Schleifvorrichtung, Verwendung der Schleifvorrichtung und Verfahren zu ihrer Herstellung Die vorliegende Erfindung betrifft eine Schleif vorrichtung, eine Verwendung dieser Schleifvorrich tung und ein Verfahren zu ihrer Herstellung.
Die Schleifvorrichtung nach der Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, dass sie einen ringförmigen Schleifkörper aus einer Vielzahl aufeinandergelegter, in radialer und axialer Richtung sich erstreckender Schleiflappen aus flächenförmigem Schleifmaterial enthält, wobei die aneinander angrenzenden Lappen steif gemacht und in sie versteifender Art durch Kle bemittel auf einem radial innen liegenden, von den inneren Enden der Lappen sich wenigstens 6,35 mm nach aussen und über die ganze Lapp-enbreite er streckenden Flächenteil miteinander fest verbunden sind, so dass ein versteifter Nabenteil in dem Ring körper gebildet ist.
Die erfindungsgemässe Verwendung der Schleif vorrichtung nach der Erfindung ist dadurch gekenn zeichnet, dass die Vorrichtung in einer Einrichtung zum Schleifen und Schlichten von Werkstücken mit unregelmässiger Kontur angeordnet wird, wobei zur Erhöhung der Lebensdauer des Schleifkörpers diesem eine so hohe Umfangsgeschwindigkeit erteilt wird, dass das Schleifen und Polieren eines Werkstückes ohne sichtbares Zerfetzen der Schleiflappen erfolgt, und das Werkstück in Kontakt mit der äusseren Um fangsfläche des Schleifkörpers an diesem vorbeibe- wegt wird.
Das erfindungsgemässe Verfahren zur Herstellung der Schleifvorrichtung nach der Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, dass ein Block aus aufeinandergeleb ten Schleiflappen genau gleicher Form aus blattför- migem Schleifmaterial gebildet wird, die Schleiflappen durch ein flexibles Halteglied, das mit einem Ende eines jeden Schleiflappens verbunden wird, so zu- sammengehalten werden, dass von den Schleiflappen jeder nachfolgende mit der Vorderseite gegen die Rückseite des vorhergehenden anliegt, der Block zu einem Ringkörper geformt wird,
wobei jeder Schleif lappen auf jeder Seite über einen Teil der Oberfläche bei dem genannten Ende mit einem überzug aus einem flüssigen aushärtbaren Klebemittel versehen wird, so dass an den Seitenkanten bei dem genannten Ende vorgesehene Ausnehmungen der Lappen bei im Ringkörper zusammengebauten Schleiflappen in den Seitenflächen des Ringkörpers einander gegenüber stehende ringförmig verlaufende Nuten bilden,
dass auf jeder Seite des Körpers für vorübergehend ein kreisförmiger Ring in eine Nut eingesetzt wird, um die Form des Ringkörpers zu fixieren und dass das Klebemittel durch Aushärten in festen steifen Zu stand überführt wird.
Beim Schleifen oder Schlichten von Metallgegen ständen mit gekrümmten oder unregelmässig geform ten Oberflächen, wie z. B. von Autozubehör vor dem Plattieren und Lackieren, wurden bisher eine Reihe verschiedener Schleifmittel und Verfahren angewandt. So wurden z. B. bisher Schleifriemen, Sisalschleif- scheiben und Schleifscheiben benutzt. Von diesen Vorrichtungen fand die letztgenannte Schleifscheibe weiteste Verwendung. Jede der genannten Vorrich- tungen besitzt für das Schleifen und Schlichten ge wisse Vorteile.
Doch besitzt auch jede gewisse Nach teile, die der praktischen Verwertung gewisse Grenzen setzen.
Schleifriemen haben dort weitgehende Verwen dung gefunden, wo es wünschenswert ist, Material rasch zu entfernen, insbesondere, wenn flache oder annähernd flache Oberflächen bearbeitet werden sol len. Doch sind Schleifriemen nicht sehr befriedigend, wenn Werkstücke mit äusserst stark gekrümmten Oberflächen bearbeitet werden sollen.
Wo Flächen mit leichter Krümmung abgeschliffen werden sollen, werden Schleifriemen gelegentlich zusammen mit An- drück- oder Führungsrädern benutzt, die spezielle unregelmässige Ausbildung hinsichtlich ihrer Um fangsformen besitzen. Doch ist alsdann für jeden Typ der zu schleifenden Gegenstände ein speziell geformtes Andrückrad erforderlich.
Weiter sind Rie men dort unvorteilhaft, wo Werkstücke zu schleifen sind, die breite gekrümmte Oberflächen besitzen. Denn die Riemenkanten haben die Tendenz, das Werkstück auszuhöhlen und an bestimmten Stellen ein. stärkeres Abschleifen zu bewirken, so dass ein spezieller Schlichtvorgang erforderlich wird, um si cher zu stellen, dass die betreffenden Unregelmässig- keiten beseitigt werden. Sonst würden diese Unregel- mässigkeiten nach dem Plattieren oder Lackieren des Gegenstandes sichtbar werden.
In den meisten Fällen, in denen Gegenstände mit unregelmässigen gekrümmten Konturen geschliffen und geschlichtet werden sollen, werden mittels Aus- härtverfahren hergestellte Schleifscheiben benutzt, worauf nachpoliert wird. Diese Art Schleifscheiben sind mit Schleifleinen überzogene Räder, wobei auf den die Umfangsflächen der Scheiben bildenden Lei nen körnige Schleifmittel gebunden sind.
Die Bindung der Schleifmittel an die Oberfläche des Leinens er folgt mittels eines, Klebemittels, das ausgehärtet wird. Es ergibt sich damit ein Rad, das eine harte steife Oberfläche besitzt.
Doch kurz vor der Benutzung wird der Schleifmittelüberzug gehämmert, um die Oberfläche in einzelne am Leinen hängende Stücke aus Schleif- und Bindemittel zu zerschlagen, so dass der Schleifüberzug gegenüber den Konturen des Ar beitsstückes bis zu einem gewissen Grade federnd und nachgiebig wird. Doch verringert dieses. Häm mern und Zerschlagen des Schleifnnittelüberzuges zum Herrichten für den Schleifvorgang gleichzeitig die Betriebslebensdauer des Rades.
Tatsächlich muss bei bestimmten Schleifvorgängen das so gebildete Rad alle 30 bis 40 Minuten ersetzt werden. Daraus erge ben sich kostspielige Arbeitsunterbrüche und Stillsetz- massnahmen, die die Ausgaben für das Schleifen und Schlichten mit solchen Rädern stark ansteigen lassen.
Auch die Verwendung von Sisalschleifscheiben, d. h. Rädern mit Polierleinen, die Lagen von Seilfa sern enthalten, ist nicht selten. Wenn Sisalscheiben verwendet vsrerden, werden während des. Arbeitens auf die Oberfläche der Scheiben Schleifmittel gege ben, die als solche in der Hauptsache die Schleif- wirkung herbeiführen. Solche Massnahmen sind je doch unbequem und insbesondere dadurch kostspielig, dass eine spezielle Einrichtung notwendig ist, um die Schleifmittel zu handhaben. Weiter ist das Verfahren nicht eben wirkungsvoll und äusserst schmutzend.
Die vorliegenden Erfindungen bezwecken die bisher beim Schleifen und Schlichten bekannten Nachteile zü vermeiden. Werkstücke mit extrem ge- krümmten unregelmässigen Oberflächenkonturen können mit der Schleifvorrichtung gemäss der Erfin dung genau und rasch abschleifbar sein und unab hängig von den Ausmassen des Werkstückes kann ein feines Schlichten bewirkt werden. Dabei kann diese Vorrichtung bequem zu handhaben, einzurich ten und zu ersetzen sein und arbeiten, ohne dass eine spezielle Betriebseinrichtung erforderlich wäre.
Ausserdem kann diese Vorrichtung lange Betriebs lebensdauer besitzen, so dass kostspielige Stillsetzun gen beim Schleifen auf ein Minimum gesenkt werden können.
Ausführungsbeispiele des erfindungsgemässen Herstellungsverfahrens und der Schleifvorrichtung nach der Erfindung sind in der beigefügten Zeich nung veranschaulicht. Es zeigen Fig. 1 einen Grundriss eines blattförmigen Schleiflappens, wie er zur Herstellung des Schleif- körpers der Schleifvorrichtung verwendet wird ; Fig. 2 in perspektivischer Darstellung die Einzel teile einer ersten Schleifvorrichtung, wobei veran schaulicht ist, wie diese Teile zusammengebaut wer den ;
Fig. 3 einen Schnitt mitten durch die entspre chend Fig. 2 aufgebaute und zusammengesetzte Vorrichtung, die in einem Arbeitsgang zum Schleifen und Schlichten einer gewölbten Fläche verwendet worden ist; Fig. 4 in schematischer Darstellung einen Teil einer automatischen Schleif- und Schlichteinrich tung mit ringförmigem Schleifkörper, und Fig. 5 in perspektivischer Ansicht eine weitere Schleifvorrichtung, wobei einige Teile weggeschnitten sind.
In den Fig. 1 bis 3 ist eine Schleifvorrichtung der hier zu beschreibenden Art mit einem ringförmi gen Schleifkörper dargestellt, der aus einer grossen Anzahl im Schleifkörper radial und axial sich er streckender, aufeinander gelegter Schleiflappeh 10 besteht, die alle in der in Fig. 1 gezeigten Form aus flachem blattförmigem mit Schleifmittel überzogenem Material ausgestanzt wurden.
Die im Ringkörper an einander liegenden, wie später erläutert speziell ver steiften Schleiflappen 10 sind über einen wesentli chen innern Teil 11 ihrer Oberflächen, der sich über die ganze Breite des Lappens vom Innenrand ein wesentliches Stück radial nach aussen erstreckt, zu mindest etwa 6,35 mm durch ausgehärtetes Klebe mittel fest miteinander verbunden.
Dadurch besitzt der Ringkörper einen starken steifen verstärkten Nabenteil. Alle blattförmigen Schleiflappen 10 sind so angeordnet, dass sie mit ihrer mit Schleifmittel bedeckten Oberfläche um die Schleifkörperachse her um in die gleiche Umlaufrichtung weisen, womit die mit Schleifmittel versehene Vorderfläche eines jeden nachfolgenden Lappens 10 gegen die Rückseite des jeweils voranliegenden Lappens gerichtet ist.
Die als Ganzes gesehen rechteckigen, blattförmigen Schleiflappen 10 besitzen an den zwei einander ge genüberliegendem Seitenkanten nahe bei deren im Schleifkörper innerem Ende einwärts sich erstrek- kende Einschnitte 12 und 12a. Ein zweites Paar sol cher Einschnitte 13 und 13a erstreckt sich neben den erstgenannten Einschnitten 12 bzw. 12a mit einer etwas grösseren Tiefe als das erstgenannte Paar von den Seitenkanten in den blattförmigen Lappen. Die Abschnitte der blattförmigen Lappen 10, die sich zwischen den Einschnitten 12 und 13 und zwischen dem Einschnitt 13 und der innern Endkante des Lappens 10 erstrecken, endigen seitlich, bevor sie die Verlängerung der betreffenden Seitenkante des Lappens 10 erreichen.
Entsprechend erreichen die vorstehenden Teile zwischen den Einschnitten 12a und 13a sowie 13a und der Endkante des Lappens 10 nicht die Verlängerung dieser Seitenkante des Schleiflappens 10. Die Ausnehmungen 12 und 12a sämtlicher Lappen 10 sind bei mit diesen gebildetem ringförmigem Schleifkörper so miteinander ausgerich tet, dass sie einander entgegengesetzt angeordnete äussere ringförmige Nuten 14 bzw. 14a bilden, die in den Seitenflächen des Schleifkörpers nahe bei des sen innerem Umfang liegen. In ähnlicher Weise sind die Ausnehmungen 13 und 13a ausgerichtet und bil den die inneren ringförmig verlaufenden Nuten 15 bzw.<I>15a.</I>
Der Schleifkörper ist bei montierter Schleifvor richtung, wie insbesondere Fig. 3 zeigt, auf einer Welle drehbar angeordnet. In die Innenöffnung des Ringkörpers ist eine zylindrische Nabe 16 eingesetzt, die einen Aussendurchmesser, der nur um weniges kleiner ist als der Durchmesser des inneren Umfanges des Ringkörpers, und eine Länge besitzt, die der Dicke des Ringkörpers beim inneren Umfang gleich ist.
Eine Ringscheibe 17 mit einem Flanschansatz 18, der sich von der Seitenfläche der Scheibe bei der äusseren Kante seitlich erstreckt, und mit einem ring förmigen Ansatz 19, der einen kleineren Durchmes ser besitzt und sich konzentrisch mit dem Ansatz 18 von der gleichen Seitenfläche aus seitlich erstreckt, ist am einen Ende der Nabe 16 mittels Schrauben bolzen 20 befestigt, wobei sich die Ansätze 18 und 19 in die Ausnehmungen 14 bzw. 15 des Ringkörpers erstrecken., in die sie genau passen.
Diese Ansätze verhüten, dass, sich der innere von den miteinander durch Kleben verbundenen Lappenteilen gebildete Nabenteil des Ringkörpers während der Drehung in folge Zentrifugalkraft in radialer Richtung dehnt. In analoger Weise ist am anderen Ende der Nabe 16 eine Ringscheibe 17a mit seitlich sich erstreckenden Ansätzen 18a und 19a befestigt, die genau in die Ausnehmungen 14a bzw. 15a passen.
Wenn die Scheiben 17 und 17a in Stellung sind, liegen ihre von Ansätzen freien Seitenflächen infolge der vor beschriebenen Ausbildung des innern Endteiles der Schleiflappen 10 angenähert in einer Ebene mit den Seitenflächen des Schleifkörpers.
Um das, Auftreten von Spannungskonzentrationen im Schleifkörper während des Betriebes gering zu halten, sind die Nuten in dem Ringkörper, die durch Ausnehmungen in den einzelnen Lappen 10 gebildet werden, und die Ansätze der Scheiben 17 und 17a abgerundet.
Eine zylindrische Büchse 21 erstreckt sich durch die Scheiben 17 und 17a und die Nabe 16 und endigt in gleichen Ebenen mit den freien Seitenflächen der Scheiben. Die Büchse 21 nimmt eine teilweise mit Gewinde versehene Welle 22 auf, auf der die zusam mengebauten Schleifkörper und Teile 16, 17, 17a und 21 mittels eines Paares mit Innengewinde verse- hener Muttern 23 und 23a befestigt sind, die auf die Welle 22 geschraubt und fest gegen die Scheiben 17 und 17a angezogen werden.
Der Schleifkörper der hier beschriebenen Schleif vorrichtung setzt sich z. B. aus 850 mit Schleifmitteln auf einer Seite bedeckten Lappen 10 zusammen, die eine Breite von 101,60 mm und eine Länge von 127 mm besitzen, wobei die Ausnehmungen im Be reich von 25,4 mm vom inneren Ende jedes Lappens 10 aus gemessen sich befinden. Das Material der Lappen 10 ist ein blattförmiges Material, das mit Schleifmitteln in Form von Gries, z.
B. aus Karbo- rundum mit einer Korngrösse entsprechend der US-amerikanischen Siebgrösse Nr. 180, bedeckt ist, wobei die Schleifmittelteilchen an einer aus Drellei- nen bestehenden Tragschicht mittels ausgehärtetem Phenol-Aldehyd befestigt sind, wozu das Dreheinen mit einem Klebemittelüberzug in Schleifkorndicke überzogen ist. Der ringförmige Schleifkörper aus den radial auswärts sich erstreckenden Schleiflappen hat einen Aussendurchmesser von 406,40 mm und einen Innendurchmesser von 152,40 mm.
Jeder Lappen ist mittels einer ausgehärteten Epoxydharzverbindung steif gemacht, die aus dem Reaktionsprodukt aus Bisphenol A und Epichlorhyd'rin besteht und eine Epoxyd-Nummer von etwa 192 Gramm je Epoxyd- äquivalent und eine Hydroxyd-Nummer von 80 Gramm je Hydroxydäquivalent besitzt und unter der Markenbezeichnung Bakelite BR-18774 (einge tragene Marke) verkauft wird, und mittels Diethyl- enetriamin beschleunigt wird,
wobei das Verhältnis Harz zu Beschleuniger 10 : 1 ist. Jede Breitseite eines jeden Lappens 10 ist über die ganze Breite an einem inneren auf eine Länge von mindestens 7,9075 mm von dem radial innen liegenden Ende aus gemessenen Teil mit dem Klebemittel bedeckt.
Es wurde festgestellt, dass die Schleifwirkung des beschriebenen Schleifkörpers mehr durch die Spitzen der einzelnen Schleiflappen als mit der Oberfläche gekrümmter oder gebogener Teile der Lappen er folgt, insbesondere wenn wie nachfolgend noch be schrieben mit relativ hoher Drehzahl gearbeitet wird. Die äussere Kante der einzelnen Lappen berührt die Werkstückoberfläche, während die Lappen im rechten Winkel zu der Oberfläche stehen.
Man sollte erwarten, dass in solchem Falle die Geschwindigkeit des Abschleifens des Werkstoffes äusserst gering wäre, da bekanntlich beim Arbeiten mit Schleifrie men, die mit hoch wirksamen Schleifmitteln überzo gen sind, der Schleifriemen parallel zur bearbeiteten Oberfläche des Werkstückes in Kontakt an dieser Oberfläche liegt. Doch zeigt der hier beschriebene Schleifkörper ein äusserst schnelles. Abschleifen des Werkstoffes. Darüber hinaus nimmt die Umfangs fläche des Schleifkörpers beim Schleifen und Schlich ten gleichgeformter Gegenstände, das beim automa tischen Schleifen häufig vorkommt, in Wirklichkeit die Kontur der bearbeiteten Gegenstände an.
Das ermöglicht, breite Flächen unregelmässig geformter Werkstücke in einem einzigen Gang zu schleifen. In Fig. 3 ist veranschaulicht, wie die Schleiflappen 10 des Schleifkörpers die Kontur 24 des Werkstückes während des Schleif- und Schlichtvorganges ange nommen haben.
Infolge dieser einzigartigen Eigenschaft des vor liegenden Schleifkörpers nutzen sich die Lappen nur an den äusseren Enden ab. Und es bietet sich stets eine frische Schleiffläche dem Werkstück. Dabei ist die Arbeitslebensdauer des beschriebenen Schleifkör pers, wie noch gezeigt wird, bemerkenswert lang. Ja, die Schleifkörper können ohne nennenswerte Verän derung in ihrer Schleifcharakteristik bis zum inneren steifen Nabenteil abgenutzt werden.
Eine Verwendungsmöglichkeit, für die die be schriebene Schleifvorrichtung ausgiebig Verwendung gefunden hat, ist in Fig. 4 dargestellt und betrifft das automatische Schleifen und Schlichten der Breitsei tenfläche von Autopuffern. Bei der dargestellten Schleifeinrichtung ist die beschriebene Schleifvorrich tung 30 mit Welle 31 des Schleifkörpers drehbar am Ende einer Abstützung 32 befestigt und wird durch geeignete Mittel, z. B. einen angeschlossenen Elektromotor oder einen Antrieb aus Motor- und Riemenanordnung (nicht gezeigt) in Pfeilrichtung angetrieben.
Die Abstützung 32 ist so montiert, dass sie um eine Achse 33 drehbar ist und dadurch er möglicht ist, dass. die Schleifvorrichtung gehobren oder gesenkt werden kann. Da das, Gewicht der Schleifvorrichtung 30 bedeutend grösser ist als die aufzuwendende Andruckkraft beim Schleifen, ist ein Gegengewicht 34 vorgesehen, das gleitbar am ande ren Ende der Abstützung 32 befestigt ist und die Kraft vermindert, mit der der Schleifkörper der Vor richtung 30 infolge ihres Gewichtes gegen das Werk stück, hier die Autopuffer 35, die unter dem Schleif körper, dessen äussere Umfangsfläche berührend, hindurchlaufen, angedrückt wird.
Der Schleifdruck kann durch Verschieben des Gegengewichtes 34 an der Abstützung 32 verändert werden. Stützen 36, die von einem Transportband 37 getragen werden, das in der von dem Pfeil gezeigten Richtung wandert, stützen die Autopuffer 35 während der Bearbeitung und halten sie in der richtigen Lage. Während ein Autopuffer 35 unter dem Schleifkörper hindurch wandert, gelangt vorerst die vordere Kante des Auto puffers in Kontakt mit der äusseren Umfangsfläche des Schleifkörpers der umlaufenden Schleifvorrich tung.
Infolge des Weiterwanderns des Autopuffers 35 wird die Schleifvorrichtung entsprechend der zuneh menden Höhe der Pufferoberfläche angehoben, wobei die Abstützung 32 infolge der aufwärts gerichteten Kraft, die von dem Autopuffer auf den Schleifkörper ausgeübt wird, um ihre Achse 33 verschwenkt wird. Beim weiteren Vorrücken des bearbeiteten Gegen standes beginnt die Schleifvorrichtung sich wieder zu senken. Ein geeigneter (nicht gezeigter) Anschlag dient dazu, nach Durchwandern eines Puffers die Abstützung :samt Schleifvorrichtung bis zum Eingriff des Schleifkörpers mit dem nächsten zu bearbeiten den Werkstück in Stellung zu halten.
In der angege benen Weise kann jeder Autopuffer 35 über seine ganze in der Förderrichtung liegende Länge mit dem Schleifkörper in Berührung kommen.
Bei der oben beschriebenen Schleifvorrichtung wurde der Schleifkörper mit einem Durchmesser von 406,40 mm und einer Breite von 101,60 mm zusam mengebaut mit Seitenscheiben von einem Durchmes ser von 203,20 mm, und mit gleichartigen Schleif vorrichtungen zum Bearbeiten der oben angegebenen Autopuffer durch Schleifen und Schlichten verwendet. Das Gegengewicht 34 war so eingestellt, dass die von der Schleifvorrichtung über den Schleifkörper auf die Autopuffer ausgeübte Kraft 5,45 kg betrug. Die Ge schwindigkeit des Transportbandes war so eingestellt, dass die Autopuffer unter dem Schleifkörper sich mit einer Geschwindigkeit von 600 Autopuffer pro Stunde bewegten.
Zunächst wurden mehrere Auto puffer unter der Schleifvorrichtung hindurchgeführt, während diese mit 1850 U/min umlief, um dem Schleifkörper am Umfang die Oberflächenkontur der Autopuffer zu geben. Nach etwa fünf Minuten, d. h. einer Zeit, in der etwa 50 Puffer unter Kontaktnahme mit dem Schleifkörper unter diesem hindurchgewan dert waren, hatte der Schleifkörper am Umfang die Kontur der Puffer soweit angenommen, dass in einem einzigen Durchgang unter der Vorrichtung fast die ganze Oberfläche der Puffer bearbeitet war.
Bei einer Drehzahl von etwa 1850 U/min ergab sich die Arbeitslebensdauer des profilierten Schleif körpers mit etwa 3000 bis 4000 Pufferbearbeitungen, d. h., nach Bearbeitung der genannten Anzahl Puffer waren die einzelnen Lappen des Schleifkörpers fast bis auf den inneren steifen Nabenteil abgenutzt. Da durch musste die Schleifvorrichtung nach je 5 bis 6,7 Stunden zum Auswechseln des Schleifkörpers für fünf Minuten ausgeschaltet werden. Eine Arbeitslebens dauer der angegebenen Höhe ist ausserordentlich zufriedenstellend, wenn man zum Vergleich bedenkt, dass die eingangs erwähnten mit Schleifleinen über zogenen Räder bei gleicher Arbeit schon nach 40 bis 45 Minuten ein Ausschalten "für 10 Minuten erfor derlich machten.
Erfreulicherweise konnte sogar festgestellt werden, dass bei Erhöhen der Umlauf geschwindigkeit der hier beschriebenen neuen Schleifvorrichtung um 20 Prozent, d. h. auf etwa 2200 U/min, die nutzbare Lebensdauer um das mehr fache zunahm, nämlich auf 10 000 bis 12 000 Auto puffer anwuchs, obwohl bei Erhöhen der Umlaufzahl ein leichtes Nachlassen der Arbeitslebensdauer zu erwarten gewesen wäre. Bei der erhöhten Umlauf zahl war es dann nur alle 17 bis 18 Stunden erfor- derlich, den Schleifkörper auszuwechseln. Ausserdem ergab sich, dass die Schlichtwirkung an den Auto puffern bedeutend besser geworden war.
Bei der erhöhten Umlaufzahl näherte sich die Schlichtwirkung bei Verwendung eines Schleifkörpers mit einer Korn- grösse der Schleifmittel entsprechend der US-ameri- kanischen Siebgrösse Nr. 150 der Schlichtwirkung eines Schleifriemens mit einer Schleifmittelkorngrösse entsprechend der US-amerikanischen Siebgrösse Nr.<B>180,</B> während bei geringerer Umlaufzahl die Schlichtwirkung der eines Schleifriemens mit einer Schleifmittelkorngrösse entsprechend der US-ameri- kanischen Siebgrösse Nr. 150 gleich war.
Auch wurde der Abrieb des Werkstoffes der Puffer als ausser- ordentlich hoch ermittelt, entsprachen doch drei der neuen Schleifkörper hinsichtlich ihrer Wirkung in manchen Fällen in Tat und Wahrheit vier der ein gangs genannten mit Schleifleinen überzogenen Schleifräder gleicher Schleifmittelkorngrösse.
Der Bereich der Drehzahlen, bei denen die Be triebslebensdauer der Schleifvorrichtung so merklich zunahm, konnte mit dem Auge erkannt werden. Bei der Drehzahl von 1850 U/min konnte festgestellt werden, wie die Schleifkörper Fasern und Stücke der Schleiflappen, aus denen der Schleifkörper der Vor richtung zusammengesetzt ist, wegschleuderten. Die ses Zerfetzen der einzelnen Schleiflappen zeigte sich vor allem bei der Kontaktnahme zwischen den Puf fern und dem Schleifkörper. Wenn jedoch die Dreh zahl erhöht wurde, nahm das Zerfetzen gleichzeitig ab und bei oder oberhalb von 2000 U/min konnte ein Zerfetzen der Schleiflappen durch blosses Beob achten der laufenden Vorrichtung nicht mehr fest gestellt werden.
Obwohl die vorstehende Beschreibung Schleifvor richtungen bestimmter körperlicher Ausdehnung an führt und nachweist, wie diese in einem bestimmten Falle verwendet werden., so ist die beschriebene Schleifvorrichtung weder auf die Ausbildungsform noch auf die erwähnten Verwendungsarten mit ihren besonders augenscheinlichen Erfolgen beschränkt. Tatsächlich wurde die beschriebene Schleifvorrich tung mit gleichem Erfolg zu vielen anderen Schleif und Schlichtarbeiten verwendet.
So wurde sie bei spielsweise beim Schleifen und Polieren der Schaufeln von Düsenmaschinen für die Luftfahrt ver wendet, bei denen höchste Genauigkeit der Bearbei tung gefordert wird, beim Entfernen von Zunder an Eisen- und Stahlstücken nach dem Grobschmieden und insbesondere zum Bearbeiten von flachen Plat ten, die nur wenig oder gar nicht mit Schleifriemen bearbeitet werden können, beim Polieren von Glas und bei vielen anderen Arbeitsgängen.
Der Drehzahlbereich, in dem die Arbeitslebens dauer des Schleifkörpers der beschriebenen Schleif vorrichtung in so überraschender Weise zunimmt, variiert in Abhängigkeit von den Arbeitsbedingungen, in denen die Vorrichtung verwendet wird, vom Mate rial, aus dem der Schleifkörper gebildet ist, z. B. von der Steifheit der Schleiflappen, sowie von den Dimen- sionen des Schleifkörpers und von dem Ausmass, in dem die Schleiflappen in radialer Richtung mit den Nachbarschleiflappen fest verbunden sind.
Ganz all gemein kann festgestellt werden, dass für eine gege bene Arbeit der kritische Bereich tiefer liegt, wenn ein breiter Schleifkörper mit einem verhältnismässig grossen Innendurchmesser verwendet wird und/oder wenn verhältnismässig steife Schleiflappen benutzt werden als für den umgekehrten Fall. Doch kann in jedem Falle der Bereich, in dem die charakteristi schen Veränderungen auftreten, an Hand des Zer- fetzens der Schleiflappen beim Arbeiten mit dem Auge bestimmt werden.
Wo aber eine rasche Abnut zung bei Drehzahl unterhalb des beschriebenen über gangsbereiches beobachtet wurde, insbesondere wenn Werkstücke anfangs in nichtradialer Richtung, wie das beim automatischen Bearbeiten auftritt, gegen den Schleifkörper gedrückt wurden, wurde bei Dreh zahlen oberhalb des angegebenen Übergangsbereiches kein Zerfetzen festgestellt. Der Übergang vollzieht sich nicht plötzlich., sondern über einen verhältnis- mässig kleinen Bereich der Drehzahlzunahme, im allgemeinen über einen Bereich der Drehzahlzunahme um nur einige hundert Umdrehungen pro Minute.
Die Verwendung der beschriebenen Schleifvor richtung hat bedeutende wirtschaftliche Einsparungen beim Schleifen und Schlichten, und insbesondere beim Schleifen und Schlichten von Autoteilen und -Ersatz teilen, sowie bei ähnlichen Arbeitsvorgängen mit sich gebracht. Für das erste Mal ist damit eine Schleif vorrichtung mit drehendem Schleifwerkzeug handels üblich erhältlich, die schnell und genau Werkstücke von unregelmässiger Kontur bearbeiten kann und gleichzeitig ein gutes Schlichten bewirkt und dabei eine Arbeitslebensdauer, die ein Mehrfaches der früher für solche Arbeiten verwendeten Schleifkörper beträgt, besitzt.
Es. ist hier festzustellen, dass Schleifkörper, die aus radial angeordneten Schleiflappen aus blattförmi- gem Schleifmaterial hergestellt sind, ;schon seit Jah ren, d. h. bereits aus der Zeit vor der Jahrhundert wende, bekannt sind. Neuerdings noch wurden in den Vereinigten Staaten durch die Patente Nr. 2651894 und 2678523 Ausführungsarten für solche Schleif vorrichtungen geschützt. Solche Vorrichtungen haben sich unter den Bedingungen und für die Zwecke, für die sie entworfen wurden, auch bewährt. Doch wer den dabei bezeichnenderweise keine Schleifkörper mit Breiten verwendet, die über 25,4 oder 50,8 mm hinausgingen, wenn sie überhaupt so breit waren.
Dabei war ihre Verwendung beschränkt auf verhält nismässig niedrige Drehzahlen und sie sind durchaus nicht dem Schleifkörper der hier beschriebenen Schleifvorrichtung gleichzustellen, der durch sein Arbeiten mit den äusseren Lappenkanten und durch sein sich Anpassen an die Kontur des Werkstückes gekennzeichnet ist.
Der ringförmige Schleifkörper der hier beschrie benen Schleifvorrichtung, mit einem Durchmesser von 406,40 mm und 580 Schleiflappen, die mit Schleif- mitteln einer Korngrösse entsprechend der US-ame- rikanischen Siebgrösse Nr. 150 bedeckt sind, wurde in der nachfolgenden Weise hergestellt.
Die durch Ausstanzen aus entsprechendem blattförmigem Ma terial gewonnenen, in der vorerwähnten Art versteif ten Schleiflappen 10 genau gleicher Form wurden in einem langen Kanal von U-förmigem Querschnitt angeordnet, wobei die Vorderseite jedes nachfolgen den Lappens gegen die Rückseite des vorausgehenden Lappens gelegt und die Schleiflappen so angeordnet wurden, dass ihre Enden mit den Ausnehmungen an den Seitenkanten nach oben ragten. Die Reihe Schleiflappen wurden dann zusammengepresst.
Die Zusammenpresskraft wurde alsdann soweit verringert, dass die einzelnen Lappen sich ein wenig voneinander entfernten und je ein 12,7 mm breiter Streifen eines mit Klebemittel überzogenen flexiblen Bandes, das bei Druckanwendung klebt, entlang jeder der beiden von den obern Lappenecken gebildeten Kanten des Lappenblocks über die einzelnen Kanten an der Oberseite des Blockes der nur wenig voneinander entfernten Schleiflappen gelegt, damit die Lappen zusammengehalten wurden.
Etwa 56,7 bis 85 Gramm eines zuvor vorbereiteten sirupartigen flüssigen, mit Beschleuniger vermischten, aushärtenden Epoxyd- harzklebemittels, das für 10 bis 20 Minuten genügend flüssig blieb, wurde dann auf die zugängliche Ober fläche des Blockes zwischen den beiden Klebstreifen aufgebracht, so dass es. zwischen die einzelnen Schleiflappen eindringen konnte.
Der ganze Block von blattförmigen. Lappen wurde alsdann mittels eines pneumatischen Presstempels mit einem Druck von 315 kg zusammengepresst. Das überfliessende Harz wurde von der Oberfläche des zusammengepressten Blockes aus, Schleiflappen abgewischt.
Die bandför migen Streifen wurden dann entfernt, so dass die Oberflächenteile des Blockes bei den Kanten, die nicht mit Klebemittel angefeuchtet worden waren, freilagen. Ein Paar Streifen aus flexiblem Klebeband, dessen Klebeoberfläche mit einem an der Luft trock nenden Zement auf Gummibasis überdeckt ist, wur den dann zwischen den Lagen, in denen vorher die anderen Streifen befestigt waren, aufgebracht. Der ganze Block aus Schleiflappen. wurde noch für etwa 10 bis 15 Minuten unter Zusammenpressdruck ge halten, so dass der Zement trocknen konnte. Darnach wurde der Druck beseitigt.
Der Block aus Schleiflappen wurde alsdann aus dem Kanal genommen, wobei die einzelnen Lappen an den bandförmigen Klebstreifen klebten und durch diese zusammengehalten wurden. Aus dem Block wurde alsdann durch Zusammenbringen der beiden Schleiflappen, die die Enden des Blockes bildeten, ein Ringkörper gebildet mit den bandförmigen Kleb streifen am innern Umfang des Ringkörpers.
Je ein Stahlformring mit einem Durchmesser von 203,20 mm wurde dann vorübergehend in die radial aussen lie gende der beiden in jeder Seitenfläche des Ringkör pers vorhandenen, durch die Ausnehmungen an den Seitenkanten der Lappen an deren innerem Endteil gebildeten ringförmigen Nuten getrieben, um eine einheitliche Form des Ringkörpers zu erreichen, und die radial innen liegenden Teile der Schleiflappen zu sammenzupressen. Die beiden bandförmigen Streifen wurden alsdann von der inneren Oberfläche des Ringkörpers abgenommen.
Der Ringkörper wurde dann auf eine Seite gelegt und zusätzlich Klebeharz in die radial innen liegende Nut der oben liegenden Seite des Ringköipers gegossen, um sicherzustellen, dass der innere Teil des Ringkörpers vollständig mit Klebemittel imprägniert wurde. Gleichzeitig wurde Klebeharz über die ganze innere Umfangsfläche des Körpers gestrichen. Wenn dann das in die Nut gegos sene Harz zwischen die Schleiflappen gedrungen und nicht mehr zu sehen war, wurde der Ringkörper umgedreht und auf der anderen Seite in gleicher Weise Klebemittel aufgebracht. Bei den letztgenann ten Massnahmen wurden nochmals 56,7 bis 85 Gramm Klebeharz verbraucht, so dass insgesamt etwa 142 Gramm für den Ringkörper verbraucht wurden.
Der Ringkörper wurde alsdann während 12 Stunden bei Raumtemperatur gespeichert, so dass das Klebe harz erhärtete, wodurch der Ringkörper einen steifen Nabenteil erhielt, durch den die Schleiflappen starr miteinander verbunden waren. Die genannten Stahl ringe wurden dann wieder entfernt, die Nuten mit Schleifleinen ausgeputzt, um den überschuss an Harz zu entfernen, um bei der Verwendung des. Schleif- körpers einen dichten Sitz der Scheiben 17, 17a zu ermöglichen. Die so fertiggestellten Schleifkörper wurden in Behälter verpackt und waren dann als Handelsgegenstand versandfertig und konnten später für die Verwendung auf eine Nabe montiert werden.
Der vorgenannte Betrag an Klebeharz war hin reichend, um die Schleiflappen angemessen zu kleben, ohne dass ein übermässiger Fluss von Klebemittel sich zeigte. Doch wechselt die Menge Klebemittel, die notwendig ist, um die Schleiflappen angemessen zu kleben und den steifen Nabenteil des Körpers zu bilden, ohne dass ein Klebemittelüberschuss auftritt, von Ausführungsform zu Ausführungsform, je nach den einzelnen Faktoren, die für den Verbrauch an Klebemittel von Belang sein können, wie Abmessun gen, Schleifmittelkorngrösse, wobei die Menge von 142 Gramm nur für das beschriebene Ausführungs beispiel gelten.
Die innere Steifheit, die in dem Ringkörper durch das die innern Lappenteile vereinigende Klebemittel geschaffen worden ist, ist von besonderer Bedeutung, um zu vermeiden, dass sich die Schleiflappen bei starker Beanspruchung in axialer Richtung verwer fen oder nachgeben. Wie in dem beschriebenen Aus führungsbeispiel angegeben wurde, erstreckt sich der durch Klebemittel fest vereinigte Teil des Ringkör pers mindestens etwa 7,9375 mm von der inneren Umfangsfläche radial nach aussen und über die ganze Körperbreite. Bei den Seiten des Ringkörpers war das Klebemittel etwas weiter vorgedrungen als 7,9375 mm, da von den in den Fig. 2 und 3 gezeigten Nuten her Klebeharz zugefügt worden war.
Es wurde festge- stellt, dass in radialer Richtung die Mindesttiefe, bis zu der das zusammenklebende Mittel vordringen muss, um den Ringkörper genügend zu versteifen, etwa 6,35 mm ist. Wo die Eindringtiefe geringer ist, besteht ein schwacher Punkt im Ringkörper, an dem die einzelnen Schleiflappen während des Arbeitsvor ganges sich verziehen und dadurch ein Versagen der Vorrichtung bewirken können. Das ist von besonde rer Bedeutung, wenn breite Schleifkörper verlangt werden, d. h. Ringkörper von 50,8 mm Breite oder mehr. Um dieser Gefahr vorzubeugen, ist jeder Schleiflappen durch Klebemittel, wie oben angegeben, versteift ; damit ist die notwendige Steifheit im Na benteil des Ringkörpers bei zusammengesetzter Schleifvorrichtung vorhanden.
Der steife innen liegende Nabenteil des Schleif körpers kann noch dadurch starrer gemacht werden, dass ein oder mehr ringförmige Verstärkungseinlagen, die z. B. aus Plastikstoffen, die mit Glasfasern ver stärkt sind, hergestellt sein können, in das Innere des Nabenteils eingebettet werden. Das kann dadurch er möglicht werden, dass in jedem Schleiflappen bei der Kante, die mit den Kanten der anderen Schleiflappen den inneren Umfang des Ringkörpers bilden, kleine Anschnitte vorgesehen werden. Aneinandergereiht und ausgerichtet bilden diese Ausnehmungen Nuten, in die ringförmige Verstärkungseinsätze eingesetzt werden, wenn der Block aus Schleiflappen zum Ring körper geformt wird.
Wenn die Verstärkungseinsätze in ihrer Stellung fest anhängen, wirken sie mit dem innen liegenden Nabenteil des Ringkörpers dahin, dass der Schleifkörper noch fester und steifer wird. Es ist natürlich zu beachten, dass diese Einsätze in Verbindung mit dem, nicht aber als Ersatz für den inneren steifen Nabenteil verwendet werden, der da durch gebildet ist, dass die Schleiflappen fest und versteift aneinanderkleben. Beim Beginn der Zufuhr des Klebeharzes können die soeben beschriebenen Nuten mit Harz gefüllt werden und so die zusätzli che Aufgabe erfüllen, das tiefe Eindringen des Harzes um die Nuten herum zu erleichtern.
Es können. für den Schleifkörper der hier be schriebenen Art auch andere versteifende und ver bindende Harze als die Epoxydharz-Aushärtungsver- bindungen, verwendet werden. So z. B. Harze, die aus der flüssigen Phase in einen sehr steifen haften den Zustand aushärten, wie z. B. Polyesterharze, Al kydharze, Phenolharze und andere ähnliche Klebe materialien, die für diese Eigenschaften bekannt und verwendbar sind.
Es ist nicht unbedingt notwendig, dass auf den Seitenflächen des Schleifkörpers zwei Nuten vorhan den sind, um dessen Dehnung in radialer Richtung durch Zentrifugalkräfte zu verhindern. Es kann eine grössere oder kleinere Anzahl von Nuten vorgesehen werden und der Schleifkörper kann auch ohne jede Nut ausgebildet sein.
In Fig. 5 ist eine Schleifvorrichtung veranschau licht, deren Schleifkörper im Unterschied zum Schleifkörper gemäss Fig. 2 und 3 keine seitlichen Nuten aufweist. Der Schleifkörper besteht wieder aus aufeinandergelegten Schleiflappen 40, die mittels eines starr bindenden Klebmittels 41 im innen liegen den steifen Nabenteil des Körpers steif und dauer haft miteinander verklebt sind, und ist bei diesem inneren Teil auf jeder Seitenfläche mit einer Vertie fung 42 versehen.
Halteringscheiben 43, von denen nur eine gezeigt ist und die aus, Plastikmaterial, mit verstärkenden Glaseinlagen, aus Metall oder aus einem anderen Stoff von hoher Zerreissfestigkeit be stehen können, werden als Mittel gegen die Wirkung der Zentrifugalkraft auf die seitlichen Oberflächen der Vertiefungen 42 mittels eines Klebemittels hoher Scherfestigkeit aufgeklebt.
Dieses Aggregat aus Ring körper und Haltescheiben wird alsdann auf eine Nabenbüchse montiert, worauf das Aggregat oder mehrere Aggregate mittels je einer Nabenbüchse auf eine drehbare Welle gesetzt werden. Es kann irgend ein zweckmässiges Klebemittel für die Scheiben 43 verwendet werden. Es kann auch das gleiche Klebe mittel sein, mit dem die Schleiflappen in dem steifen Nabenteil des Schleifkörpers verbunden sind.