DE593499C - Polier- oder Schleifgeraet sowie Verfahren zu seiner Herstellung - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Polier- oder

Schleifgerät zur verbesserten Herstellung polierter Flächen, durch welches insbesondere bei gewölbten Flächen eine größere Genauigkeit und bessere Endbeschaffenheit erzielt ■ wird. Ferner bezieht sich die Erfindung auf ein Verfahren zur Herstellung derartiger Poliergeräte.

Es ist bekannt, die Endbehandlung sehr fein polierter Flächen durch Läppen abzuschließen. Das Läppverfahren unterscheidet sich vom Schleifen oder Polieren durch die Verwendung von losen Schleif- bzw. Poliermitteln. Dieses Verfahren besitzt jedoch Nachteile, die insbesondere darin liegen, daß es praktisch unmöglich ist, die gleiche Maßhaltigkeit der Flächen zu erzielen wie beim Schleifen. Beispielsweise wird ein rundes Werkstück durch die Behandlung etwas unrund. Ferner ist das Verfahren kostspielig, und es erfordert, wenn es von Hand ausgeführt wird, große Übung. Bei maschineller Durchführung sind verhältnismäßig teure Maschinen erforderlich, die als Einzweckmaschinen nur zum Polieren verwendet werden können und besondere Spannvorrichtungen für jede verschiedene Form und Größe der auf der Maschine zu behandelnden Werkstücke erfordern.

Durch die Erfindung wird ein verhältnismäßig festes Poliergerät geschaffen, welches die gleiche Wirkung wie bei Verwendung von losen Poliermitteln ergibt, und es ist möglich, mit diesem Gerät eine derartig feine Oberflächenbeschaffenheit zu erhalten, wie sie bisher, nur durch Läppen erzielt werden konnte, zugleich mit einer Maßhaltigkeit, wie sie nur durch Schleifen möglich ist. Erfindungsgemäß besteht das Gerät aus durch Fällen und Glühen ihrer Hydroxyde erzeugten Oxyden dreiwertiger Metalle, wie Aluminiumoxyd, Chromoxyd oder Eisenoxyd, und einem organischen Bindemittel, z. B. einem Phenol-Formaldehyd-Kondensationsprodukt. Die Herstellung erfolgt durch Mischen und Pressen in einer Form bei erhöhter Temperatur. Das so erhaltene Gerät kann bei den üblichen Schleifmaschinen verwendet werden. Seine Verwendung bedeutet gewissermaßen eine zusätzliche Schleifoperation und kann gegebenenfalls auch die bisher verwendeten Feinschliffoperationen ersetzen.

Die Unterschiede in der Wirkungsweise des Gerätes sind in der Zeichnung näher erörtert. In dieser ist

Fig. ι eine Seitenansicht einer Schleifscheibe, welche aus einem Material mit fester Bindung besteht und zum Polieren verwendet wird.

Fig. 2 ist eine Seitenansicht einer Scheibe 6a gemäß der Erfindung während des Polierens, und

Fig. 3 ist eine Seitenansicht derselben Scheibe wie in Fig. 2, jedoch beim Schleifen.

Bei Verwendung einer Schleifscheibe mit fester Bindung wie in Fig. ι besteht eine Tangentialberührung zwischen dem Scheibenumfang und der Fläche A-B, wobei der Teil A vor der Schleifscheibe ungefähr dieselbe Höhe besitzt wie die Fläche B, die soeben poliert worden ist.

Bei der Scheibe gemäß der Erfindung ist eine größere Berührungsfläche vorhanden, ίο durch welche eine sogenannte Wischwirkung, d. h. eine Flächenberührung, erzielt wird. Auch hier befindet sich der Teil B¹ der Fläche, welcher bereits poliert wurde, in ungefähr derselben Höhe wie der noch nicht behandelte Teil A¹. Wird die Scheibe gemäß der Erfindung zum Schleifen benutzt, wie in Fig. 3 dargestellt, so weist bei ursprünglicher Höhe der Fläche C die bereits behandelte Fläche D eine andere Höhe auf, während der Schnitt sich noch bis zur Fläche .E erstrecken würde, wenn eine festere Scheibe verwendet würde.

Bei der Ausführung des Verfahrens wird eine entsprechende Polierscheibe mit halbstarrer Bindung an einer Schleifmaschine befestigt, worauf dieselbe Bearbeitung wie beim Feinschliff erfolgt, jedoch mit der Ausnahme, daß die Beistellung für eine gewisse Schnittiefe größer ist, als sonst erforderlich war. Die Maschine muß natürlich in ihrer Beschaffenheit für diese besondere Art des Schliffes eingerichtet sein, und zwar muß sie die nötige Starrheit besitzen, und es müssen die einzelnen Bestandteile in einem derartigen Zustand sein, daß bei keinem der sich bewegenden Teile etwa Spiel auftritt. Im übrigen sind aber die Anforderungen nicht höher als bei der Erzeugung des üblichen Feinschliffs.

Die in dem Verfahren gemäß der Erfindung verwendete Scheibe besitzt mehrere Vorteile gegenüber den bisher bekannten Geräten. Das Schleifmittel besitzt eine derartig feine Korngröße und Weichheit, wie sie niemais vorher bei einem mit einer Bindung versehenen Werkzeug erreichbar war, und ferner besitzt das Werkzeug eine genügende Elastizität, welche eine Abflachung beim Eingriff mit dem Werkstück gestattet, so daß die obenerwähnte Wischwirkung, die früher nur beim Polieren vorkam, erreicht wird.

Die Scheibe kann aus einem oder mehreren Stoffen hergestellt werden und durch eine Anzahl von Verfahren, die in ihrem Wesen ähnlich, aber nicht identisch sind. Nachstehend wird beispielsweise ein Herstellungsverfahren für derartige Scheiben angegeben. 930 gr gefälltes Aluminiumoxyd von einer derartigen Feinheit, daß 80% des Materials durch ein Sieb von 55 700 Maschen/cm² hindurchgehen, werden mit 70 gr festem Phenolkondensationsprodukt vermischt, welches unter dem geschützten Namen Redmanol bekannt ist und soweit zerkleinert ist, daß es durch ein Sieb mit 3500 Maschen/cm² hindurchgeht. Dieses Material ist eine Mischung, welche Phenolkondensationsprodukte im A- oder 5-Stadium enthält und durch Erhitzung in das unerweichbar feste C-Stadium überführt werden kann. Diese Materialien werden sorgfältig gemischt, beispielsweise in einer Walzmühle oder einer Kugelmühle und darauf durch ein Sieb von 1520 Maschen/cm² hindurchgeschickt. Beide Verfahrensstufen werden wiederholt, um eine gleichmäßige Verteilung des Kunstharzes in dem Pulver zu erreichen. Die Mischung wird darauf in eine Form gefüllt, welche in der üblichen Weise zum Formen von Schleifwerkzeugen dient, und alsdann einem Druck von ungefähr 140 kg/cm² ausgesetzt. Bei diesem Druck wird der Plunger der Form in seiner Stellung in beliebiger Weise festgelegt und die so verriegelte Form aus der Presse genommen und in einen Ofen gebracht, dessen Temperatur ungefähr 176⁰ C beträgt. Nach Behandlung auf dieser Temperatur über eine Zeitdauer von ungefähr 12 bis 16 Stunden wird die Form aus dem Ofen genommen und das so hergestellte Schleifmittel von der Form entfernt. Es kann alsdann in der üblichen Weise fertig bearbeitet werden.

Während bei dem Ausführungsbeispiel die Verwendung von ungeschmolzener Tonerde vorgeschlagen ist, kann diese auch ganz oder teilweise durch Chrom- oder Eisenoxyde ersetzt werden. Auch können als Bindemittel andere Kunststoffe, wie z. B. Kondensationsprodukte aus mehrwertigem Alkohol und mehrbasischen Säuren an Stelle des Phenolharzes \⁷erwendet werden. Es können auch andere Anteile des Schleifmittels gegenüber dem Bindemittel genommen werden, und wenn der Grad vergleichbar sein soll bei der Benutzung anderer Oxyde, ist es erforderlich, die Anteile entsprechend der Dichte der Polierpulver zu wählen. Dieser Grad kann allerdings auch durch Veränderung des Druckes, welchem die Form ausgesetzt ist, geändert werden. Es kann überdies der herzustellende Gegenstand auch beispielsweise mit einem Druck von 140 kg/cm² gepreßt und die Form aus der Presse entfernt und in einen Ofen gebracht werden, wobei der Druck auf etwa 1,4 bis 3,5 kg/cm² durch Anbringen entsprechender Gewichte auf dem Plunger der Form ermäßigt wird. Das herzustellende Schleifgerät kann auch in einer sogenannten Wärmepresse behandelt werden, aber hierbei sollte der Druck nach der Vorpressung ebenfalls bis auf die obengenannten Werte vermindert werden.

Das gefällte Aluminiunioxyd entsprechend dem obengenannten Beispiel besitzt Eigenschaften, welche durchaus verschieden von denen der kristallinen Abart sind, die ihrerseits allgemein als Schleifmittel verwendet wird. Beispielsweise ist die Kristallform verschieden. Das Oxyd wird durch Fällung aus einer Lösung roher technischer Tonerde in kaustischer Soda und nachfolgende Erhitzung etwa über 500⁰ C erhalten. Durch die Erhitzung wird das im gefällten Aluminiumhydroxyd enthaltene Konstitutionswasser ausgetrieben. Das so erhaltene Endprodukt, ist das sogenannte Gamma-Aluminiumoxyd, während durch Erhitzen über 1100⁰C oder höher wie bei geschmolzener Tonerde das sogenannte Alpha-Aluminiumoxyd entsteht. Beide unterscheiden sich durch den Brechungsexponenten, welcher 1,69 für Gamma-Aluminiumoxyd und 1,76 für Alpha-Aluminiumoxyd beträgt. Beim Erhitzen von 500⁰ C bis auf 1100⁰ C erfährt der Exponent eine allmähliche Zunahme, da Kristalle mit Exponenten zwischen 1,69 und 1,76 gefunden wurden.

Obwohl die Verwendung von Aluminiumoxyd gute Ergebnisse zur Folge hat, scheint indessen für gewisse Zwecke die Verwendung von grünem Chromoxyd oder Eisenoxyd, wie Polierrot oder Safran, besser zu sein, und das vorher beschriebene Herstellungsverfahren eignet sich gleich gut auch bei Verwendung dieser Materialien. Wenn also von nidht geschmolzenem, dreiwertigem Oxyden die Rede ist, so handelt es sich,um derartige Oxyde, welche durch Fällung und nachfolgende Erhitzung auf eine Temperatur unterhalb des Schmelzpunktes des Oxydes gebildet sind.

_i0. Die drei Oxyde (Al₂O₃, Fe₂Os und Cr₂O₃) sind als Poliermittel aus zwei Gründen besonders geeignet. Sie besitzen nämlich eine außerordentlich feine Korngröße und genügende Härte. Sie haben eine ausreichende Schleif kraft, wenn sie mit Metallen in Berührung gebracht werden und können so feine Metallteilchen entfernen, daß durch die Einwirkung keinerlei sichtbare Kratzer entstehen. Sie erzeugen daher sehr glatte Flächen

go mit einer spiegelähnlichen Politur.

Es sind bereits zahlreiche Versuche vorher gemacht worden, um diese Materialien zu binden, aber infolge ihrer außerordentlich geringen Korngröße hat dies niemals zufriedenstellende Ergebnisse zur Folge gehabt. Es muß nämlich eine außerordentlich große Sorgfalt aufgewendet werden, um den Einschluß größerer Teilchen des Bindemittels zu verhindern, die bei Verwendung keramischer Bindungen fast so hart sind wie die Oxyde und Kratzer hervorrufen.

Eine weitere ungewöhnliche physikalische Eigenschaft des -neuen Poliermittels wurde in dem ungewöhnlich niedrigen spezifischen Gewicht ermittelt. Während beispielsweise die üblichen Schleifmittel aus Aluminiumoxyd mit einer Kunstharzbindung ein scheinbares spezifisches Gewicht von 2,2 bis 2,6 aufweisen, beträgt das spezifische Gewicht der durch das vorerwähnte Verfahren hergestellten Gegenstände aus gefälltem Aluminiumoxyd zwischen 1,6 bis 2. Es ist natürlich denkbar, daß diese Werte noch schwanken können, da das spezifische Gewicht sich noch entsprechend der Art des verwendeten amorphen Oxyds, des angewendeten Preß druckes in der Form und während der Behandlung im Ofen und schließlich durch andere Faktoren verändern kann.

Claims (4)

PatentanSprüche:

1. Polier- oder Schleifgerät, bestehend aus durch Fällen und Glühen ihrer Hydroxyde erzeugten Oxyden dreiwertiger Metalle, wie Aluminiumoxyd, Chromoxyd oder Eisenoxyd, und einem organischen Bindemittel, z. B. einem Phenol - Formaldehyd - Komdensationsprodukti.

2. Verfahren zur Herstellung eines Polier- oder Schleif geräts nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß ein durch Glühen des gefällten Hydroxyds eines dreiwertigen Metalls erzeugtes Oxyd mit einem Kunstharz innig gemischt und bei erhöhter Temperatur in einer Form gepreßt wird.

3. Verfahren zur Herstellung eines Polier-und S chleifgerätes nachAnspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die gefällten Hydroxyde der dreiwertigen Metalle bei Temperaturen von 500 bis iioo⁰ geglüht werden.

4. Verfahren zur Herstellung eines Polier- oderSchleifmittels nachAnspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Formkörper unter einem Druck von 1,4 bis 3,5 kg/cm² zur Härtung des Bindemittels erwärmt wird.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen