DE641737C - Verfahren und Vorrichtung zum Herstellen starrer Schleifkoerper - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Herstellen starrer Schleifkörper aus einer Mischung von Bindemittel und Schleifkörnern, die durch ein elektrostatisches Feld ausgerichtet werden, wie dies in anderem Zusammenhang bereits bei der Herstellung von Schleifpapier oder -leinen erfolgt.

Es ist bereits bekannt, bei der Herstellung von Schleifkörpern zum Erzielen der gewünschten Richtwirkung auf die Körner ein elektromagnetisches Kraftfeld zu verwenden. Da jedoch Schleifkörner in der Hauptsache unmagnetisch sind, müssen sie mit einem besonderen, magnetisch beeinflußbaren Überzug, ζ. B. aus Eisenspänen, versehen werden, damit die Richtwirkung des magnetischen Feldes von Einfluß ist. Zum Unterschied hiervon werden gemäß der Erfindung die Schleifkörner ohne leitenden Überzug in eine Form in Gegenwart des die Körner ausrichtenden elektrostatischen Feldes eingefüllt, worauf die Mischung ohne wesentliche Lageänderung der ausgerichteten Körner verfestigt und weiterbehandelt wird. Das Verfahren ge-

«5 maß der Erfindung besitzt den Vorteil, daß die üblichen Schleifkörner ohne weiteres verwendet werden können und zusätzliche Arbeit Und Kosten durch Überziehen mit magnetisch leitenden Stoffen erspart werden. Überdies ist die Möglichkeit einer gegenseitigen Beeinträchtigung des Überzuges sowie des Bindemittels vermieden.

Bei der Herstellung von Schleifkörpern, mit ausgerichteten Kornteilen können die üblichen Körner verwendet werden, welche bisher bei der Herstellung von Schleifkörpern benutzt worden sind,' und zwar ohne besonderen leitenden Überzug. In vielen Fällen ist es indessen erwünscht, bestimmte Kornarten auszuwählen und vorzubereiten, so daß die größtmöglichen Vorteile durch die Ausrichtung entstehen. Es sind verschiedene Verfahren bekannt, ein Korn zu erhalten, bei welchem eine oder zwei Achsenlängen die Länge der dritten Achse wesentlich übersteigen und ein Aussuchen und Trennen eines derartigen Korns von gleichachsigem Korn ersetzt.

Die in den Zeichnungen dargestellten Geräte können ein Ausrichten der Körner in der Mischung vor oder während der Verfestigung bewirken. Die Körner können mit einem Bindemittel gemischt oder auch überzogen werden, bevor sie ausgerichtet werden, oder das Bindemittel kann in flüssigem Zustand vorbereitet oder auch in einem entsprechenden Lösemittel gelöst werden und wird dann in die Form gefüllt, in welcher die Körner bereits ausgerichtet sind. Die einzelnen Verfahrensstufen zum Binden der Masse werden nachstehend beschrieben.

Um eine Schleifscheibe zu erhalten, bei welcher die Teilchen radial gerichtet sind, wird eine Form entsprechend Fig. 1 verwendet. In Fig. ι besteht die Form aus einem Metallring 2 und einer Bodenplatte 3, welche auf einer Unterlage 10 ruht. Die Bodenplatte 3 besteht vorzugsweise aus einem Isolierstoff von hoher dielektrischer Festig-

keit, beispielsweise Hartgummi. In der Mitte der Form befindet sich eine Metallelektrode 4, welche mit einem Überzug 5 versehen ist. Die Beschaffenheit des Überzugs 5 scheint von großem Einfluß für die Wirkungsweise des Gerätes zn sein, und der Überzug wird vorzugsweise aus schlecht leitenden Stoffen hergestellt. Die hierfür verwendeten Stoffe sollen so schlecht leiten, daß nicht ausreichend Strom an diesen entlang oder durch sie hindurchtreten kann, um ein Funkenüberspringen zwischen den Elektrodenflächen 4 und 2 zu bewirken, doch muß anderseits die Leitfähigkeit so weit vorhanden sein, daß genügend Leck- oder Induktionselektrizität vorhanden ist, um den in der Form befindlichen körnigen Bestandteilen leine Ladung zuzuführen.

Wenn hier von einem schlecht leitenden Stoff die Rede ist, dann soll dies zum Unterschied von solchen Stoffen, wie Metalle, Kohle o. dgl., dienen, welche verhältnismäßig gute Elektrizitätsleiter darstellen, und ferner zum Unterschied von gut isolierenden Stoffen, wie Glas, Hartgummi, gefirnißter Cambric ο. dgl., welche gute Isolatoren bei denjenigen Spannungen bilden, welche hierbei verwendet werden, so daß der durch diese hindurchtretende Leckstrom nicht ausreicht, um die Körner so weit zu laden, daß sie beim Einfüllen in die Form in radialer Richtung ausgerichtet werden.

Es wurde gefunden, daß gewöhnliches, trockenes, astreines Holz sich gut für den angegebenen Zweck eignet. Trockenes Holz leitet so schlecht, daß es nicht genügend Strom für einen Funkenüberschlag zwischen den Elektroden durchläßt. Anderseits ist die Leitfähigkeit bei den hier verwendeten Spannungen doch ausreichend, um kleine elektnostatische Ladungen, welche für das Ausrichten der Schleifkörner ausreichen, hindurchzulassen. Es können auch andere Hölzer oder andere Stoffe verwendet werden, welche gewöhnlich als Isolatoren bezeichnet werden, jedoch tatsächlich nur schlechte Leiter für hochgespannten elektrischen Strom darstellen. Solche Stoffe umfassen auch Faserstoff, welcher mit einem harzigen Mittel, beispielsweise einem Phenolkondensationsharz, durchsetzt ist. Solche Faserstoffe besitzen aber zweckmäßig keine isolierenden Zwischenschichten, sondern die Fasern sollen selbst gewissermaßen elektrische Leitungen bilden, welche von der Metallelektrode 4 sich zu der Außenfläche des Überzugs 5 erstrecken.

Wenn es erforderlich sein sollte, höhere Verfestigungsdrücke für die Scheibe zu verwenden, als die Isolation aushält, dann wird die Grundplatte 2 und die schwach leitende Elektrode mit Papier überzogen, um dann entfernt und durch ähnlich geformte Stahlteile nach dem Ausrichten der Körner und vor der Verfestigung der Scheibe ersetzt zu werden. Der Außenmantel 2 steht mit der Leitung 7 in Verbindung, welche zu einem elektrischen Potential 6 führt. Die Elek- ■ trade 4 ist auch mit dem Potential 6 verbunden, so daß ein starkes elektrostatisches Feld zwischen dem inneren und äußeren Teil der Form erzeugt wird. Ein Potential von ungefähr 40Ό00 Volt hat sich für die meisten Mischungen als ausreichend erwiesen, obwohl auch beträchtlich kleinere oder höhere Spannungen zur Verwendung gelangen können.

Eine gleichmäßige Verteilung des körnigen Gutes und des Bindemittels kann durch Einsieben der Mischung in die Form erzielt werden. Dies erfolgt vorzugsweise durch ein Schüttelsieb, welches über der Form entsprechend Fig. ι angebracht ist. Das Schüttelsieb ι besitzt vorzugsweise ein unteres Sieb 8 und darüber ein Sieb 9. Das Schüttelsieb wird gleichförmig und mit der vorschriftsmäßigen Geschwindigkeit bewegt, um die Mischung auf der Siebfläche gleichmäßig zti verteilen.

Wenn die Mischung durch die Siebe hindurchtritt, dann werden die gröberen Bestandteile getrennt und fallen in dem besten Zustand für das Ausrichten in die Form. Die körnigen Bestandteile werden durch das elektrostatische Feld, welches zwischen dem Mantel 2 und der Elektrode 5 besteht, elektrisch geladen, wenn sie in die Form gelangen. Die Körner können eine elektrische Ladung durch elektrostatische Induktion, durch Koronaentladung der hochgeladenen Elektrodenfläche 5 oder mitunter auch durch unmittelbare Berührung mit der Elektrode erhalten. Man kann annehmen, daß die auf den länglichen Körnern hervorgerufene elekirische Ladung sich an den gegenüberliegenden Enden zusammenballt, wo die Krümmung am größten ist, so daß elektrische Doppelteilchengebildet werden. Die von dem elektrischen Feld ausgehenden Kräfte drehen die geladenen länglichen Körner, so daß ihre Längsachsen parallel zu den Kraftlinien des elektrostatischen Feldes liegen, wodurch bewirkt wird, daß die der Länge nach ausgerichteten Körner in der Form in radialer Richtung sich erstrecken.

Es ist während des Füllens der körnigen Mischung in die Form zweckmäßig, die Form zu klopfen oder leicht hin und her zu bewegen, da hierdurch eine gleichmäßigere Verteilung der körnigen Bestandteile erzielt wird sowie eine Vorverfestigung der Mischung.

Fig. 2 zeigt schematisch eine Vorrichtung, bei welcher die Komteile eines festen Körpers so ausgerichtet werden, daß die Längsachsen der Kornteile in gleicher Richtung liegen, wobei die ebenen Flächen der Teile nicht not-

wendigerweise in parallelen Ebenen zu liegen brauchen. Eine Form 12 ist zwischen Kon-■ densatorplatten 13 und 14 angebracht, die mit einer Zuführungsstelle hohen elektrischen Potentials in Verbindung stehen, so daß ein starkes elektrostatisches Feld erzeugt wird. Die Mischung kann in die Form unter der Einwirkung des elektrostatischen Feldes ■eingefüllt werden und wird anschließend verfestigt.

Beim Verteilen der Mischung in die Form unter Einwirkung eines !elektrostatischen Feldes kann der hierbei erreichte Grad der Verfestigung mitunter nicht für den gewünschten Zweck ausreichen. Um eine höhere Verfestigung zu erhalten, ohne die durch das elektrostatische Feld erzielte Ausrichtung zu zerstören, können die in Fig. 1 und 2 gezeigten Formen während der Verteilung der Mischung in die Form geschüttelt werden oder auch nach vollständiger Füllung der Form. Das Schütteln bewirkt ein Verdichten der Bestandteile in der Form, und wenn das Schütteln vorgenommen wird, solange die Teilchen unter dem Einfluß eines Richtfeldes stehen, kann das Ausrichten der Teilchen mit einer dichteren Verfestigung vereinigt werden, als dies durch bloßes Verteilen der Mischung in die Form möglich ist. Durch das Schütteln selbst erfolgt ein Ausrichten der Teilchen in parallelen Ebenen, wie noch weiter unten näher erläutert wird.

Für das Schütteln wird die Form auf einen Rütteltisch gesetzt, d. h. eine Einrichtung, • 35 welche die Form abwechselnd emporhebt und sie dann mit einem plötzlichen Stoß herabfallen läßt. Derartige Vorrichtungen sind bekannt. Wenn das Schütteln beginnt, kann das elektrostatische Feld eingeschaltet werden, und die Teilchen werden gleichmäßig in die Form gefüllt. Wenn die Form bis zu der gewünschten Höhe gefüllt ist, wird eine Deckplatte von der Form der Öffnung oder ein abgeschlossener Druckmittelbehälter (vgl.

Fig. 3) auf die Form gesetzt, und das Rütteln wird fortgesetzt, während der Druck auf der Mischung ruht. Das elektrostatische Feld bleibt während des ganzen Schüttelvorgangs bestehen. Wenn ein hoher Grad von Verfestigung nicht erforderlich ist oder wenn ein Bindemittel in flüssigem Zustand zugesetzt werden soll, dann kann das endgültige Schütteln unter Druck unterbleiben.

Wenn das Ausrichten der Körner erzielt ist, kann eme weitere Verfestigung durch Pressen erfolgen, vorausgesetzt, daß die notwendigen Vorsichtsmaßregeln beachtet werden. Vorzugsweise wird der Druck so' zugeführt, daß die !einzelnen Abschnitte der Mischung in senkrechter Richtung gepreßt werden, ohne daß eine seitliche Bewegung der Mischimg entsteht. Beispielsweise kann der Druck mit Hilfe einer Anzahl kleiner Stempel bewirkt werden, welche die Oberfläche der Mischung vollständig ausfüllen. Es kann aber, auch ein Druck mittels eines abgeschlossenen Gummibeutels oder einer elastischen Membran ausgeübt? werden, welche sich jeder Unregelmäßigkeit an der Oberfläche, die durch ungleichmäßige senkrechte Verfestigung entsteht, anpaßt, ohne diese Unregelmäßigkeiten fortzudrücken und so eine seitliche Bewegung zu verursachen. Eine solche Vorrichtung ist in Fig. 3 dargestellt, in welcher die eigentliche Form für die Schleifscheibe mit 15 bezeichnet ist. Die Mischung 16, welche verfestigt werden soll, ist einem senkrechten Druck der elastischen Membran o. dgl. 17 ausgesetzt, welche durch die obere Hälfte der Form 18 begrenzt wird. Das Druckmittel wird durch die Öffnung 19 zugeführt. Gegebenenfalls kann auf die Oberfläche der Mischung ein fein gepulverter, nicht schleifender Stoff aufgestreut werden, \velcher eine Beschädigung der Druckmembran bei hohen Drücken verhindert. "Diese Art der Druckanwendung kann mit dem Schütteln kombiniert werden, und sie ist besonders zweckmäßig, um ein Zurückfedern der Mischung zu verhindern.

Zusätzlich zu der radialen Einstellung kann auch eine parallele Einstellung der Kornteile innerhalb einer Schleifscheibe durch Schütteln vorgenommen werden. Um eine solche Einstellung zu erzielen, ist es zweckmäßiger, eine plastische Mischung an Stelle der üblichen trockenen Preßmischimg zu verwenden. Beispielsweise kann eine der üblichen Mischungen, wie sie zur Herstellung von Schleifscheiben verwendet werden, hierzu dienen mit der Ausnahme, daß etwas weniger Wasser verwendet wird. Die übliche Mischung mit dem üblichen Anteil an Wasser kann verwendet werden, wenn die Scheibe auf einem porösen Stein geschüttelt wird. Ein derartiges Verfahren ist in Fig. 4 dargestellt. Die Form 20 ruht auf einem porösen Stein 21, 'der seinerseits sich auf einer Unterlage 22 befindet. Eine Deckplatte 23 dient dazu, die Mischung nach oben zu begrenzen, wobei gegebenenfalls Druck auf die Deckplatte ausgeübt werden kann. Der poröse Stein 21 wird mit Papier 24 belegt, und die feuchte Mischung kann alsdann in die Form eingefüllt werden, wobei ein gewisser Teil des Wassers von dem porösen Stein aufgenommen wird.

Wenn die Schleifmittelmischung geschüttelt wird und ein ausreichend plastisches Bindemittel verwendet ist, dann richten sich die einzelnen Kornteile so aus, daß ihre größte Ausdehnung rechtwinklig zur Schüttelrichtung verläuft. Dieses Verfahren ist besonders an-

zuwenden beim Ausrichten von flachen Plättchen. Durch solche Körner kann eine Scheibe oder ein sonstiger Körper mit sehr scharf vorstehenden Kanten hergestellt werden.

Claims (4)

1. Patentansprüche :

   i. Verfahren, zum Herstellen starrer Schleifkörper aus einer Mischung von Bindemittel und Schleifkörnern, die durch ein. elektrostatisches Feld ausgerichtet werden, dadurch, gekennzeichnet, daß die Schleifkörner Ohne leitenden Überzug in Gegenwart -des die Körner ausrichtenden elektrostatischen Feldes in eine Form eingefüllt werden, worauf die Mischung ohne wesentliche Lageänderung der Körner verfestigt und weiterbehandelt wird.
2. 2. Verfahren nach Anspruch, i, dadurch gekennzeichnet, daß die Körner in das elektrostatische Feld zwischen zwei oder mehrere Teile der Form eingebracht werden.
3. 3. Verfahren nach Anspruch. 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Körner in der Form vorzugsweise in der Achsrichtung der Scheibe geschüttelt werden.
4. 4. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch, gekennzeichnet, daß die eine der die Form des Schleifkörpers gebenden Elektroden mit einem Überzug aus schlecht leitendem Stoff, z. B. Holz, versehen ist, welcher Leckstrom hindurchläßt, dagegen einen Funkenüberschlag zwischen den Elektroden verhindert.

   Hierzu 1 Blatt Zeichnungen