DE543011C

DE543011C - Grinding wheel for the production of wood pulp or the like.

Info

Publication number: DE543011C
Application number: DEN23872D
Authority: DE
Original assignee: Norton Co
Current assignee: Saint Gobain Abrasives Inc
Priority date: 1924-08-06
Filing date: 1924-12-04
Publication date: 1932-02-01

Description

Die Erfindung bezieht sich auf Schleifscheiben und insbesondere auf aus Segmenten zusammengesetzte Schleifscheiben aus künstlichen Schleifmitteln mit keramischen Massen als Bindemittel, wie sie besonders zur Herstellung von Holzschliff geeignet sind, wobei die Segmente aus durch eine verglaste keramische Masse gebundenen Körpern eines künstlichen Schleifmittels bestehen.The invention relates to grinding wheels and, more particularly, to segments composite grinding wheels made of artificial abrasives with ceramic masses as binders, as they are particularly suitable for the production of wood pulp, with the segments consist of bodies of an artificial abrasive bonded by a glazed ceramic mass.

Bei der Herstellung von Papier aus Holz war es bisher üblich, Holzklötze mittels natürlicher Sandsteine oder mit Hilfe von Schleifscheiben zu schleifen, die aus Schleifmittelkörnern mit irgendeinem kalt abbindenden Zement als Bindemittel zusammengesetzt waren. Die mit Zement gebundenen Steine werden gewöhnlich nur bei einem kalten Schleifverfahren verwendet, während vielfach ein Verfahren vorgezogen wird, bei dem das Schleifen nur mit wenig Kühlwasser stattfindet und die Reibungswärme benutzt wird, um die Bindungen zwischen den Holzfasern zu lockern. Es ist dabei eine Temperatur in der Höhe von etwa 71 bis 82⁰C (160 bis i8o° F) erwünscht; bisher sind aber die mit künstlichen Bindemitteln hergestellten Scheiben bei dem Versuch, sie zu diesem Zweck zu benutzen, durch die gemeinsame Einwirkung von Wärme und Wasser schädlieh beeinflußt worden. Um Sandsteine zur Herstellung langfaserigen Holzschliffs geeignet zu machen, hat es sich als notwendig ergeben, ihre Schnittfläche mit hohen Graten zu versehen, was als Zurichtung bezeichnet wird. Dieses Verfahren führt zu einem Verlust an dem teuren Steinmaterial und braucht wertvolle Zeit, die besser zum Schleifen von Holz verwendet werden würde. Außerdem widerstehen die Grate auf einer solchen weichen Scheibe nicht der Beanspruchung beim Schleifen und müssen häufig erneuert werden, so daß der Stein nur eine kurze Lebensdauer hat.In the manufacture of paper from wood, it has hitherto been customary to grind blocks of wood using natural sandstones or with the aid of grinding wheels composed of abrasive grains with some kind of cold-setting cement as a binder. The cement-bonded stones are usually only used in a cold grinding process, while a process in which the grinding takes place with little cooling water and the frictional heat is used to loosen the bonds between the wood fibers is often preferred. There is a temperature in the amount of about 71-82 ⁰ C (° F to i8o 160) is desired; So far, however, the panes made with artificial binders have been adversely affected by the joint action of heat and water when attempting to use them for this purpose. In order to make sandstones suitable for the production of long-fiber wood pulp, it has been found necessary to provide their cut surface with high burrs, which is referred to as dressing. This process results in a loss of the expensive stone material and takes valuable time which would better be spent grinding wood. In addition, the burrs on such a soft disc do not withstand the stress of grinding and must be replaced frequently, so that the stone has only a short life.

Es ist verschiedentlich versucht worden, Schleifscheiben derjenigen Art zu benutzen, die in der Metallindustrie verwendet wird, bisher aber ohne Erfolg. Ein Stein von einer Größe, wie sie gewöhnlich zum wirksamen Schleifen von Holz erforderlich ist, läßt sich schwierig herstellen, und beim Brennen so großer Stücke in den in der Technik üblichen Öfen werden leicht Scheiben erhalten, die nicht richtig ausgekühlt sind und infolgedessen bei der Verwendung leicht brechen. Es ist versucht worden, Steine zu benutzen, die aus Scheibenabschnitten bestehen, die nebeneinander festgeklemmt sind; aber die Unterschiede in der Ausdehnung eines solchen Scheibengebildes und seiner Metallfassung können auch zu Beanspruchungen der ScheibeVarious attempts have been made to use grinding wheels of the type which is used in the metal industry, but so far without success. One stone of one Size that is usually required for efficient sanding of wood can be difficult to manufacture, and when firing such large pieces in the usual ones in the art Ovens will easily get panes that have not cooled properly and as a result Break easily when using. Attempts have been made to use stones which consist of disc sections which are clamped next to each other; but the differences in the extent of such The disc structure and its metal frame can also cause stress on the disc

führen, die einen Bruch verursachen können Es hat sich außerdem ergeben, daß man nicht die langen Fasern erhält, die für viele Arten von Papier erwünscht sind, wenn man Schleifmittelkörner von derselben Größe benutzt wie das Korn des Sandsteins.lead that can cause breakage. It has also been found that one cannot gets the long fibers that are desirable for many types of paper, if one Abrasive grains of the same size as the grain of the sandstone are used.

Es ist auch schon vorgeschlagen worden, Schleifscheiben aus Segmenten herzustellen, deren Zwischenräume durch Vergießen mit ίο geeigneten Massen ausgefüllt wurden. Dabei haben sich Schwierigkeiten hinsichtlich der gleichmäßigen Abnutzung der Segmente und der Vergußmassen oder Füllmittel ergeben. Diese Schwierigkeiten werden nun gemäß der Erfindung bei den eingangs bezeichneten Schleifscheiben, deren Segmente aus durch eine verglaste keramische Masse gebundenen . Körpern eines künstlichen Schleifmittels bestehen, dadurch beseitigt, daß in den Zwischenräumen zwischen den Segmenten als Füllmittel, das sich bei dem normalen Schleifvorgang im wesentlichen mit derselben Geschwindigkeit wie die schleifenden Segmente abnutzt, ein zähes, duktiles, niedrig schmelzendes Metall angeordnet ist, das in die Oberflächenporen der Segmente eindringen kann und deren Ecken gegen Bruch schützt. Als geeignetes Füllmittel hat sich die unter dem Namen Babbitt-Metall bekannte Legierung erwiesen. Das Vergießen mit dem Füllmittel geschieht zweckmäßig derart, daß die Zwischenräume im wesentlichen bis zur Arbeitsfläche der Schleifscheibe gefüllt gehalten werden.It has also been proposed to make grinding wheels from segments, whose gaps were filled with ίο suitable compounds by potting. Included have difficulties with the even wear of the segments and the casting compounds or fillers result. These difficulties are now in accordance with of the invention in the grinding wheels identified at the outset, the segments of which are made by a glazed ceramic mass bound. Bodies of an artificial abrasive, eliminated by the fact that in the spaces between the segments as a filler, which occurs at essentially the same speed during normal grinding as the abrasive segments wear out, a tough, ductile, low-melting one Metal is arranged, which can penetrate into the surface pores of the segments and protect their corners against breakage. as A suitable filler is the alloy known under the name Babbitt metal proven. The potting with the filler is expediently done in such a way that the gaps are kept filled essentially up to the working surface of the grinding wheel.

In den Zeichnungen ist eine Schleifscheibe gemäß der Erfindung beispielsweise dargestellt. In the drawings, a grinding wheel according to the invention is shown by way of example.

Fig. ι ist eine Endansicht des Steins zum Schleifen von Holz, fertig zur Anbringung auf der zugehörigen Schleifspindel.Fig. 1 is an end view of the stone for sanding wood, ready for installation on the associated grinding spindle.

Fig. 2 ist eine Vorderansicht der auf der Spindel befestigten Scheibe und zeigt die Anordnung der Segmente.Figure 2 is a front view of the disk mounted on the spindle showing the arrangement of the segments.

Fig. 3 ist ein senkrechter Schnitt durch die Scheibe.Figure 3 is a vertical section through the disc.

Fig. 4 zeigt in vergrößertem Maßstabe im Querschnitt die Einzelheiten der Befestigung der Segmente.Fig. 4 shows on an enlarged scale in cross section the details of the fastening of the segments.

Die Steine sind aus künstlichen Schleifmitteln hergestellt, die eine Härte von 9 oder mehr nach der Skala von M ο h s haben, z. B. kristallinischer Tonerde und Siliciumcarbid, und diese werden mit geeigneten Bindemitteln, z. B. verglasten keramischen Massen, gebunden. Diese Steine werden als Segmente von geeigneter Form ausgebildet, die auf einer drehbaren Trommel angebracht werden können. Damit man die Segmente genau in ihre Stellung bringen kann, werden sie mit sorgfältig gestalteten Flächen versehen, die auf den Umfang der Trommel und auf die zur Befestigung dienende Klemmvorrichtung passen. Da die Blöcke notwendigerweise durch Spalten getrennt sind, ist es wichtig, zu verhindern, daß Holzsplitter ungeschliffen hindurchgehen, und die Ecken der Segmente zu schützen. Gemäß der Erfindung werden deshalb die Spalten mit den vorstehend erwähnten Metallen gefüllt, die sich im wesentlichen in demselben Maße abnutzen, in dem der Schleifstein kleiner wird.The stones are made from artificial abrasives that have a hardness of 9 or have more on the scale of M ο h s, z. B. crystalline alumina and silicon carbide, and these are bonded with suitable binders, e.g. B. glazed ceramic masses, bound. These stones are formed as segments of suitable shape that are placed on a rotatable drum can be attached. So that the segments are exactly in their Can bring position, they are provided with carefully designed surfaces that on fit the circumference of the drum and the clamping device used for fastening. Because the blocks necessarily separated by crevices, it is important to prevent splinters of wood from getting unsanded go through it and protect the corners of the segments. According to the invention therefore the gaps are filled with the aforementioned metals, which are essentially wear out at the same rate as the stone becomes smaller.

Beim Schleifen von Holz nach dem sogenannten heißen Verfahren besteht die gewünschte Wirkung in einer Vereinigung von Schneiden und Reiben. Zu diesem Zweck wird eine Sandsteinschleifscheibe zugerichtet, um glatte Reibflächen und Schneidkanten zu bilden. Die Reibung verursacht eine starke Wärmeentwicklung, die die Zerstörung des Bindemittels der Faserbündel und deren Lockerung unterstützt, so daß sie entfernt werden, ohne daß sie in Stücke geschnitten werden.When sanding wood by the so-called hot process, there is the desired Effect in a union of cutting and rubbing. For this purpose a sandstone grinding wheel is prepared, to create smooth friction surfaces and cutting edges. The friction causes a strong Heat generation, which supports the destruction of the binding agent of the fiber bundles and their loosening, so that they are removed without being cut into pieces.

Die Korngröße eines' gewöhnlichen Sandsteins, wie er bisher benutzt worden ist, entspricht ungefähr der Maschenweite eines Siebes mit 60 Maschen auf 25 mm (1 Zoll engl.) Länge. Es hat sich aber ergeben, daß man bei Benutzung eines künstlichen Schleifmittels mit der gleichen Korngröße 60 nicht die langen Fasern erhält. Es hat sich ergeben, daß bei Benutzung eines grobkörnigen künstlichen Schleifmittels, vorzugsweise von einer Korngröße 30 oder noch gröber, die Zurichtung der Scheibe in irgendeinem erhebliehen Maße, wie bei Sandstein, nicht nötig ist, sondern daß man das Rad mit einer im wesentlichen zylindrischen Oberfläche versehen kann, indem man einen Diamanten oder ein Zurichtewerkzeug darüberführt. Wenn man ein Zurichtewerkzeug verwendet, so sind die Grate oder das Muster, die man auf dem Stein erhält, nur niedrig, und es tritt infolge dieser Behandlung nur ein sehr geringer Verlust an Schleifmittel ein. Die größte Wirksamkeit zeigt sich, nachdem die Scheibe einige Zeit benutzt worden ist; aber ein lange fortgesetzter Gebrauch macht schließlich die Scheibe zu stumpf, und es muß eine Erneuerung der Oberfläche stattfinden, um neue Körner in die Scheibenoberfläche zu bringen. Es ist anzunehmen, daß die Körner zur Zeit der stärksten Schleifwirkung ziemlich glatte Kopfflächen und scharfe meißelähnliche Kanten haben, wodurch die gewünschte vereinigte Reib- und Schneidwirkung erzielt wird.The grain size of an 'ordinary sandstone, as it has been used so far, corresponds approximately to the mesh size of a 60 mesh by 25 mm (1 inch engl.) length. But it has been found that when using an artificial abrasive with the same grain size 60 does not get the long fibers. It turned out that when using a coarse-grained artificial abrasive, preferably one Grit size 30 or even coarser, the finishing of the disc in any way Dimensions, as with sandstone, is not necessary, but that the wheel is provided with a substantially cylindrical surface by passing a diamond or a trimming tool over it. If you use a trimming tool, so are the ridges or pattern obtained on the stone are only low and it occurs as a result this treatment results in very little abrasive loss. The largest Effectiveness shows after the disc has been used for some time; but a long one continued use eventually dulls the disk and requires renewal the surface to bring new grains into the disc surface. It is believed that the grains are fairly smooth at the time of the strongest abrasive action Have head surfaces and sharp chisel-like edges, thus unifying the desired Friction and cutting effect is achieved.

Eine Scheibe zum Schleifen von Holz für Zeitungspapier kann gemäß dem üblichen Verfahren zur Herstellung von Schleifscheiben hergestellt werden, indem man Siliciumcarbidkörner von solcher Größe verwendet,A disc for sanding wood for newsprint can according to the usual Process for making grinding wheels are made by cutting silicon carbide grains of such size used

daß ihr größter Teil gerade durch ein Sieb mit 24 Maschen auf 25 mm (1 Zoll engl.) Länge hindurchgeht, obwohl auch erhebliche Abweichungen von dieser Korngröße zulässig sind. Diese Körner werden mittels eines keramischen Bindemittels vereinigt, daß bei der üblichen Behandlung im keramischen Ofen verglasen kann. Zu diesem Zweck kann eine geeignete Bindemittelmischung benutzt und das Verhältnis der Bestandteile so gewählt werden, daß ein Stein von offenem porösem Gefiige erhalten wird.that most of it passes straight through a 24-mesh sieve to 25 mm (1 inch) Length passes through, although considerable deviations from this grain size are also permitted are. These grains are united by means of a ceramic binder that at the usual treatment in the ceramic furnace can be glazed. To this end can a suitable binder mixture is used and the ratio of the components selected that a stone of open, porous structure is obtained.

Beispielsweise kann eine Bindemittelmischung der folgenden Zusammensetzung benutzt werden. Feldspat 50 bis 70 Gewichtsprozent, Steingutton 10 bis 30 Gewichtsprozent, zerkleinerter Quarz 15 bis 25 Gewichtsprozent. For example, a binder mixture of the following composition to be used. Feldspar 50 to 70 percent by weight, stone button 10 to 30 percent by weight, crushed quartz 15 to 25 percent by weight.

Dieses Bindemittel kann mit Schleif körnern aus Siliciumcarbid von ungefähr der Korngröße 24 in dem Verhältnis von 15 bis 18 Teilen Bindemittel und 85 bis 82 Teilen Schleifmittel gemischt werden.This binder can be used with abrasive grains made of silicon carbide of approximately the same grain size 24 in the ratio of 15 to 18 parts of binder and 85 to 82 parts Abrasives are mixed.

Bei der Herstellung des Steins können ver-'.5 schiedene bekannte keramische Methoden augewendet werden, indem man das Schleifmittel und das Bindemittel mit Wasser mischt, um eine geeignete formbare oder plastische Masse zu bilden, darauf ein Scheibensegment daraus formt, das Formstück trocknet und es dann in einem keramischen Ofen bei einer Temperatur etwa entsprechend dem Orton-Kegel 12 behandelt, wodurch das keramische Bindemittel verglast wird und die Schleifmittelkörner zu einer porösen zusammenhängenden Masse vereinigt werden.During the production of the stone, ver - '. 5 Various known ceramic methods can be used by making the abrasive and mixing the binder with water to form a suitable malleable or plastic mass thereon Forms a disc segment from it, dries the molding and then places it in a ceramic Oven treated at a temperature approximately corresponding to the Orton cone 12, whereby the ceramic binder is vitrified and the abrasive grains into one porous coherent mass are combined.

In den Zeichnungen ist ein Beispiel einer geeigneten Form der Segmente und einfacher Mittel zu ihrer Befestigung auf einer Trommel dargestellt. Die Segmente sind so¹ gestaltet, daß sie beim Aufbringen auf eine Trommel auf deren Fläche 15 passen und eine äußere zylindrische Schleiffläche bilden. Zur Herstellung einer breiten Scheibe ist es vorzuziehen, mehr als eine Reihe von Segmentblöcken auf dem Zylinder zu benutzen, und diese Blöcke können, wie dargestellt, so gestaltet sein, daß sie versetzte Verbindungslinien 17 bilden, wodurch die Möglichkeit des Hindurchgehens von Holzsplittern durch die Spalten zwischen den Segmentreihen auf ein Mindestmaß zurückgeführt wird.In the drawings there is shown an example of a suitable shape of the segments and simple means of securing them on a drum. The segments are designed so ¹ that they fit when applied to a drum on whose surface 15 and form an external cylindrical grinding surface. In order to make a wide disk it is preferable to use more than one series of segment blocks on the cylinder and, as shown, these blocks can be designed to form staggered connecting lines 17, thereby allowing splinters of wood to pass through the crevices is reduced to a minimum between the rows of segments.

Nachdem die Blöcke in ihre Stellung gebracht sind, werden die Spalten zwischen ihnen mit der erwähnten Metallegierung gefüllt, die der Abnutzung unter dem Druck der Holzklötze gegen die Scheibe widersteht und sich im wesentlichen in demselben Maße abnutzt wie die Segmente. Die in die Spalten gegossene Legierung füllt die Oberflächenporen der Segmente aus und erhärtet dort. " Sie widersteht auch der Einwirkung von Hitze und Wasser, wie sie bei dem normalen Schleifvorgang auftritt, da sie nicht brüchig, sondern zähe und duktil ist, dabei aber nicht so weich, daß sie die Oberfläche des Steins während des Schleifens verschmiert. Eine besonders geeignete Füllmasse ist ein Babbitt-Metall, das im wesentlichen dieselbe Wider-Standsfähigkeit gegen Abnutzung wie der Stein während des Schleifvorganges hat, genügend zähe ist, um die Kanten der Segmente zu schützen und die Spalten zwischen diesen bis zu der zylindrischen Oberfläche der Scheibe unter allen normalen Arbeitsbedingungen gefüllt zu halten. Diese Legierung kann in verschiedenen Zusammensetzungen hergestellt werden; es hat sich aber ergeben, daß eine Lagermetallegierung mit hohem Zinngehalt besonders geeignet ist. Eine geeignete Zusammensetzung besteht aus den folgenden Bestandteilen in annähernd den angegebenen Mengen: Zinn 91 Gewichtsprozent, Antimon 4,5 Gewichtsprozent, Kupfer 4,5 Gewichtsprozent.After the blocks are in place, the gaps between filled them with the mentioned metal alloy, which is subject to wear and tear under the pressure of the Blocks of wood resists against the disc and wears out to substantially the same extent like the segments. The alloy poured into the crevices fills the surface pores of the segments and hardens there. "It also resists the action of Heat and water, as they occur in the normal grinding process, as they are not brittle, it is tough and ductile, but not so soft that it touches the surface of the stone smeared during grinding. A particularly suitable filling compound is a Babbitt metal, which has essentially the same resistance to wear and tear as the stone during the grinding process is sufficient tough to protect the edges of the segments and the gaps between them up to the cylindrical surface of the disc under all normal working conditions to keep filled. This alloy can be produced in various compositions; but it turned out that a bearing metal alloy with a high tin content is particularly suitable. A suitable one Composition consists of the following ingredients in approximately the specified amounts: tin 91 percent by weight, Antimony 4.5 percent by weight, copper 4.5 percent by weight.

Eine Legierung dieser Zusammensetzung hat eine Brinell-Härte von 12,8 bei ioo° C und schmilzt bei 225 ° C.An alloy of this composition has a Brinell hardness of 12.8 at 100 ° C and melts at 225 ° C.

Claims

Patent claims:

1. From a plurality of segments mounted on a rotatable body Existing grinding wheel for the production of wood pulp or the like, in which the segments are made of a glazed ceramic There are mass-bound bodies of an artificial abrasive, characterized in that in the interstices between the segments as a filler, which is essentially the same in the normal grinding process Speed as the abrasive segments wears out, a tough, ductile, low-melting metal arranged that can penetrate into the surface pores of the segments and protect their corners against breakage.

2. Grinding wheel according to claim 1, characterized in that the filler made of Babbitt metal.

For this purpose ι sheet of drawings