füllen dieser Preßform stellt also einen vorbereitenden Arbeitsgang
dar Besonders wichtig ist nie Einheitlichkeit de@ Mischungszusammensetzung über
die ganze Porm da bereits qeringe Abweichungen von der Gleichmäßigkeit in der fertigen
Schleifscheibe eine Unwucht verursachen, welche bei hohen Drehzahlen einer Schleifscheile
e zu den Zerstörung durch die auftretenden Zentrifuçalkräfte führen kann. Alle Schleifscheiben
werden vor Gebrauch mit einer um fünfzig Prozent über der Nenndrehzahl liegenden
Prüfgrehzahl getestet, und die Ausfalirate bei diesem Test Ist hoch Es ist daher
Aufgabe der Erfindung, eine Vorrichtung zur Füllung einer Preßform für Schleifscheiben-R@hlinge
zu schaffen, die eine schnelle und zuverlässige Füllung deP Preßform erlaubt, die
eine einheitliche Mischun@sverteilung
sicherstellt und damit die
Ausschußrate reduziert, die Zuverlässigkeit der fertigen Schleifscheiben erhöht
und bei hoher Mischungsqualität eine hohe Fertigungsgeschwindigkeit zuläßt.
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Ausgehend von der eingangs geschilderten Vorrichtung wird diese Aufgabe
erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß der Verteilerflügel im wesentlichen die Form
einer Spirale -besitzt, die sich aus der Rotationsachse eines darüber anaeordneten
rotierenden Pendel trichters nach außen ausdehnt, und die zumindest am Anfangsstück
der von der Ratationsachse ausqehenden Spirale die von der Rotaticnsachse auscehenden
Radien mit einem gewählten Winkel schneidet, der innerhalb eines Bereiches von 5O
bis 60 Grad liegt.
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Weitere Vorteile und Einzelheiten der Erfinduna können der nachfolgenden
Beschreibung eines Ausführungsbeispiels der Erfindun@ anhand der Zeichnungen entnommen
werden. Es zeiten: Fig. a eine Draufsicht auf einen eine Form enthaltenden Arbeitstisch
und einen darüber angeordneten Pendel trichter in Arbeitsstellung und mit einem
Teilschnitt durch eine Ebene 1-1 von Fig. 3; Fig. L eine ähnliche Ar,sicht wie in
Fig. 1, jedoch mit abgeschwenktem Pendelt@ichter; Fig. 3 eine teilweise geschnittene
Seitenansicht nes Pendel trichters sowie eine für ihn bestimmte Montageanordnung;
Fic. 4 einen Schnitt durch eine Ebene IV-IV von Fig. 3; fia. 5 eine Ansicht aus
einer Ebene V-V aus Fig.
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3; und Fig. 6 eine geometrische Darstellung eines zum Pendel trichter
gehörigen Verteilerflügeis.
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Eine vollständige Maschine zum Füllen einer Preßform und zut Durchführung
des Preßvorganges ist von der Anmelderin in der US-Patentanmeldung Nr. 821 720 vom
5. Mai 1969 offenbart worden. Die vorliegende Erfindung betrifft einen Teil einer
solchen Maschine, nämlich eine Formfüll-Vorrichtung.
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Zur gesamten, obenerwähnten Maschine gehört ein Formtisch mit einer
festen horizontalen Tischfläche 10, die zu einer kreisförmigen Mulde 11 ausgearbeitet
ist, in die eine zylindrische Formeinfassung 12 eingelassen ist. Den Raum innerhalb
dieser Formeinfassung 12 füllt eine Bodenplatte 13 aus, in deren Mitte sich ein
Zentralstift 14 (Fig. 2) befindet. Diese Bodenplatte 13 läßt sich innerhalb der
Formeinfassung 12 vertikal, d.h. senkrecht zur Zeichnungsebene von Fig. 1 und 2,
zwischen einer Ausgangsstellung, in der die Oberfläche von Bodenplatte 13 mit der
Oberkante der Formeinfassung 12 fluchtet, und einer Arheitsstellunc, in der die
Bodenplatte 13 unter Bilduna einer Formmulde abgesenkt ist, verschieben. In dieser
Arbeitsstellung wird die Formmulde seitlich durch den Innendurchmesser der Formeinfassung
12 und am Boden durch die Bodenplatte ;3 begrenzet Der Zentralstift 14 bewegt sich
nicht mit Bodenplatte 13 mit, sondern bleibt mit seiner oberen Stirnfläche ständig
in einer Flucht mit der Oberkante der Formeinfassun 12.
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Nach dem Füllen der Form wird der ganze Einsatz, der aus der Formeinfassung
12, der Bodenplatte 13 und dem Zentralstift 14 besteht, im Ganzen aus der kreisförmigen
Mulde 11 in der Tischfläche 10 entnommen, an eine Presse befördert und durch einen
neuen gleichartigen Einsatz ersetzt. Der korrekt eingesetzte neue Einsatz fluchtet
mit der Oberkante seiner Formeinfassung 12 wieder mit der Tischfläche 10.
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Anschließend wird eine zur Vorrichtung gehörige Pendeltrichter-Mechanik
beschrieben, welche zur Übertragung einer Füllung von Granulatmischung aus einem
Trichter 21
in die von der Formeinfassung 12 umschlossene Hohlform
dient. Dieser Trichter 21 hat zuvor diese Füllunc aus Granulatmischung von einem
nicht dargestellten Zuführtrichter erhalten, der ähnlich wie der in der qena-nnten
Patentanmeldung beschriebene Zuführtrichter auscebil dct sein kann.
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Der Trichter 21 ist an einem Ende eines ersten Auslegers rL befestigt,
dessen anderes Ende wiederum an einer Welle 23 anyebracht ist. Auf dieser Welle
23 sitzt ein Ritzel 24, das mit einer in einer Führung 26 eines zweiten Auslegers
27 ceführten Zahnstange kämmt. Durch zuführen eines Druckmeuiums am jeweils richtigen
Ence dieser Führunq z6 wird die Zahnstange 25 darin hin und her bewegt, sc daß der
erste Ausleger 22 mit dem Trichter 24 Schwenkbewegungen ausführt. Der zweite Ausleger
27 ist seinerseits fest mit einer Welle 28 verbunden, die in einem ortsfesten Träger
29 drehbar gelagert ist und durch einen Motor 30 angetrieben wird.
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Die Cberkanten 31 des Trichters -21 bilden eine rechtwinklibe Öffnung
zur Aufnahme der Füllung aus dem nicht dargestellten Einfülltrichter, und die Seitenwände
32 und 33 des Trichters 21 gehen nach unten zu harmonisch in eine Auslaßöffnung
34 über. Ferner besitzt der richter 21 einen unteren Ansatz 38, an dessen Unterseite
ein Verteilerflügel 35 befestigt ist. Dieser V, rteilerflügel 35 besteht aus einem
steifen und abriebfesten Werkstoff wie beispielsweise Polyurethan und erstreckt
sich unterhalb der Unterkante der Auslaßöffnung 34.
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Anschließend soll die Arbeitsweise der Vorrichtung beschieben werden.
@n Fig. 1, 3 und 4 befindet sich der Trichter 21 in seiner inneren Endlage zum Übernehmen
einer aus einer Granulatmischung bestehenden Füllung, wo-bei seine
beiden
Ausleger 22 und 27 übereinanderstehen. Die Mitte achse der Welle 28 verläuft jetzt
im wesentlichen durch die Mittelachse des Zentralstiftes 14.
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Solange die Zahnstange 25 festgehalten wird, dreht die durch den Motor
30 angetriebene Welle 28 die gesamte rrichterancrdnung um den Zentralstift 14 herum,
also um die Mittelachse der von der Formeinfassung 12 umschlossenen Hohlform. Die
Granulatmischung fällt jetzt durch die Auslaßöffnung 34 in die Hohlform und füllt
diese auf, im Verlauf der Rotationsbewegung werden Ungleichmäßigkeiten in der ursprünglichen
Mischuncsverteiluny im Bereich der Hohlform wiener aus@eglichen, und unter dem Einflud
des Verteilerflügels 35 entsteht eine glatte und mit der Oberkante der Formeinfassung
12 fluchtende Cberfläche des Füllgutes. Aus Fig. 1 und 4 kann man erkennen, daß
das nachlaufende Ende 36 des Verteilerflügels 35 auf der F@rmeinfas ung 12 auflieut,
so daß ein Eindringen des trichters 21 bzw. des Verteilerflügels 35 in die Hohl
form ausgeschlossen ist. Außerdern liegt das Anfangsstück von Verteilerflügel 35
auf dem Zentralstift 14 auf. @berflüssies Füllgut - und die füllung wird immer etwas
reicnlich bemessen sein - wird durch den Verteilerflügel 35 auf die Tischfläche
iC abcewiesen, und zwar außerhalb der Formeinfassung 12. Wie auE Fig. 2 zu entnehmen
ist, brinct eine Verdrehung der Welle 23 den Trichter 6" in eine ausgeschwenkte
Endlage, in der der Verteilerflügel 35 auf der Tischfläche IC ruht. Diese ausgeschwenkte
Fndlage ist Voraussetzung für die folgenden Arbeitsschritte, in deren Verlauf zunächst
die Formeinfassunc 12 , welche die in die Hohlform eingefüllte Granulatmischung
enthält, nach unten durch die @ischfläche 1@ hindurch abgesenkt und der nächsten
Bearbeitungsposition zugeführt wird, nämlich einer Presse zum Verdichten des Füllgutes
zu einem festen Rohling.
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Anschließend folgt eine Beschreibung des erfindungsgemäßen Verteilerflügels
35, von dessen am besten in Fig. 6 erkennbarer geometrischer Form, die im wesentlichen
spiralförmig ist, die einwandfreie und zuverlässice Durchführung des Verteil- und
Glättungsvorganges oberhalb der Hohlform abhängig ist. Der annähernd spiralförmige
Verteilerflügel 35 entspringt an einem mit A bezeichneten Ursprungsort, der mit
der Rotationsachse der Welle 28 zusammenfällt. Um den Ursprungsort A herum sind
mehrere Radien mit unterbrochenen Linien gezeichnet, von denen die Radien , C und
D die Kurvenlinie des Verteilerflügels 35 schneiden. Die auf dieser Kurve liegende
Strecke zwischen dem Ursprungsort A und einem Punkt X, der um eine Strecke R vom
Ursprun@sort entfernt auf dem Radius E liegt, ist das Anfangsstück des Verteilerflügels
35. Der zwischen diesem Anfangsstück und den Radien B, C und U gebildete Winkel
beträgt vorzugsweise jeweils annähernd 55 Grad.
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ES hat sich gezeigt, daß die korrekte Funktion den Vorrichtun im wesentlichen
von der Einhaltung dieses Winkels abhängig ist. Kleine Abweichungen von 55 Grad
sind jedoch zulässig, und man kann sagen, daß der Winkel in einem Bereich zwischen
annähernd 50 Grad und annähernd 6O Grad liecen muß. Es hat sich Jedoch herausgestellt,
daß der optimale Winkelwert bei 55 Grad liect, und daß dieser optimale Wert zumindest
auf den ersten Zentimetern des Verteilerflücels 35 bis zum Punkt B recht genau einzuhalten
ist. Die direkte Verbindung; zwischen dem Ursprunqsort A und dem Punkt X, nämlich
die Strecke R, ist annähernd 75 mm lang.
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Man kann den Punkt B, bis zu dem der Winkel von 55 Grad mit jedem
schneidenden Radius einoehalten wird, auch anders als durch die etwa 75 mm lange
Strecke R definieren, indem man den Winkel zwischen dem Radius E und einer im @rsprungsort
A an die Spirale gelegten tangente G angibt.
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Dieser Winkel hat im vorliegenden Ausführungsbeispiel einen Wert von
ungefähr 105 Grad.
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Versuche haben gezeigt, daß bei dem gewählten Winkel von annähernd
55 Grad der Verteil- und Glättungseffeki durch den Verteilerflügel 35 so vollständig
erzielt wird, daß die gesamte Anordnung nach dem Einfüllen der Granulatmischung
in die Hohlform nur eine und eine halbe Umdrehung benötigt, um eine einwandfreie
Mischunqsverteilung und Oberflächenglättung zu erzielen. Demgegenüber benötigen
sämtliche bekannten Vorrichtungen dieser Art wesentlich mehr Umdrehungen, bis die
Mischung befriediqend verteilt und glatt ist. Mit Hilfe der erfindunqsgemäß erzielbaren
Verbesserung läßt sich eine wesentliche Verkürzung der F'ormfüllzeit erzielen, und
die Mulde 11 in der Tischfläche 10 kann schneller wieder mit einer neuen Formeinfassung
12 und damit einer neuen Hohlform für die nächste Füllung bestückt werden.
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Anschließend an den Punkt B kann der Verteilerflügel 35 auch weiterhin
seinen Winkel von 55 Grad gegenüber jedem vom Ursprungsort A ausyehenden Radius
beibehalten, obwohl dies nicht mehr unbedingt erforderlich ist. So wird dieser Winkel
in der Praxis zunächst größer und dann am nachlaufenden Ende 36 wieder etwas kleiner
werden. Die Form dieses nachlaufenden Endes 36 wird hauptsächlich dadurch bestimmt,
daß er die Formeinfassung 12 überragen und darauf aufliegen muß, und daß er außerdem
den Teil des Mischgutes, der bis zu diesem nachlaufenden Ende 36 vordrinat, zuverlässia
außerhalb des Bereiches der Formeinfassung 12 verdrängt. Obwohl der Winkel gegenüber
einem Radius immer noch bei 55 Grad liegt, erscheint die Form des nachlaufenden
Endes 36 fast wie eine Gerade.
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Die Verwendung des erläuterten Winkels von 55 Grad hat aus einleuchtenden
Gründen die Auswirkung, daß die Granulatmischung jeweils unter einem Winkel von
35 Grad mit jedem Punkt des Verteilerflügels 35 auf dessen Umlaufbahn zusammentrifft.
Die Umlaufbahn jedes Punktes auf dem Verteilerflügel 35 ist ein Kreisbogen, dessen
Mittelpunkt im Ursprungsort A liegt.
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Zusammenfassung der Erfindung Die erfindungsgemäße Vorrichtung gehört
zu einer Maschine mit einem Formtisch und einer darin befindlichen Formmulde. Ein
rotierender Pendel trichter gibt eine Schleifscheiben-Mischung in diese Mulde ab.
Ein Verteilerflügel unter diesem Pendeltrichter verteilt die Mischung ql ichmäßig
in der Mulde und glättet die Oberfläche unter Angleichung an die obere Formkante.
Der Verteilerflügel besitzt -im wesentlichen eine Spiralform, deren innerer Abschnitt
aus der Rotationsachse entspringt und sämtliche aus dieser entspringenden Radien
unter einem Winkel von 55 Grad schneidet.