DE4216645A1 - Verfahren zur Aushärtung organischer gebundener Schleifkörper - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Aushärtung organisch gebundener Schleifkörper.

Bislang sind zum Aushärten von organisch gebundenen Schleifkörpern Öfen bekannt, deren Brennkammern mittels einer Elektro-, Gas- oder Ölheizung aufheizbar sind, wobei die Wärme mittels eines Ventilators gleichmäßig in der Brennkammer verteilt wird. Die Aushärtzeiten in solchen herkömmlichen Öfen betragen ca. 22 Stunden.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein schnelleres und damit rationelleres Aushärten von Schleifkörpern zu ermöglichen.

Die gestellte Aufgabe wird mit einem Verfahren der ein­ gangs genannten Art erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die Schleifkörper regelmäßig in einem Ofen angeordnet werden, in dem anschließend ein elektrisches Wechselfeld hoher Frequenz erzeugt wird.

Die meisten für die Herstellung von Schleifkörpern verwen­ deten Ausgangsstoffe sind Dielektrika, d. h. die Erzeugung eines Wechselfeldes bewirkt eine ständig wechselnde Aus­ richtung der Dipole in den Schleifkörpern. Dieser Wechsel in der Ausrichtung der Dipole führt zur Entstehung von Wärme, die um so größer ist, je schneller die Ausrichtung der Dipole wechselt, d. h. je höher die Frequenz des erzeugten Wechselfeldes im Ofen ist. Im Gegensatz zu den konventionellen Verfahren wird hier also die Wärme in den auszuhärtenden Körpern selbst produziert und nicht von außen durch eine erhöhte Umgebungstemperatur den Körpern zugeführt. Auf diese Weise läßt sich das Aushärten von organisch gebundenen Schleifkörpern stark beschleunigen. Versuche haben gezeigt, daß eine Aushärtzeit von einer Stunde ausreicht. Dies stellt gegenüber 22 Stunden bei der herkömmlichen Methode einen enormen Zeit- und damit auch Kostenvorteil dar. Die regelmäßige Anordnung der Schleif­ körper im Ofen soll dafür sorgen, daß sämtliche Schleif­ körper gleichmäßig ausgehärtet werden. Zudem kann durch die Art der Anordnung beispielsweise durch Anordnen der Schleifkörper in mehreren Ebenen jeweils in zwei sich kreuzenden Reihen, die schräg zur Richtung des Wechsel­ feldes ausgerichtet sind, eine zu starke Funkenbildung im Ofen unterdrückt werden. Die Funkenbildung ist uner­ wünscht, da durch sie ein Verlust an organischem Binder in den Schleifkörpern entsteht. Bei Anordnung in sich kreu­ zenden Reihen, die jeweils schräg zur Feldrichtung verlau­ fen, entstehen diffuse Wellen, bei denen die Gefahr einer Funkenbildung nur gering ist. Weiter kann sich ein Verlust von organischem Binder in den Schleifkörpern dadurch ver­ ringern lassen, daß im Ofen eine Inertgasatmosphäre er­ zeugt wird.

Zur Vermeidung zu hoher thermischer Spannungen, die Riß­ bildungen in den Schleifkörpern zur Folge haben können und die von der Dielektrizitätszahl und der Verdichtung der verwendeten Materialien für die Schleifkörper abhängen, kann die Energie des Wechselfeldes vorteilhafterweise während des Aushärtungsprozesses in Abhängigkeit von der Zusammensetzung der Schleifkörper langsam gesteigert wer­ den. Für die Frequenz des erzeugten Wechselfeldes hat sich ein Wert von 2,45 MHz als besonders vorteilhaft erwiesen.

Das erfindungsgemäße Verfahren wird von einer Vorrichtung mit einem Ofen durchgeführt, der erfindungsgemäß eine Hochfrequenzkammer aufweist, an deren Seitenwänden Magne­ trone angeordnet sind. Die Magnetrone können dabei durch dafür vorgesehene Einrichtungen in den Seitenwänden der Hochfrequenzkammer kühlbar sein. Dadurch läßt sich eine Überhitzung des Systems vermeiden. Die Einrichtungen zur Kühlung können hierzu aus einem Kanalsystem in den Seiten­ wänden der Hochfrequenzkammer bestehen, durch die Luft mit Hilfe von Ventilatoren umwälzbar ist. Die Magnetronen an den Seitenwänden der Kammer sind vorteilhafterweise je­ weils in gegeneinander versetzten Reihen angeordnet, wobei die Anordnung der Magnetrone an den beiden gegenüber­ liegenden Seitenwänden jeweils spiegelbildlich ist. Auf diese Weise läßt sich ein sehr gleichmäßiges Wechselfeld in der Hochfrequenzkammer herstellen. Ein weiterer Vorteil ergibt sich bei Verwendung einer Steuereinheit mit einem Mikroprozessor in der Vorrichtung, die die Leistung der Magnetrone steuert. Auf diese Weise sind für verschiedene Schleifkörper unterschiedliche Härtungsprogramme auswähl­ bar, die für einen definierten Ablauf des Trocknungs­ prozesses sorgen. Weiter kann in die Hochfrequenzkammer ein Rohr für die Zuführung von Gasen münden, insbesondere zur Zuführung von Inertgasen wie Stickstoff. Die während des Härtungsprozesses im Ofen entstehenden Rauchgase können von einem im Ofen vorgesehenen Abluftkamin und einem Ventilator abgesaugt werden.

Nachfolgend werden anhand der Zeichnungen bevorzugte Aus­ gestaltungen des erfindungsgemäßen Verfahrens und der zugehörigen Vorrichtung näher erläutert.

Im einzelnen zeigen:

Fig. 1 ein Blockschaltbild für ein erfindungs­ gemäßes Verfahren;

Fig. 2 einen vertikalen Querschnitt durch eine Vorrichtung;

Fig. 3 einen horizontalen Querschnitt entlang der Linie III-III in Fig. 2 durch eine Vor­ richtung.

Das Blockschaltbild in Fig. 1 zeigt die einzelnen Ver­ fahrensschritte symbolisiert durch Kästchen 10-13, wobei Verfahrensschritt 10 die regelmäßige Anordnung von zu härtenden Schleifkörpern in einem Ofen, der Verfahrens­ schritt 11 die Schaffung einer Inertgasatmosphäre im Inneren des Ofens und der Verfahrensschritt 12 das Erzeugen eines hochfrequenten elektrischen Wechselfeldes im Ofen betrifft. Das Erzeugen des Wechselfeldes kann dabei mit sich langsam steigernder Leistung erfolgen, um thermische Spannungen in den zu härtenden Schleifkörpern zu vermeiden. Der Verfahrensschritt 11, das Schaffen einer speziellen Gasatmosphäre im Ofen, kann eingesetzt werden, um den Verlust von organischem Binder in den Schleif­ körpern während des Aushärtens möglichst gering zu halten. Der Verfahrensschritt 13 kennzeichnet das Entnehmen der fertig gehärteten Schleifkörper aus dem Ofen.

Im in Fig. 2 dargestellten vertikalen Schnitt durch einen Ofen 20 ist eine Hochfrequenzkammer 21 dargestellt, in der Schleifscheiben 22 in nicht näher dargestellter Weise in einem Gestell 23 aufgehängt sind. Die Schleifscheiben 22 werden dabei auf einem Träger 24 in den Ofen 20 befördert. In den Seitenwänden 25 und 26 des Ofens 20 sind Magnetrone 27 so angeordnet, daß sich jeweils die Magnetrone in der Seitenwandung 25 und in der Seitenwandung 26 gegenüber­ stehen, um ein gleichmäßiges elektrisches Wechselfeld in der Hochfrequenzkammer 21 zu erzeugen. Die dabei in den Schleifscheiben 22 erzeugte Wärme heizt auch den Innenraum der Hochfrequenzkammer 21 auf. Um eine Überhitzung im Ofen zu vermeiden, wird in einem Kanalsystem 28 in den Seiten­ wandungen 25 und 26 des Ofens 20 Luft mit Hilfe von Ven­ tilatoren 29 umgewälzt. Anstelle der Umwälzung von Luft könnten auch andere Kühlgase verwendet werden. Die im Innern der Kammer 21 entstehenden Rauchgase werden von einem Abluftventilator 30 in einen aus Fig. 3 ersicht­ lichen Abluftkamin 31 zur Nachverbrennung abgesaugt.

Fig. 3 stellt einen Querschnitt durch den Ofen 20 ohne Sicherheitstüre oberhalb einer Ebene von Schleifscheiben 22 dar. Hieraus ist die Anordnung der Schleifscheiben 22 entlang der Diagonalen der Hochfrequenzkammer zu sehen. Die Reihen von Schleifscheiben 22 verlaufen damit schräg zur Richtung des elektrischen Feldes, das parallel zur Rückwand des Ofens 20 verläuft. Auf diese Weise sind diffuse Wellen in der Hochfrequenzkammer 21 erzeugbar, wodurch die Entstehung von Funken vermieden wird. Weitere Schleifscheiben 22 können in den Zwischenräumen 32-35 zwischen den Diagonalreihen 36 und 37 mit Abstand zu die­ sen angeordnet werden, ohne die Eigenschaft der Bildung diffuser Wellen zu stören. Aus Fig. 3 ist auch ein Zuführ­ rohr 41 für Gase ersichtlich, das durch die Seitenwandung 26 ins Innere der Kammer 21 führt und der Zuführung von Inertgasen dient. Die Leistung der Magnetrone 27 ist mit Hilfe einer Steuereinheit 40 mit einem Mikroprozessor regulierbar, die an den Ofen angeschlossen ist.

Claims (13)

1. Verfahren zur Aushärtung organisch gebundener Schleif­ körper, dadurch gekennzeichnet, daß die Schleifkörper (22) regelmäßig in einem Ofen (20) angeordnet werden, in dem anschließend ein elektrisches Wechselfeld hoher Frequenz erzeugt wird (12).

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Schleifkörper (22) in mehreren Ebenen jeweils in zwei sich kreuzenden Reihen (36, 37), die schräg zur Richtung des Wechselfeldes ausgerichtet sind, ange­ ordnet werden.

3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß in den Zwischenräumen (32-35) zwischen den beiden Reihen (36, 37) mit Abstand zu diesen jeweils weitere Schleifkörper (22) angeordnet werden.

4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß im Inneren des Ofens (20) eine Inertgasatmosphäre erzeugt wird.

5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Energie des Wechselfeldes während des Aushärtungsprozesses in Abhängigkeit von der Zusammensetzung der Schleifkörper (22) langsam gesteigert wird.

6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß das elektrische Wechselfeld eine Frequenz von 2,45 MHz aufweist.

7. Vorrichtung zum Durchführen des Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 6 mit einem Ofen, dadurch gekenn­ zeichnet, daß der Ofen (20) eine Hochfrequenzkammer (21) aufweist, an deren Seitenwänden (25, 26) Magne­ trone (27) angeordnet sind.

8. Vorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Magnetrone (27) durch dafür vorgesehene Ein­ richtungen in den Seitenwänden (25, 26) der Hoch­ frequenzkammer (21) kühlbar sind.

9. Vorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Einrichtungen zur Kühlung aus einem Kanal­ system (28) in den Seitenwänden (25, 26) der Hoch­ frequenzkammer bestehen, durch die Luft mit Hilfe von Ventilatoren (29) umwälzbar ist.

10. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 7 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Magnetrone (27) an den Seiten­ wänden (25, 26) der Kammer jeweils in gegeneinander versetzten Reihen angeordnet sind, wobei die Anordnung der Magnetrone (27) an den beiden gegenüberliegenden Seitenwänden (25, 26) jeweils spiegelbildlich ist.

11. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 7 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß sie eine Steuereinheit (40) mit einem Mikroprozessor aufweist, die die Leistung der Magnetrone (27) steuert.

12. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 7 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß in die Hochfrequenzkammer (21) ein Rohr (41) für das Zuführen von Gasen mündet.

13. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 7 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß der Ofen (20) einen Abluftkamin (31) und einen Ventilator (30) zum Absaugen von im Ofen (20) entstehenden Rauchgasen aufweist.