DE2614743A1 - Verfahren zur herstellung von schleifkoerpern - Google Patents

Description

EDENVALE ENGINEERING WORKS
(PROPRIETARY) LIMITED
8th Floor, 45 Main Street,
Johannesburg, Süd-Afrika

Verfahren zur Herstellung von Schleifkörpern.

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung von Schleifkörpern, insbesondere einer aus Nabenteil und damit verbundenem Schleifkranz zusammengesetzten Schleifscheibe.

Schleifscheiben verschiedenster Ausbildung werden in der Industrie für die verschiedensten Sohleifvorgänge in großem Umfange eingesetzt, und zwar zum Schleifen von Stahl, Karbiden und

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keramischen Körpern, wobei sie für den Naßschliff und für den Trockenschliff eingesetzt werden können.

Schleifscheiben bestehen im wesentlichen aus zwei Teilen, und zwar einem Nabenteil und einem damit verbundenen Schleifkranz. Dabei kann das Nabenteil aus verschiedenen Werkstoffen wie beispielsweise Metall, einem unter Wärme aushärtenden Harz wie beispielsweise Bakelit oder auch aus einer Mischung aus Metall und einem unter Wärme aushärtenden Harz hergestellt werden. Der Schleifkranz besteht gewöhnlich aus Schleifteilchen, welche gleichmäßig in einer Bindemasse verteilt sind. Diese Schleifteilchen bestehen gewöhnlich aus Diamant, kubischem Bornitrit, Siliziumkarbid oder Aluminiumoxid, während die Bindemasse im allgemeinen aus einer faserigen, einer metallischen, einer unter Wärmeeinwirkung aushärtenden Harz- oder einer Gummimasse besteht. Geeignete Harze sind Phenolformaldehyd-, Polyimid-, Polyamid-,

Epoxy-, Alkyd- und Melaminformaldehyd-Harze. ι

Die Menge der Schleifteilchen im Schleifkranz hängt von der Art t

der Schleifscheibe und von den mit ihr durchzuführenden Schleif- i arbeiten ab. Bei Verwendung von Diamant und kubischem Bornitrit j als Schleifteilchen im Schleifkranz beträgt deren Menge gewöhn- ! lieh 10 bis 30 Raumprozent. Bei anderen Sohleifteilchen wie beispielsweise Aluminiumoxid und Siliziumkarbid ist diese Menge ; etwas höher. ι

Konventionelle Schleifscheiben werden in zwei Stufen hergestellt.! In der ersten Stufe wird das Nabenteil in der Weise hergestellt, [ daß die pulverigen oder körnigen Ausgangsstoffe für das Naben-

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teil in eine geeignete Form eingebracht und in dieser Wärme und Druck ausgesetzt werden, um sie zu verdichten und sum Abbinden zu bringen. Das Nabenteil vfird dann der Form entnommen und in eine zweite Form eingelegt, in welcher der Schleifkranz ausgebildet und mit dem Nabenteil verbunden werden kann. Das Ausbilden und Verbinden des Sohleifkränzes wird in der Weise durchgeführt, daß eine Mischung aus Schieifteilchen und pulverigen oder körnigen Ausgangsstoffen für die Bindemasse in einen Hohlraum entsprechend dem Schleifkranz in die Form eingefüllt und die Mischung einer der jeweiligen Zusammensetzung entsprechenden Wärme und Druckeinwirkung ausgesetzt wird. Bei dem bisher bekannten Verfahren werden infolgedessen zwei Formen benötigt und beide Teile einer jeden Schleifscheibe müssen jeweils gesondert verdichtet und zum Abbinden gebracht werden.

Dies ist naturgemäß umständlich und kostenaufwendig, sodaß die Erfindung sich die Aufgabe gestellt hat, ein Verfahren der eingangs genannten Art zu schaffen, mittels welchem Schleifscheiben schneller und preisgünstiger herstellbar sind.

Ein diesen Erfordernissen entsprechendes erfindungsgemäßes Verfahren ist im wesentlichen dadurch gekennzeichnet, daß der eine Teil als Grünling, d.h. unabgebunden, in einer Form hergestellt wird, in welcher nach Verdichtung des Grünlings ein unmittelbar an ihn anschließender Hohlraum für den anderen Teil erzeugbar ist, daS die Ausgangsstoffe für diesen anderen Teil in den Hohlraum eingefüllt werden und abschließend der Grünling und die eingefüllten Stoffe in der Form durch Wärme und Druck sum Abbinden unter gegenseitiger Verbindung gebracht werden.

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Bei dem Grünling handelt es sich um einen Körper, welcher noch nicht abgebunden ist, jedoch ausreichend Kohärenz besitzt, um seine Form zu behalten. Wenn der Grünling das Nabenteil einer Schleifscheibe bilden soll, dann besteht er gewöhnlich aus einem unter Wärme aushärtenden Harz wie Bakelit oder aus einem Metall oder auch aus einer Mischung aus Metall und einem unter Wärme aushärtenden Harz. Das Ausgangsmaterial besteht hierbei einfach aus dem Harz oder dem Metall in pulveriger oder körniger Form. Zur Herstellung eines Grünlings braucht das Pulver oder das Granulat lediglich bei Raumtemperatur verdichtet zu werden, d.h. Pulver oder Granulat werden kalt verdichtet. Für diese Kaltverdichtung reichen Drücke von 5 bis 60 MPa aus. Wenn der Schleifkranz als Grünling hergestellt wird, wird das Ausgangsmaterial für die Bindemasse wiederum in pulveriger oder körniger Form eingesetzt. Auch hier wird der Grünling ebenso wie bei der Herstellung des Nabenteiles kalt verdichtet.

Beim erfindungsgemäßen Verfahren wird daher in der ersten Stufe der eine Teil einer Schleifscheibe als Grünling hergestellt, woraufhin in der zweiten Stufe dieser Grünling zum Abbinden gebracht und gleichzeitig der zweite Teil geformt und unter Aushärten fest damit verbunden wird. Der besondere Vorteil des erfindungsgemäßen Verfahrens besteht darin, daß lediglich eine einzige Form benötigt wird, wie dies im einzelnen noch zu beschreiben sein wird, und daß die gleichzeitige Anwendung von Wärme und Druck nur einmal zu erfolgen braucht.

In der vorliegenden Anmeldung wird keineswegs Schutz beansprucht für die Bestandteile zur Herstellung der verschiedenen Teile von

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Schleifkörpern oder für die Bedingungen, welche erfüllt werden müssen, um das Nabenteil oder die Bindemasse des Schleifkranzes zum Abbinden zu bringen. Diese Bedingungen und diese Werkstoffe sind der Fachwelt allgemein bekannt. Allerdings ist die Erfindung speziell für Schleifscheiben anwendbar, bei denen die Bindemasse des Schleifkranzes aus einem Harz besteht.

Das erfindungsgemäße Verfahren kann eingesetzt werden zur Herstellung einer außen konischen Topfscheibe, welche auch unter der Bezeichnung 11V9 bekannt ist. Bei diesem Verfahren wird vorzugsweise das Nabenteil als Grünling mit einer Ausnehmung am Umfang zur Aufnahme des Schleifkranzes hergestellt, in diese Aufnahme alsdann eine Mischung aus den Schleifteilchen und den Ausgangsstoffen für eine Bindemasse eingefüllt und schließlich werden der das Nabenteil bildende Grünling und diese Mischung unter Wärme und Druck fest miteinander verbunden und zum Abbinden gebracht. Zweckmäßigerweise wird diese Ausnehmung im Grünling während dessen Herstellung mittels eines Blindstempels ausgebildet, der nach Herstellung des Grünlings entfernt wird und dadurch im Grünling eine Vertiefung oder Ausnehmung zurückläßt.

Bei der Anwendung des erfindungsgemäßen Verfahrens zur Herstellung einer Tellerschleifscheibe, welche auch als IAl-Type bekannt ist, wird vorzugsweise der Schleifkranz als Grünling hergestellt und innerhalb desselben eine Aushöhlung für das Nabenteil vorgesehen, in welche die Ausgangsstoffe für dieses Nabenteil eingefüllt werden, woraufhin Druck und Wärme auf den Grünling und die eingefüllte Mischung ausgeübt werden, sodaß eine innige Verbindung aller Teile und ein endgültiges Abbinden derselben erfolgt.

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Eine genauere Erläuterung der Erfindung ergibt sich aus der nachfolgenden Beschreibung einiger Ausführungsbeispiele anhand der beiliegenden Zeichnungen; es zeigen:

Figur 1 und 2 Schnitte durch eine Form zur Herstellung einer nach außen konischen Topfscheibe; und

Figur 5 und 4 Schnitte durch eine Form zur Herstellung einer Tellerschleifscheibe.

Figur 1 zeigt die Ausbildung der Form für die erste Stufe des erfindungsgemäßen Verfahrens, in welcher das Nabenteil als Grünling hergestellt wird. Die Form besteht aus einem mit einer Platte 10 verschraubten Ringteil 12, wobei dieses Ringteil 12 aus zwei koaxialen Teilen 12a und 12b besteht. Zwischen der Platte 10 und dem Ringteil 12 sitzen ein Kolben 14 und ein Blindring 16. Der Kolben 14 und dieser Blindring 16 umgeben einen Kern oder Mittelzapfen 18. Die innere Wandung 20 des Ringteiles 12 und die innere Wandung 22 des Kolbens 14 bilden die Seitenwandungen eines Nabenteiles einer nach außen konischen Topfscheibe. Eine vorgegebene Menge der Ausgangsstoffe für ein Nabenteil wird in den Hohlraum 24 eingefüllt und mittels des Kolbens 26 dann diese Mischung verdichtet. Dabei wird dieser Kolben 26 unter einem derartigen Druck in die gestrichelt eingezeichnete Lage niedergedrückt, um ein Nabenteil als Grünling mit ausreichender Kohärenz zu erzeugen.

Die Formausbildung für die zweite Stufe des erfindungsgemäßen Verfahrens zeigt Figur 2. In dieser Stufe wird der Schleifkranz

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der Topfscheibe ausgebildet und mit dem Nabenteil fest verbunden. Hierzu wird zunächst die Form umgedreht, sodaß die Platte 10 oben liegt, welche dann entfernt wird. Anschließend wird der Blindring 16 entfernt, welcher aus vier Sektoren besteht, um leichter entnommen werden zu können, ohne daß der das Nabenteil bildende Grünling beschädigt wird. Nach Entfernung dieses Blindringes 16 bleibt im Grünling eine Ausnehmung oder ringförmige Vertiefung 50 zurück, welche beim anschließenden Herstellen des Schleifkranzes von diesem ausgefüllt wird.

Als nächstes wird auf den Ring 12 ein Füllring 28 aufgesetzt, sodaß zwischen diesem und dem Zwischenkolben 14 ein Hohlraum J2 entsteht. In. diesen Hohlraum 52 wird eine Mischung aus Schleifteilchen und den vorgesehenen Ausgangsstoffen für den Schleifkranz eingefüllt und anschließend die Mischung mit einem Ringkolben y\ verdichtet. Dabei wird über den Ringkolben J4 und den Kolben 26 auf das Nabenteil und die Mischung im Hohlraum 52 ein Druck ausgeübt, während gleichzeitig Wärme zugeführt wird. Die Endlage des Ringkolbens 34 ist in Figur 2 gestrichelt dargestellt. Durch diese Behandlung wird das zunächst als Grünling hergestellte Nabenteil endgültig zur Aushärtung gebracht und gleichzeitig die Mischung aus Schleifteilchen und Bindemasse zum Schleifkranz der Topfscheibe verdichtet und ausgehärtet. Die feste Verbindung des Schieifkränzes mit dem Nabenteil erfolgt zur gleichen Zeit.

Die Vorteile des vorbeschriebenen Verfahrens liegen auf der Hand, da bei der Herstellung von Schleifscheiben viel Zeit eingespart wird, indem man nur eine einzige Form benötigt und man auch nur

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ein einziges mal Wärme und Druck gleichzeitig anzuwenden braucht. Der Zeitgewinn bei dem erfindungsgemäßen Verfahren dürfte etwa bei hofo liegen.

Bei einem speziellen Durchführungsbeispiel dieses Verfahrens wurde eine nach außen konische Topfscheibe mit einem Aluminium-Phenolharz-Nabenteil und einem harzgebundenen Diamant-Schleifkranz hergestellt. Das als Grünling hergestellte Nabenteil wurde bei Raumtemperatur mit einem Druck von 22,96 MPa verdichtet. Dieser Grünling und die Mischung aus Diamantteilchen und Harz wurden dann einem Druck von 22,96 MPa ausgesetzt und die Temperatur innerhalb einer Zeitspanne von 20 min auf 175 C erhöht. Dieser Temperaturwert wurde dann J5 min lang beibehalten, woraufhin innerhalb von 20 min eine Abkühlung auf Raumtemperatur erfolgte.

In der in den Figuren 3 und 4 dargestellten Form zur Herstellung einer Tellerschleifscheibe oder einer sogenannten lAl-Schleifscheibe wird zunächst der Schleifkranz als Grünling hergestellt und dann das Nabenteil ausgebildet und mit diesem Schleifkranz fest verbunden.

Die erste Stufe dieses Verfahrens ist in Figur 3 dargestellt, wobei die Form aus einem Außenring 40, einem Innenring 42, einem zentralen Führungsbolzen 44 und einem Kolben 46 besteht. Zwischen dem Innenring 42 und dem Kolben 46 ist ein Hohlraum 48 ausgebildet. Der Kolben 46 ruht auf einem Blindring 50. In den Hohlraum 48 wird eine Mischung aus Schleifteilchen und den Ausgangsstoffen für eine Bindemasse eingefüllt und mittels des Ringkolbens 52

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die Mischung in diesem Hohlraum unter Druck verdichtet. Dabei wird der Ringkolben 52 so lange beaufschlagt, bis er die gestrichelte Lage erreicht. Dadurch ergibt sich ein Grünling für den Schleifkranz als erste Stufe des Verfahrens.

Figur 4 zeigt die Form zur Durchführung der zweiten Stufe des Verfahrens, wobei der Blindring 50 aus Figur J> entfernt wird und der Kolben 46 und der Bolzen 44 so weit niedergedrückt werden, bis die Unterseite 46a des Kolbens 46 mit den Unterseiten 40a und 42a der Ringe 40 bezw. 42 fluchtet. Der Ringkolben 52 wird in seiner Lage festgehalten. In den Hohlraum 54 wird alsdann die Mischung zur Ausbildung des Nabenteiles eingefüllt und der Kolben 56 druckbeaufschlagt, um diese Mischung zu verdichten. Dabei bewegt sich der Kolben 56 in die gestrichelte Lage, woraufhin der gleiche Druck auf den Ringkolben 52 ausgeübt wird. Gleichzeitig wird Wärme zugeführt, um den den Schleifkranz bildenden Grünling und das Nabenteil zum Aushärten zu bringen.

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Claims (4)

26U743 Andrejewski, Honke, Gesthuysen & Masch, Patentanwälte in Essen - 10 - Patentansprüche

1./ Verfahren zur Herstellung von Schleifkörpern, insbesondere einer aus Nabenteil und damit verbundenem Schleifkranz zusammengesetzten Schleifscheibe, dadurch gekennzeichn e t , daß der eine Teil als Grünling, d.h. unabgebunden, in einer Form hergestellt wird, in welcher nach Verdichtung des Grünlings ein unmittelbar an ihn anschließender Hohlraum (32 bezw. 48) für den anderen Teil erzeugbar ist, daß die Bestandteile für diesen anderen Teil in den Hohlraum eingefüllt werden und abschließend der Grünling und die eingefüllten Bestandteile in der Form durch Wärme und Druck zum Abbinden unter gegenseitiger Verbindung gebracht werden.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Grünling das Nabenteil einer nach außen konischen Topfscheibe bildet.

3· Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Nabenteil mit einer Ausnehmung (30) zur Aufnahme des Schleifkranzes hergestellt wird.

4. Verfahren nach Anspruch I₃ dadurch gekennzeichnet, daß der Grünling den Schleifkranz einer Tellerschleifscheibe bildet.

5· Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Schleifkranz als harzgebundener Schleifkörperteil hergestellt wird.

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