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Verfahren zur Herstellung einer ein durch Erwärmen erweichbares Bindemittel,
z. B. Kunstharz, enthaltenden Schleifscheibe Gegenstand der Erfindung ist ein Verfahren
zur Herstellung einer Schleifscheibe, die als Bindemittel eine durch Erwärmen erreichbare
Masse, z. B. ein hitzehärtbares Kunstharz, enthält und in bekannter Weise aus einem
Tragkörper und einem mit ihm radial oder axial durch gleichzeitiges heißes Pressen
verbundenen Schleifring besteht.
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Aus der amerikanischen Patentschrift 1 981 970 ist es bekannt, leine
Schleifscheibe dieser Art dadurch herzustellen, daß ein Gemisch von Diamantkörnern
und einem Harzbindemittel auf einen vorher geformten Tragkörper oder Kern aus einer
harzartigen Formmasse, z. B. einem härtbaren Phenolharz, aufgeformt wird. Dieser
Kern ist vorher aus der harzartigen Formmasse in pulverförmigem oder körnigem Zustand
mit oder ohne Füllmittel geformt worden, um einen ringförmigen dichten Körper zu
bilden, dessen äußerer Durchmesser im wesentlichen dem inneren Durchmesser des Schleifringes
entspricht. Der Kern wird dann in einer Form von der Größe der herzustellenden Schleifscheibe
über einen Kernbolzen gelegt. Darauf wird die lose Schleifmasse, die die Diamantteilchen
und ein harzartiges Bindemittel enthält, gleichmäßig um den Umfang des Kernes herum
eingelagert, um den ringförmigen Hohlraum der Form zwischen der Formwand und dem
Umfang des Kernes auszufüllen.
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Hiernach wird das 5 chlei fmittelgeinisch mit Hilfe von Preßringen
mit hohem Druck und hoher Temperatur gepreßt, um es auf dem Kern zu einer dichten
festen Masse zu formen, so daß die beiden Teile zu einem Ganzen miteinander vereinigt
werden unter Bildung eines harten, einheitlichen Körpers, in dem die Diamanten durch
eine harte, unschmelzbare Harzmasse verbunden sind. Auf den Kern wird hierbei kein
Preßdruck mehr ausgeübt.
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Dieses bekannte Verfahren ist zwar für dieHerstellung mancher Schleifseheiben
dieser Art befriedigend, weist aber doch verschiedene Nachteile auf. Beispielsweise
ist es bei der Anwendung des bekannten Verfahrens manchmal notwendig, den Überschuß
von den Seitenflächen des Kernes z. B. durch Abschleifen 0. dgl. zu entfernen, nachdem
das Schleifmittelgemisch unter Verdichten aufgeformt worden ist. Diese Maßnahme
bringt erheblichen Zeit- und Materialverlust mit sich und trägt nennenswert zu den
Herstellungs
kosten des Gegenstandes bei. Es ist ferner gefunden
worden, daß die Anwendung des bekannten Verfahrens auf die Fbrikation sehr dünner
Schneidscheiben d. h. solcher mit einer Dicke von weniger als 3 mm. infolge der
kleinen Abmessungen schwierig ist. In einem solchen Falle ergeben sich auch lTnzuträglichkeiten
beim Pressen des Schleifgemisches infolge der Schwierigkeit, einen vollkommenen
Schluß zwischen den Preßringen und den Formteilen aufrechtznerhal ten. Der Verlust
einer erheblichen menge des während des Heißpressens in flüssigem Zustande befindlichen
harzartigen Bindemittels aus der Schleifmasse durch Lecken durch die Spalten zwischen
den Preßringen und Formteilchen ist kaum zu vermeiden.
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Es ist demgemäß Zweck der Erfindung, die Mängel des bisherigen Verfahrens
zu beseitigen und ein wirtschaftlicheres Verfahren zur Herstellung einer Schleifscheibe
der vorliegenden Art zu schaften.
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Gemäß der Erfindung erfolgt das Pressen einer Schleifscheibe dieser
Art in solcher Weise daß man die Tragkörpermasse in einem Zustand größerer Verdichtung
als die Schleifringmasse gleichzeitig heiß preßt. Die beim heißen Pressen weich
werdende Tragkörpermasse kommt dann in Richtung auf die weniger dichte Schlei fringmasse
zum Fließen und übt somit auf diese einen neben dem unmittelbaren Druck des Preßkolbens
in anderer Richtung als dieser wirkenden zusätzliegen Druck aus.
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Handelt es sich um eine zum Schleifen mit dem Umfang bestimmte Schleifscheibe
mit radial aufgesetztem Schleifring, so wirkt der unmittelbare Preßkolbendruck in
Richtung der Scheibenachse, der mittelbare Druck der ins Fließen gekommenen Tragkörpermasse
dagegen in radialer Richtung. Die Schleifrlngmasse wird somit in zwei zueinander
senkrechten Richtungen verdichtet, was zur Erzielung eines durchgehend gleichen
Gefluges wesentlich beiträgt. Dadurch, daß man die Tragkörpermasse in einer Dicke
einbringt. die größer als die endgültige Dicke der Schleifscheilbe ist, und in einem
Durchmesser, der entsprechend kleiner als ihr endgültiger Durchmesser ist, wird
der in der Form verbleibende ringförmige Einfüllraum für die Schleifringmasse bedeutend
größer als der endgültige Rauminhalt des Schleifringes. so daß man diesen Ringraum
mit der verhältnismäßig lockeren Schleifringmasse nur eben aufzufüllen braucht,
um schließlich durch das Pressen doch einen Schleifring von der erforderlichen Dichte
zu erhalten.
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Zweckmäßig wird beim Pressen (les Verbundkörpers so vorgegangen,
daß man zunächst nur der Tragkörpermasse genügend Hitze zuführt, um sie in den weichen.
fließfähigen Zustand zu versetzen während die Schleifringmasse erst nach ihrer durch
den -ereinigten Druck der Presse und der fließenden Tragkörpermasse erfolgten Werdichtung
durch entsprechende Hitzezufuhr zum Erweichen gebracht wird.
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Zweckmäßig wird der Tragkörper schon durch das Vorpressen auf seinen
endgültigen Verdichtungszustand und Rauminhalt gebracht, so daß er durch den Druck
und die Hitze der Fertigpresse nur noch in seiner Fonn verändert wird und somit
die ganze Preßkolbenbewegung sich im Verdichten der Schleifringemasse durch Vermittlung
del- zum Fließen gebrachten Tragkörpermasse auswirkt. Man braucht indessen das Vorpressen
nicht so weit zu treiben, und es ist überhaupt nicht einmal unbedingt erforderlich.
die Tragkörpermasse als vorgepreßten festen Körper in die Preßform einzubringen,
vielmehr kanal man. nötigenfalls unter Verwendung eines zur Abgrenzung dienenden
Einsatzringes. der nachher wieder herausgenommen wird. di, lose Tragkörpermasse
dichter und die Schleifringmasse weniger dicht in die Preßform einfüllen. Preßt
man dann die eingefüllten Massen gemeinsam, aber in der Weise, daß man wieder zunächst
der Tragkörpermasse Hitze zufübrt. um sie zum Fließen zu bringen, so erreicht die
dichter eingelagerteTragkörpermasse zuerst den endgültigen Verdich tungszustand,
so daß sie während des letzten Teiles der Verdichtung der Ringmasse zum radialen
Fließen kommt und schließlich auch noch einen zusätzlichen Preßdruck auf die Ringmasse
ausübt.
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Bei der Herstellung von Topf- oder Tellelscheiben empfiehlt es sich
nicht, in dieser Weise vorzugehen, sondern den Tragkörper möglichst auf seinen endgültigen
Rauminhait vorgepreßt in die Form einzubringen, damii der Verdichtungsweg des Preßkolbens
nicht zu groß wird.
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Die Zeichnung stellt zwei Ausführungsbeispiele einer Preßform zur
Ausführung des neuen Verfahrens unter Anwendung eines ungefähr auf seinen endgültigen
Rauminhalt vorgepreßten Tragkörpers dar.
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Fig. 1 ist ein Querschnitt durch eine Form für eine ebene Scheibe
mit Umfangsschleifring und zeigt die Einlagerung des vorgepreßten Tragkörpers und
der Ringmasse vor dem Pressen.
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Fig. 2 zeigt in gleicher Darstellung die Form mit der fertiggepreSten
Schlcifshcibe Fig. 3 ist ein senkrechter Teilschnitt durch eine Form zur Herstellung
einer Teller- oder Topfscheibe, Die Erfindung ist von besonderer Bedeu tung für
Schleifseheiben, die im Sehleifring
Diamantkörner als Schleifmittel
enthalten.
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Aber sie kommt auch in Betracht für Schleifscheiben, deren Schleifkörner
aus anderen Stoffen, z. B. Borcarbid. Siliciumcarbid oder Aluminiumoxyd, bestehen,
die auch in Mischung unter sich oder mit Diamantkörnern verwendet werden können.
Als Bindemittel kommen in erster Linie hitzehärtbare Kunstharze. insbesondere Phenolharz,
in Frage, doch kommen z. B. auch Schellack oder Kautschukmasse in Betracht.
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Der Tragkörper kann aus derselben Masse wie der Kern, nur ohne Schleifkörner,
aber zweckmäßig unter Beimischung eines geeigneten Füllstoftes, als welcher auch
Fasern zur Verstärkung in Frage kommen, hergestellt werden.
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Das Vorpressen des Tragkörpers geschieht in einer besonderen Form,
in die eine dem endgültigen Rauminhalt des Tragkörpers entsprechende Menge der tasse
eingefüllt wird.
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Diese Form ist so bemessen, daß der Tragkörper, wie bereits oben bemerkt,
eine größere Dicke, aber einen kleineren Durchmesser als die fertiggepreßte Tragscheibe
erhält.
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Beim Vorpressen wird ein Druck zur Wirkung gebracht, der den Tragkörper
ungefähr auf seinen endgültigen Rauminhalt verdichtet.
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-Es wird auch Hitze angewendet, um die klasse zu einem fest zusammenhaltenden
Körper zu vereinigen, der die weitere Handhabung gut verträgt, doch wird mit der
Höhe und oder Dauer der Erhitzung nicht so weit gegangen, daß bei Verwendung eines
hitzehärtbaren Harzes Härtung eintritt, durch die der Körper in den unschmelzbaren
Zustand versetzt wird.
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Gemäß Fig. I und 2 weist die zum Fertigpressen der Schleifscheibe
dienende Form einen Ring 10 auf, in den von oben und unten Preßplatten 12 und 14
eingeführt sind. In diese Form ist der auf seinen endgültigen Rauminhalt vorgepreßte
Tragkörper 26 mit Hilfe eines in sein Loch passenden Bolzens 2<S gleichachsig
mit dem Ring 10 eingelegt und der zwischen beiden frei bleibende Ringraum ist mit
der aus Schleifkorn und z. B. pulverförmigem Harzbindemittel bestehenden Schleifringmasse33
ausgefüllt, deren Zusammensetzung und Menge so gewählt ist, daß rler fertige Schleifring
das gewünschte Gefüge erhält. Das mit der Oberfläche des Tragkörpers bündige Einfüllen
wird durch entsprechend dichtes Einlagern erreicht.
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Die Platten 12 und 14 können von oben und unten mittels der Preßplatten
I6 und 18 einer hydraulischen Heißpresse gegeneinandergedrückt werden. Die Platten
16 und 18 preisen Kanäle 20 auf, durch die nacheinander Dampf und Kühlwasser geführt
werden können. Zwischen den Platten 12 und I6 liegt eine Zwischenplatte 22 und zwischen
den Platten 14 und iS eine Zwischenplatte 24.
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Die Platten 22 und 24 haben einen etwas kleineren Durchmesser als
der vorgepreßte Körper 26 und sollen in erster Linie diesem Wärme aus den Platten
16 und I8 zuführen, damit er bei Beginn des Pressens plastisch wird und radial fließt,
so daß ein Teil des Preßdruckes durch die Masse in radialer Richtung übertragen
wird und einen gleichmäßigen radialen Druck auf die den Kern umgebende Schleifmasse
ausübt die dadurch zusammengedrückt wird und sich zu einer dichten Masse verfestigt.
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Wie in Fig. I angedeutet, ist der vorgepreßte Tragkörper 26 um die
Teile 29 und 30 dicker als der fertiggepreßte Körper, während der Durchmesser um
den ringförmigen Teil 3I kleiner gehalten ist, so daß der Rauminhalt des Vorpreßlings
dem Rauminhalt des fertigen Tragkörpers entspricht.
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Werden nun die Preßplatten 16 und I8, durch deren Kanäle 20 Dampf
geführt wird, gegeneinanderbewegt, so wird zuerst der Tragkörper 26 durch Vermittlung
der Platten 22 und 24 auf eine Temperatur erwärmt! die ausreicht, um das in ihm
enthaltene Bindemittel zu erweichen und damit fließfähig zu machen, ohne daß auch
schon ein Erweichen des Bindemittels in dem Schleifring 33 stattfindet. Durch weiteres
Erhitzen und gleichmäßiges senkrechtes Zusammendrücken des Körpers 26 bringt man
seine weiche, plastische Masse zum Seitwärtsfließen und zum Ausüben eines starken
radialen Druckes auf die auch unter dem axialen Druck der Preßplatten I2, 14 stehende
Schleifringmasse, die dadurch stark verdichtet wird. Durch weitere Anwendung von
Hitze und Druck wird das Bindemittel im Schleifring ebenfalls plastisch, so daß
der auf ihn gleichzeitig wirkende radiale und axiale Druck ihn zu einer festen,
dichten Masse macht. Schließlich geht das Bindemittel, wenn es ein hitzehärtbares
Harz ist, unter der fortgesetzten Hitzewirkung in beiden Teilen in den endgültigen
gehärteten Zustand über'unter Bildung eines zusammenhängenden einheitlichen Körpers.
Gegebenenfalls kann hierauf Kühlwasser durch die Kanäle 20 geführt werden.
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Bei der Durchführung des Preßvorganges für eine Tellerscheibe gemäß
Fig. 3 wird das Gemisch 41 von Schleifkorn und Bindemittel, z B. hitzehärtbares
Harz. in gleichmäßiger Verteilung in die ringförmige Rinne zwischen dem dickeren
mittleren Teil der Preßplatte 38 und dem Preßring 35 dicht eingefüllt.
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Dann wird der flach vorgepreßte Tellerboden 40 eingelegt, der Bolzen
25 eingeführt und die Preßplatte 37 aufgesetzt. Durch den in Richtung der Pfeile
42, 43 wirkenden Preßdruck
kommt die durch die Erhitzung erweichte
Masse des Tellers zum radialen und axialen Fließen in Richtung des Pfeiles. Dabei
wird die Schleifringmasse 4', die anfänglich bis zur gestrichelten Linie 45 reicht,
zu einem dichten zusammenhängenden Körper zusammengedrückt, der schließlich ebenso
wie die Tellermasse erhärtet.