DE2429051A1 - Verstaerkte harzgebundene topfschleifscheibe, verfahren und vorrichtung zu deren herstellung - Google Patents

Description

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Beschreibung zu der Patentanmeldung

HORTON COMPAJH" Worcester, Massachusetts 01606

U.S.A.

betreffend

Verstärkte harzgebundene Topfschleifscheibe, Verfahren und Vorrichtung zu deren Herstellung

Die Erfindung betrifft harzgebundene Topfschleifscheiben mit innerem Sicherheitsverstärkungsmaterial integral eingeformt und gebunden mit dem Scheibenkern und den Seitenteilen der Schleifscheibe. Die Sicherheitsverstärkung erstreckt sich ununterbrochen in einer glattgekrümmten Form ohne scharfen Biegungen, im allgemeinen radial nach auswärts durch den mittleren Scheibenkern und dann im allgemeinen aehsial und radial nach außen durch die Seitenteils bis an den Umfang.

Die Schleifscheibe wird geformt, indem zumindest eine Lage eines flexiblen Verstärkungsmaterials zwischen zwei Schichten eines härtbaren Gemisches von Schleifkorn und Binde-, mittel auf einer dünnen biegsamen Tragscheibe angeordnet werden, die im wesentlichen über dem Formhohiraum gehalten wird durch eine fixe äußere schmale obere Fläche einer unteren formplatte und einer gerichtet bewegbaren Tragfläche

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eines bewegbaren Tragteils für den Seheibenkern ,nachgiebig gelagert auf dem Formhohlraum und gleifbar in der unteren Formplatte. Während des Formens wird der den Scheibenkern bildende Anteil des Gemisches kontinuierlich gehalten und allmählich verdichtet zwischen dem Tragelement des Scheibenkerns und einer oberen Formplatte im Eingriff mit einem Preßtisch, welcher sie in und bis an einen Anschlag am Boden des Formhohlraums preßt. Wenn das äußere lose Gemisch und die Verstärkungseinlagen, welche sich im Sinne der fixen äußeren Ringfläche zu biegen vermögen, in den Formhohlraum bewegen, verschiebt sich das Schleifkorngemisch ausreichend und gestattet dabei der Verstärkung die Annahme einer glattgekrümmten Form, bevor auf Endgröße und-form verpreßt wird.

Obwohl Topfschleifscheiben für verschiedenste Schleifmaschinen und zu den verschiedensten Zwecken angewandt werden, sind harzgebundene Topfschleifscheiben normalerweise in Verwendung bei händisch betriebenen, schnelllaufenden, tragbaren Schruppmaschinen hoher Leistungsfähigkeit zum Abtrag und der Nachbearbeitung von Gießlingen, Schmiedestücken, geschweißten Teilen und dergleichen. Ba die schleifenden Flächen der Scheibe ungeschützt bleiben müssen, so sind Vorkehrungen für einen eventuellen Bruch aus unbeabsichtigter Schlageinwirkung durch andere Gegenstände vorzusehen. Läuft eine gebrochene Scheibe mit relativ hoher Geschwindigkeit, so können Bruchstücke mit großer Kraft weggeschleudert werden und stellen eine Gefährdung des Bedienungspersonals und ein Beschädigungsrisiko dar. Verschiedenste Maßnahmen, Vorrichtungen und Materialien wurden bereits für eine sichere Verstärkung der Scheibe untersucht, um abgebrochene Stücke von einem Wegfliegen zu hindern. Einige dieser Lösungsvorschläge sind für das Bedienungspersonal unpopulär, andere wieder "beeinträchtigen die Schleifwirkung.

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Bisher wurden Topfschleifscheiben verstärkt durch Ein-. betten von einem oder mehreren vorgeformten Ringen, Streifen, Bändern und dergleichen von hochfesten Materialien in speziellen Bereichen der Scheibe (US-PS

2 250 580, 5-141 271 und 3 716 951). Nach einem anderen Weg werden Einlagen oder Unterlagsplatten mit aufgebogenen Flanschen nur im Scheibenkern oder im Montageteil der Scheibe eingebettet (US-PS 3 135 999, 3 278 301 und

3 204-371)· Eine andere Möglichkeit besteht in der äußeren ■Verstärkung durah eine oder mehrere getrennte Bänder oder Schichten aus hochfestem Material, gebunden und benachbart zu den Umfangsflächen der Scheibe (US-PS 2 800 754, 3 121 981 und 3 171 236).

Alle diese bekannten integral verstärkten Topfschleifscheiben haben im Gegensatz zu den erfindungsgemäßen Scheiben keine Verstärkungseinlage oder Bewehrung, die sich ununterbrochen durch den vertieften Scheibenkern und in den ringförmigen Seitenteilen erstrecken, wobei im wesentlichen alle Teile der Schleifscheibe miteinander verbunden sind. Die erfindungsgemäße Topfschleifscheibe läßt sich sicher mit den hohen Geschwindigkeiten betreiben, die nunmehr wünschenswert erscheinen. Sollte tatsächlich ein Scheibenbruch auftreten, so halten die Verstärkungseinlagen die Bruchstücke, die zu einer Gefahr werden könnten, zusammen und verhindern damit jede Gefährdung.

Es sind die verschiedensten harzgebundenen verstärkten transportablen Seheiben mit gekröpftem oder gewölbtem Scheibenkern bekannt (US-PS 2 540 112, 2 808 688, 2 997 820, 3 041 797 und 3 121 981). In einigen davon sind eineader mehrere parallele Schichten eines ununterbroche- ; nen Verstärkungsmaterials eingeformt, welche sich durch den gekröpften oder gewölbten Scheibenkern erstrecken, sie sind gleich gebogen und setzen sich radial durch eine re-

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lativ dünne breite Ringzone bis zur Umfangskante der Scheibe fort. Scheiben mit gewölbtem Scheibenkern unterscheiden sich von solchen mit tieferen Ausnehmungen, die flexibler sind, relativ viel dünner sind, einfacher in der Herstellung und der Versteifung aufgrund der seichten Ausnehmung und einer geringen .axialen Versetzung des Scheibenkerns, der im wesentlichen die gleiche Stärke hat als der größere äußere Ringteil.

Bisherige Versuche zur Herstellung und sicheren Verstärkung von relativ tiefen Topfschleifscheiben durch die gleiche Methode wie bei der Herstellung von Scheiben mit gewölbtem oder gekröpftem Scheibenkern wurden durchgeführt. Wegen der tieferen Ausnehmung und des Formhohlraums, erforderlich für dieses Abformen der Topfschleifscheibe, wurde die Verstärkungseinlage scharf gebogen und brach» wenn das Schleifmaterial eingepreßt wurde. Die Bewehrung war also unwirksam, da nicht alle Teile der Schleifscheibe zusammengehalten wurden und Qualität, Spezifikation und Sicherheitsfaktor dieser -Scheiben variierten weit und konnten nicht voll eingehalten werden.

Vergleichsweise vielstufige Formmethoden von gleichmäßig verteiltem Schleifkorngemisch, exakten Einsätzen und Zentrieren der vorgeformten Bewehrungseinlagen darin und gleichmäßiges Auffüllen der tiefen Form rundherum mit zusätzlichem Schleifkorngemisch konnten nicht zufriedenstellen, sind aufwendiger und komplizierter.

Die zur Herstellung der erfindungsgemäßen Schleifscheiben angewandte Methode und Vorrichtung unterscheiden sich von obigen Maßnahmen einschließlich denen aus TJS-Re.20 460 und US-ES 37O5248indem abwechselnde Schichten von Schleifkorngemisch und flexibler Sicherheitseinlage für jede Scheibe auf einem separaten, nicht wiederverwendbaren, dünnen, flexiblen, vorgeformten Tragteil folgen. Dieses

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wird gehalten in einen Formteil und über einem Formhohlraum durch einen schmalen fixierten äußeren Schenkel oder eine Fläche und einer "beweglichen Tragfläche eines nach oben "beweglichen, nachgiebig gelagerten, gleitfähigen Seheibenkernformteil in der unteren Matrize oder Formplatte. Während des Formens wird der Mittelbereich dieser Einlagen und Schichten kontinuierlich zusammengepreßt und gehalten zwischen den sich bewegenden Teilen

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zur Scheibenkernformung der oberen Formplatte und dem beweglichen Scheibenkernteil, während die umgebenden äußeren Teile der Schichten, die die Seitenteile der Scheibe bilden, sich gegeneinander verschieben können,wodurch die Yerstärkungseinlagen sich glatt biegen können um dia und von der fixierten Außenfläche, wodurch eine glattgekrümmte Form des Gemisches, wenn es sich in den Hohlraum bewegt, bevor es in die endgültige Form gepreßt wird Man kann Beliebig vorgeformtes Tragteil, an die SdHeioe anformen, es kann darauf bleiben oder wird vorzugsweise von der geformten Scheibe entfernt.

Die erfindungsgemäße Topfschleifscheibe weist ein oder mehrere Einlagen aus hochfestem Sicherheitsverstärkungsmaterial' . integral eingeformt und gebunden innerhalb der geformten,gehärteten, harzgebunden Sohleifkornmischung auf. Jede Einlage erstreckt,sich oder hat Teile die sich erstrecken,in glattgekrümmter Form von der inneren Kante der Mittelbohrung radial auswärts durch den Scheibenkern und im allgemeinen ,axial, und radial auswärts durch den ringförmigen Seitenteil bis an die ümfangskante anfänglich an oder benachbart der Schleiffläche. Me Bewehrung verbindet den Montageteil oder Scheibenkern und die ringförmigen Außenteile der Scheibe miteinander, so daß Bruchstücke zusammengehalten werden und eine Gefährdung des Bedienungspersonals ausscheidet. Die Kontur der Bewehrung

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ist derart, daß keine scharfen Biegungen auftreten, die leicht zum Bruch führen. Die radiale lage der äußeren Kante variiert kontinuierlich mit dem Abschliff der . analen Länge des ringförmigen Seitenteils und "beeinträchtigt nicht wesentlich den Schleifvorgang.

Die Erfindung betrifft auch eine Herstellungsmethode dieser Scheiben und eine dazu geeignete Vorrichtung. Die wesentlichen Punkte dabei sind folgende: Auf eine dünne flexible Scheibe werden abwechselnd Schichten von einem Gemisch aus Schleifkorn und Bindeharz sowie flexible Verstärkungseinlage aufgelegt. Die Scheibe befindet sich über dem unteren Teil des Formhohlraums und ist gehalten durch eine fixe schmale äußere obere ringförmige Fläche einer unteren Matrizenplatte mit einem Hohlraum zur Formung der unteren äußeren peripheren Fläche der Topfschleifscheibe und einer inneren ringförmigen oberen Fläche eines den Scheibenkern bildendes Teiles»gleitbar montiert um die Auflage rund um die zentrale Bohrung, innerhalb der unteren Formplatte und elastisch aufwärts vorgespannt innerhalb des Hohlraums zu einer Ebene der fixierten schmalen äußeren ringförmigen oberen Fläche. Danach wird eine obere Patrize für die Formgebung der inneren'und äußeren radialen Schleiffläche der Topfschleifscheibe vorerst in den Eingriff gebracht mit nur dem den Scheibenkern bildenden Teil der Schichten. Während der weiteren gleichzeitigen Bewegung der oberen Formplatte und des gleitfähigen, den Scheibenkern bildenden Teiles werden die inneren, den Scheibenkern bildenden Teile der Schichten kontinuierlich gehalten und teilweise verdichtet, während die freien äußeren, die ringförmige Seitenwand bildenden Teile der Schichten aus losem Bindemittel/Schleif kor η-Gem is ch und Verstärkungseinlage sich etwas aus ihrer ursprünglichen Lage verschieben können, weil die steiferen Einlagen dem scharfen Abbiegen größeren

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Widerstand entgegensetzen, wenn sie in den Hohlraum eingepreßt werden, "bevor sie zu der endgültigen Form und Größe aufgebogen und verdichtet werden.

Die Erfindung wird an den Figuren weiter erläutert.

Fig. 1 ist eine perspektivische Ansicht, teilweise im Vertikälschnitt durch eine erfindungsgemäße Topf-, schleifscheibej

Pig. 2 ist ein vertikaler Schnitt, der die Lage der einzelnen Teile der gesamten Form zueinander zeigt;

Fig. 3 zeigt im Vertikalschnitt die Lage der Formteile und der Schleifscheibenteile nach dem Formvorgang.

Fig. 1 zeigt die erfindungsgemäße Topfschleifscheibe 10 mit innerer Verstärkung oder Bew.eh.rung mit ihrem stark vertieften Scheibenkern oder Montageteil 12. Am Scheibenkern 12 befinden sich Möglichkeiten zur Montage wie Mitteibbhrung 12a, gegebenenfalls mit einer Hülse, die sich zwischen der inneren oder versenkten Fläche 12b und der äußeren oder Rückfläche 12c und den Kernteil um die Mittelachse der Schleifscheibe erstreckt. Zur Montage kann auch ein Einsatz oder eine Gewindehülse in der Mittelböhrung 12a mechanisch oder über einen Kleber befestigt aein, wie dies in der Zeichnung angedeutet ist.Der Scheibenkern 12 hat eine äußere konische oder kegelstumpfmantelförmige Fläche 12d, die sich axial von der Rückfläche 12c erstreckt. Der Scheibenkern 12 ist angeformt an.einen ringförmigen Seitenteil 14 vorbestimmter . axialer Länge oder Tiefe und radialer Stärke um die Scheibenachse. Der Seitenteil 14 weist eine innere Schleiffläche 1 4a auf, die.sich im allgemeinen in axialer Richtung von der versenkten Fläche 12b bis zur inneren Kante der radialen Schleiffläche 14b erstreckt. Der Seitenteil wird schließlich von der äußeren Schleiffläche 14d begrenzt,

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die sich von der äußeren abgeschrägten Fläche 12d des Scheibenkerns 12 bis an die Außenkante der radialen Schleiffläche 14b erstreckt.

Die Topfschleifscheibe 1Q entspricht vorzugsweise den sogenannten "konischen" Topfschleifscheiben, bei denen der ringförmige Seitenteil 14 in axialer und radialer Richtung vom Scheibenkern 12 nach außen geneigt ist und in der Mitte eine kegelstumpfförmige Vertiefung vor-.bestimmter Tiefe besitzt.

Topfschleifscheiben werden im allgemeinen hinsichtlich ihrer Form und Dimension mit Nummern bezeichnet. Die erfindungsgemäße konische Topfschleifscheibe gehört zu der Type 11, die erfindungsgemäß etwas modifiziert wurde zur Erleichterung der.Herstellung und zur Verbesserung der Sicherheit, ohne jedoch die Wirksamkeit zu verringern.

Eine oder mehrere Einlagen oder Scheiben. 16 aus verstärkendem Material können zur Erhöhung des Sicherheitsfaktors und zum Zusammenhalt von Bruchstücken oder gesprungeaen Scheiben vorgesehen sein. Die Einlagen 16 können vorgeformt oder aus an sich bekanntem flexiblem Folienmaterial oder Geweben hochfesten Materials bestehen, wie aus Metall, Nylon, Kunstseide, Baumwolle und/oder Glas« Die bevorzugte Verstärkungsscheibe 16 ist ein gewebtes, geflochtenes oder gewirktes, offenmaschiges Glasfasergebilde, enthaltend eine Vielzahl von ununterbrochenen Faserbündeln oder Vorgarnen aus einer Vielzahl von endlosen Glasfaden. Natürlich kann man aber auch andere hochfeste durchbrochene Bahnmaterialien anwenden·

Ein besonders geeignetes Einlagematerial auf der Basis von Glasfasern wird als Lewcott Style Nr.202 bezeichnet und hat 2x2 Maschen je Zoll aus "mock leno woven" im wesentlichen nicht-verzwirnten Vorfasern mit einer

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- 9 - 1A-45 087 Bruchfestigkeit von 28600 kg/m (1600 lbs/inch.) und einem

OTT

Gewicht von 101,5 g/m vor Überziehen mit einer dünnen Schicht γόη ungehärtetem wärmehärtbarem flüssigem Harz.

Wie aus der Fig.1 hervorgeht, weist jedeEinlage 16 eine. Vielzahl von im Abstand angeordneten Strängen, Schnüren, Yorfäden oder Elemente 16a auf, die jeweils aus einer Vielzahl von Fäden bestehen, die sich ununterbrochen entweder von der Mittelachse oder der inneren Kante um die Mittelbohrung 12a radial nach außen durch den Scheibenkern erstrecken, dann glattgebogen in im wesentlichen achsialer Richtung den ringförmigen Seitenteil durchsetzen und schließlich noch einmal glattgebogen sind nach auswäx'ts im allgemeinen in radialer Richtung zu einer äußeren Kante an oder benachbart zu der äußeren Schleiffläche 14d.

Die Zusammensetzung des Gemisches von Schleifmittel und Harz für die Herstellung der Schleifscheibe umfaßt ein beliebiges, natürliches oder synthetisches Harz, Schleifkorn-, Füllstoffe und Schleifhilfsmittel. Das Schleifkorn kann Diamant, Bornitrid, Tonerde,Tonerde-Zirkonerde, Siliciumcarbid, Granat oder deren Gemische sein. Das Bindemittel ist vorzugsweise wärmehärtend, wie ein phenolisches, Phenolformaldehydharz, Harnstoffformaldehydharz, Epoxyharz oder deren Kombinationen in flüssiger Form, aufgetragen auf das Schleifkorn oder als Pulver im Gemisch mit dem Schleifkorn.

Das Formen kann kalt oder warm unter Pressen erfolgen. Die Kunststoffhärtung erfolgt in der üblichen ¥eise bei den vorbeschriebenen Temperaturen ausreichend lang. Schließlich enthalten die Schleifseheiben einen anfänglich dünnen vorgeformten flexiblen Träger 50 als dauernde Unterlage für die Flächen 12d, 12c (Fig.3).

χ 30 oz/ sq.yd

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In Fig. 2 wird nun die Anordnung vor dem Verpressen gezeigt. Die Form 30 befindet sich im allgemeinen auf dem Formtisch P einer Kalt- oder Warmpresse üblicher Konstruktion.

Die Form 30 umfaßt einen Zylinder 32, der auf dem Preßtisch aufruht. Seine Innenfläche ist die Formfläche 32a · Ia unteren Teil des Zylinders 32 und aufsitzend auf dem Preßtisch P befindet sich die Matrize. 34, die sich

axial und vertikal im Zylinder zwischen der Bodenfläche 34a und der oberen Ringfläche 34b radial erstreckt zwischen der Innenformfläche 34c und der äußeren Fläche 34e der Matrize 34 benachbart zu der Formfläche 32a des Zylinders Es ist aber auch möglich, daß die Matrize 34 ein integraler Bestandteil des Zylinders 32 ist, wobei sich die obere Ringfläche 34b bis zur Formfläche 32a erstreckt und die Umfangsform der Mittelbohrung oder den oberen Teil des Formhohlraumes 34d um die Mittelachse der Form begrenzt.

Gleitbar montiert mit einer zentralen Ausnehmung oder G-egenbohrung 34f in der Matrize 34 befindet sich justierbar ein den Scheibenkerirl&Tm³^ und/oder Tragteil oder ein

gewöhnlicher Tragzylinder 36 mit einer Mittelöffnung 36a, die sich axial zwischen der oberen, den Scheibenkern bildenden Ringfläche 36b und der unteren Fläche 36c erstreckt. Die Mittelbohrung 34f erstreckt sich von dem Boden des Formhohlraums 34d zu der eingesetzten unteren Anschlagfläche 34g, die axiale ist im wesentlichen gleich der axialen Länge des Tragzylinders 36. Wenn nun die untere Fläche 36c im Eingriff ist mit der Anschlagfläche 34g, ist die Ringfläche 36b ausgerichtet in einer horizontalenEbene zu der Bodenfläche des Formhohlraums 34d.

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Mittel zur Betätigung des Träger Zylinders 36 aufwärts .in den Formhohlraum 34d gegenüber der Anschlagfläche ' 34g uotd der Matrize 34 sind vorgesehen· Hierfür ist wie in der Figur gezeigt - zumindest eine, vorzugsweise jedoch mehrere zusammendrückbare Spiralfedern 38 vorgesehen· Jede Feder 38 besi-fcfc einen Teil, der eingreift in den Trägerzylinder 36 in der Bohrung 36d, während das andere Ende über die Ausnehmung 34h in der * Anschlagfläche 34g in die Matrize eingreift· Es kann aber auch eine einzige grosse Druckfeder um die zentrale Achse vorgesehen sein, die in eine einzige Bohrung im Trögzylinder 56 eingreift, oder die Gegenbohrung kann als Druckzylinder wirken, in dem Luft durch Anheben des Tragzylinders 36 eingepresst wird*

Die Bewegung des Tragzylinders 36 wird vorzugsweise begrenztj um die Ringflache 36b des Tragzylinders 36 in die gleiche Ebene zu der Ringfläche 34b, der Matrize 34 zu bringen und dort zu halten. Diese Einstellmittel können fixiert sein, umfassen jedoch vorzugsweise einen /oder mehrere justierbare Schraubenbolzen 40 mit Gewinde-/ teil |Φθ3*in der Gewindebohrung ^6W im unteren Teil des Tragzylinders 36, sie erstrecken sich durch die Ausnehmung 34h bis zur Anschlagschulter des Kopfteils H^b/äes Bolzens 40 innerhalb der Bohrung 34i entsprechender Tiefe. Es ist offensichtlich, dass durch Einstellung der Bolzen 40 die vertikale Lage der RingfLäche 36b ausgerichtet werden kann und in der gleichen Ebene fixiert wird mit der oberen Ringfläche 34b der Matrize 34· Die liefe der Bohrung 34i muss ausreichen für eine unbehinderte Betätigung des Bolzens 40 und Tragzylinders 36 gegen den Boden der Anschlagflache 34g·

Die Mittel zur Herstellung der Mittel bohrung werden zur Verfügung gestellt und getragen durch die Matrize 34, sie bestehen aus einem länglichen Hohldorn 42 entsprechenden Querschnitts und Form zu der Mittelbohrung 12a· Der

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Hohldorn 42 erstreckt sich vertikal und koaxial

zu der Achse der Form 3oV%et!^ier Bodenfläche 34a der Matrize 34 durch die Öffnung des Tragzylinders, die Mittelöffnung 36a in dem Tragzylinder 36 und den oberen Teil des Formhohlraums»bis das obere Ende in entsprechendem Abstand von der oberen Fläche des Zylinders 32 zur Aufnahme der Patrize 44 ist.

Eine Variation besteht beispielsweise darin, daß der Hohldorn 42 fixiert ist mit oder ein integraler Bestandteil ist von dem Tragzylinder 36 und folglich mit diesem bewegbar. Die Bolzen 40 können entfernt werden, wenn die Federn 38 eine ausreichende * "axiale Länge besitzen, um die Ringfläche 36b und die obere Ringfläche 34b in eine Ebene zu bringen. Wenn die Scheibe keine Mittelbohrung bekommen soll, so entfällt der Hohldorn 42 und wird ersetzt durch ein entsprechendes Antriebsmittel, wie einem Einsatz mit Gewinde, eine Buchse oder eine sonstwie eingeformte oder eingeklebte Montagevorrichtung. Es ist natürlich auch mÖglich,die Mittelbohrung in die Scheibe nach dem Formen und vollständigem Härten einzubohren·

Die Patrize 44» gegebenenfalls am Preßstempel,weist eine Mittelbohrung 44a auf, in die sich der Hohldorn 42 erstrecken und gleitbar eingreifen kann in die Patrize . 44» wenn sie . "axial zum Hohldorn bewegt wird. Die Mittelbohrung 44a erstreckt sich koaxial ~. zu der Achse des Hohldorns 42, zwischen der mit dem Preßkopf in Einwirkung stehenden oberen Fläche 44b und einer unteren oder die Fläche 44c, die die zentrale Ausnehmung des Scheibenkerns bilden soll, im wesentlichen parallel zu der Ringfläche 36b. Nach aufwärts und auswärts von der unteren Fläche 44c erstreckt sich ein kegelstumpfförmiger Teil mit einer Fläche 44d bis zur Zwischen— oder Ringfläche 44e im wesentlichen parallel zu 44c und 44b. Die wesentliche ebene Fläche 44e erstreckt sich radial nach außen zu der Umfangsfläche 44f solcher Dimension·, . daß ein

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gleitender Eingriff mit der Pormflache 32a des Zylinders 32" möglich ist.

Es ist offensichtlich, daß die Flächen 44c, 44d, 44e und 44f der Patrize 44 die entsprechenden Innenflächen 12b und 14a sowie die radiale Fläche 14b der Topfschleifscheibe 10 bestimmen· Die innere Formfläche 34c der Matrize 34 und die Ringfläche 36b des Tragzylinders 36 bestimmen die entsprechenden Außenflächen 12c und 12d der Topfschleifscheibe 10. Die Formfläche 32a des Zylinders 32 ist im wesentlichen parallel der Mittelachse und die Bodenfläche 34a der Matrize 34 bestimmen Außendurchmesser und Form der Topfschleifscheibe und führen zu einem weiteren dreieckig geformten Teil 14e, wie in der Figur 1 durch unterbrochene Linie gezeigt. Dieser Teil wird vorzugsweise abgearbeitet, um eine schräge Außenschleiffläche 14d in einem Winkel zu der schrägen Außenfläche 12d zu erreichen.

Die Form 30 kann schließlich auch einen flexiblen Träger zur Abstützung und Aufnahme der Schichten aus dem härtbaren Gemisch von Schleifkorn und Bindemittel sowie den Einlagen aus Verstärkungsmaterial über dem Form-» hohlraum zwischen der Ringfläche 36b und der fixierten Tragfläche 34b während des Formens aufweisen. Es handelt sich dabei vorzugsweise um entfernbare nicht wiederverwendbare dünne flexible vorgeformte Platten 50, angeformt an die Schleifscheibe, die man wenn gewünscht von der fertigen Schleifscheibe entfernen kann. Anfänglich erstreckt _ sich der vorgeformte . Träger horizontal über den Formhohlraum und wird abgestützt am oberen Randbereich durch die fixierte schmale äußere Fläche 34b im Mittelteil durch die bewegliche Ringfläche 36 und weist einen mittleren nichtabgestützten Teil auf, der

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den darunterliegenden Formhohlraum überspannt·

Der in der Fig. 2 bevorzugt gezeigte flexible Träger 50 entsprechender Formfestigkeit und Steifheit wird aus durchbrochenem Bahnmaterial oder einem engen Gewebe ausgeschnitten und mit einem zentralen Ausschnitt versehen, damit er über dem Hohldorn 42 gezogen werden kann. Er liegt radial im Abstand auf den Ringflächen 36b, 34b auf. Als Folienmaterial dafür kommt Papier, Kunststoff, Baumwolle,Kunstseide, Hylon,· Glasfaser:,MetaILe und dergleichen in Präge. Entweder eine einfache Scheibe aus Krepppapier oder ein laminat von dünnem Papier auf einer Lage eines offenmaschigen Glasfasergewebes konnten als ausreichender Träger für die abwechselnden Schichten an Gemisch 18 von Schleifkorn und Bindemittel sowie den Einlagen 16 gefunden werden, ohne daß es zu einem nichtzulässigen Einsacken in den Formhohlraum 34d kommt. Als Glasfasergewebe für Verbund - Scheiben und als Rücklage lann man ein Gewebe aus wenig gezwirnten Glasfaserbündeln (Type 955) heranziehen. Handelt es sich bei dem Träger 50 um ein Papier-Glasfaser gewebe-Laminat, so wird dieses mit der Papierseite auf die Ringflächen 36b, 34b aufgelegt. Bas Glasfasergewebe verhindert ein Durchfallen des Gemisches in die unteren Teile des Formhohlraums 34d, Bas Gewebe wird integral eingeformt in die äußeren Flächen der Scheibe 10, Gegebenenfalls kann man dann das Papier abziehen. Im Rahmen der Vorbereitung zum Abformen im Sinne der Fig. 2 wird eine neue Trägerplatte 50 über den Hohldorn gezogen und auf die Ringflächen 36b,34b aufgelegt. Es wird die erste Schicht an losem Gemisch von Schleifkorn und Binder verteilt und in der gewünschten Schichtstärke auf den Träger 50 eingefüllt, worauf die erste Verstärkungsscheibe 16 und eine zweite Gemischschicht folgen kann. Soll die Schleifscheibe 10

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mehr als eine Verstärkungseinlage aufweisen, so wird die Schichtstärke des Gemisches 18 auf jeder Einlage 16 im Verhältnis zu der gewünschten Anzahl an Einlagen verringert. Für bessere Festigkeit und höheren-Sicherheitsfaktor soll die erfindungsgemäße Topfschleifscheibe zwei oder vorzugsweise drei Einlagen "besitzen. Die zweite und dritte Einlage 16 wird auf eine zweite "bzw. dritte Zwischenschicht aus Gemisch 18 aufgelegt und schließlich die Deckschicht aus Gemisch 18 aufgebracht.

Man kann aber auch die Gemischschichten 18 vorforinen, indem sie leicht in ungehärteten oder grünen selbsttragenden Zustand vorgepreßt v/erden. 'Diese vorgeformten Schichten werden leicht gepreßt oder verdichtet auf einen Verdichtungsgrad bzw. eine Stärke, die die Handhabung der Scheiben und das Einbringen in die Form gestatten, jedoch andererseits ein Zerbrechen und Zerkrümeln während des Formvorgangs erfolgt.

Daraus ergibt sich, daß die sich horizontal erstreckenden Gemischschichten 18 und die Verstärkungseinlagen 16 zusammen eine formbare Masse bilden mit einem nichtgepreßten inneren ringförmigen Teil bzw. dem den Scheibenkern bildenden Teil um den Hohldorn 42 nachgiebig gelagert auf der Ringfläche 36b der schmalen oberen Ringfläche 34b der Matrize . 34, dazwischen findet sich ein Zwisehenringteil oder den Seitenteil bildende Teil, der getragen ist von der flexiblen Tragplatte 50, welche den unteren Teil des Formhohlraums 34d überspannt.

Wenn sich im oberen Teil des Formhohlraums die gewünschte Anzahl an Gemischschichten und Einlagen befindet, wird die Patrize 44 über den herausstehenden Teil des Hohldorns 42 gestülpt ,so daß nur die Unterflache 44c auf den inneren Bereich der obersten Gemischschicht 18 aufsitzt.

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Wenn sich die gefüllte Form 30 noch nicht auf dem Preßtisch P befindet, so wird sie dorthin verbracht und ausgerichtet zu dem Preßstempel "bzw.zu der befestigten Matrize . V/ird nun die Presse "betätigt, so werden Matrize und Patrize gegeneinander bewegt und der innere Bereich der Gemischschichten 18 zwischen der Ring— fläche 36b des vorgespannten Tragzylinders und der Unter— fläche 44c der Patrize verdichtet ,bevor der gesamte V/iderstand der Jedem 38 und die Bewegung des Tragzylinders 36 tiberwunden sind.

Abhängig vom gesamten Federwiderstand der vorbestimmt ist und sich einstellen läßt durch die Anwendung entsprechender Federn aus leichterem oder schwerem Draht, kann der Mittelbereich der G-emischschichten 18 auf eine achsiale Dimension bis zum ein Drittel weniger als in der ursprünglich gefüllten Form verringert werden, bevor der gesamte Federwiderstand überwunden ist.

In Fig. 2 ist durch die unterbrochene linie die teils versetzte Stellung der Matrize 44 und der teilweise verdichtete Mittelbereich der Gemischechichten 18 und der Einlagaii6 gezeigt. Man kann entnehmen, daß die umgebenden Zwischen-oder äußeren Ringbereiche der Gemischschichten 18 und der Einlagen 16 sich gegeneinander bewegen können und auch gegenüber der Matrize 34,bis sich die Ringfläche 44e der Patrize soweit abwärtsbewegt hat,-daß auch der äußere Ringbereich zwischen der feststehenden oberen Ringfläche 34b und der beweglichen Fläche 44e verdichtet wird, um eine weitere Relativbewegung nur in dem äußeren Ringteil zu verhindern.

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Pie Abwärtsbewegung der Patrize 44 führt gleichzeitig zu einer Bewegung des teilverdichteten Mittelbereiehs der Gemischschichten 18 in den unteren Teil des Formhohlraums, 34d und des Tragzylindeis 36 in der

3Uf-/ und

Gegenbohrung 0£äU der kontinuierlich, preßt erhöht den Widerstand und die durch die Federn 38 gegen den Tragzylinder 36 entwickelte Kraft zur weiteren Verdichtung des Mitterbereichs der Gemischschichten 18 vor Erreichen der Anschlagfläche 34g·.

"Wenn sich der teilverdiclitete Mittelbereich der Gemisch-Schichten 18 und der Tragsylinder 36 zusammen in den unteren Teil des Formhohlraums relativ zu der fixen oberen Ringfläche 34b bewegen, wird der mittlere Bereich der Geiüischschichten durch die konische Fläche 44d der Patrize - 44 in den unteren Teil des Formhohlraums 34d gepreßt. Der umgebende mittlere Ringteil der Gemisch— schichten 18 bleibt im wesentlichen unverdiohtet.bis er unter die Einwirkung d.er inneren Formfläche 34c des Formhohlraums 34d eine kegelstumpfartige Form erhält. Da der äußere Ringteil der Gemischschichten 18 über der fixen oberen Ringfläche 34b teilweise verdichtet 'wird

bevor und zu einem größeren Ausmaß als der dazwischenliegende mittlere Bereich, wird der schmale äußere Ringteil benachbart zu den äußeren TJmfangskanten der Einlagen 16 und der Transportplatte 50 fest erfaßt durch das teilweise verdichtete Gemisch. Der mittlere Ringteil benachbart der inneren Kante der Einlagen 16 um die Mittelbohrung wird ebenfalls fest erfaßt und im wesentlichen fixiert gegen eine Radialbewegung des Hohldorns 42. Der verdichtete und bewegbare mittlere Ringteil der Gemischschichten 18 um den Hohldorn wird in

de r größerem Ausmaß verdichtet als und bevor dem äußeren Ringteil der Gemischschichten 18.

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Während der Abwärtsbewegung bewegen sich die Einlagen 16, die dem Biegen einen größeren Widerstand entgegensetzen als der ungepreßte lose körnige Zwischenteil der Gemischschichten Id,durch das Gemisch und finden eine neue Lage. Sie v/erden allmählich in eine glattgekrümmte Form gebogen, wobei das Gemisch 18 durch die Öffnungen dringen kann, bevor das Ganze seine endgültige Form oder Kontur erhalten hat. Die einzelnen Einlagen 16 werden nach innen gezogen und bewegen sieh radial gegenüber dem mittleren und äußeren Ringbereich der Gemischschichten, während sie eine glatte, gebogene Krümmungslinie annehmen oder sich eine innere Krümmung zwischen ihrer inneren Kante im Hittelbereich und der äußeren Umfangskante im äußeren Ringbereich des Gemisches ausbildet. Die Länge der glatten gebogenen Kontur jeder vorgeformten Einlage ist im wesentlichen gleich dem anfänglichen Radius oder dem Radialab— stand zwischen der Bohrung und der Umfangskante der Einlage 16 vor dem Einformen in die Schleifscheibe 10.

Wenn der Trag zylinder 36 die Anschlagfläche 34g erreicht, ist die Ringfläche 36b im wesentlichen in der gleichen Ebene als die feststehende untere Fläche des unteren Formhohlraums. Dadurch wird ein massiver Boden gebildet, gegen den die Scheibenmasse in endgültige Dimension gepreßt wird. Wie aus Fig. 3 hervorgeht, werden die Gemischschichten 18 weiter verdichtet und auf die gewünschte Form und Dimension gebracht, indem die Form einem Preß-

druck von 1,575 bis 6,3 kg/mm ausgesetzt wird (1-4 t/sq.in.)

Gegebenenfalls kann die Form 30 beheizbar sein oder sie wird in Berührung mit einem beheizbaren Preßtisch einer üblichen V/armpresse angewandt, um das Harz der Gemischschichten 18 teilweise oder vollständig zu härten. Die Schleifscheiben werden in üblicher Weise entformt, wie durch Trennen von Matrize und Patrize wobei sich die unter Last stehenden Federn entspannen und den Tragzylinder 36 und die Schleifscheibe aufwärts bewegen. Auch

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kann man achsial Matrize und Patrize verschieben und aus dem Zylinder 32 bringen, wobei der Hohldorn 42 und die Patrize 44 sowie die Schleifscheibe. 10 ausgezogen ■werden. ~' ■- ~

Bevorzugt wird nun in beliebiger Weise die Trägerplatte 50 abgezogen.

Die kaltgepreßte grüne Schleifscheibe wird nun zwischen zwei Preßplatten, Kissen oder Träger,die sich der Form der Schleifscheibe anschließen und der der Matriz e und Patrize entsprechen, eingespannt und ein Druck von etwa 0,14 kg/cm² während des Härtens in einem Ofen in 15 h bei 140⁰C angelegt, wodurch das Harz vollständig durehhärtet und Schleifkorn und Einlagen zu einer starren integralen Struktur bindet. Dann wird das Ganze aus dem Ofen genommen, kann abkühlen und die Platten von der Schleifscheibe abgenommen.

Die gehärtete Scheibe, die im wesentlichen die Form der Fig. 5" besitzt, kann nun so verbleiben und wird zur Anwendung gebracht einschließlich des oberen Seitenteils mit einer äußeren zylindrischen Umfangsflache Hf im allgemeinen parallel zur Mittelachse und entsprechend der Formfläche 32a. Die TJmfangsfläche 14f erstreckt sich zwischen der radialen Schleiffläche 14b, erhalten durch die Ringflache 44e der Patrize 44₍und der schmalen Ringfläche 14g, gebildet durch die obere Ringfläche 34b. Vergleicht man dies mit der bevorzugten Querschnittsform der Schleifscheibe nach Fig. 1, so ist festzustellen, daß von der Schleifscheibe noch der dreieckige Teil 14e zwischen den Flächen 14f und 14g, wie mit der unterbrochenen Linie in Fig. 1 angedeutet, abgearbeitet werden muß auf die äußere Schleiffläche 14d· Der dreieckige Teil 14e wird abgedreht oder dergleichen bis auf die Kegelmantelfläche 14d des Seitenteils 14, die sich von der unteren oder anliegenden schrägen oder kegelstumpf-mantelförmigen Außenfläche 14c um den Scheibenkern erstreckt. Die Flächen

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12d und 14d bilden einen Winkel und sind in einem unterschiedlichen Winkel zu der mittleren Vertikalachse und der horizontalen Ebene der Rückfläche 12c senkrecht zvL der Mittelachse der Schleifscheibe geneigt. Beispiel 1

Einige erfindungsgemäße konische Topfsehleifscheiben wurden absichtlich in einem Abstand von 90° voneinander gebrochen und dann geprüft. Die Scheiben hatten eine äußere Schleiffläche 14d vom maximalemAußendurchmesser 152 mm bis 127 mm, eine Mittelbohrung 12a von 28,57 mm mit darin fixiert über einem Klebstoff einer Buchse mit Gewinde. Der Scheibenkern 12 war 31»75 mm stark und die versenkte Fläche 12b 31,75 mm tiefer als die Schleiffläche 14Uc Die Fläche 12d reichte von einem Durchmesser von 127 mm bis auf die Rückfläche 12c mit einem Durchmesser von etwa 76 mm. Alle zu untersuchenden Scheiben waren aus der gleichen Masse hergestellt mit gleicher Anzahl identischer Einigen, wie sie oben beschrieben worden sind.

Es wurde folgendes Gemisch an Schleifkorn und Kunststoff angewandt:

77,53 Gew.-^ Aluminiumoxid, Körnung 1,19 mm (Grit 16) 9,26 Gew.-$ "Bakelit 5980"(wärmehärtendes Harz), 8,40 Gew.-$ Glaspulver als Füllstoff, Körnung 43/im, 1,84 Gew. Kalk (GaO), 0,20 Gew.-^ Ruß, 0,99 Gew.-^ raffiniertes Kreosot und 1,78 Gew.-56 Furfural als Weichmacher.

Vorgebrochene Schleifscheiben mit zwei Einlagen in Form obigen Glasfasergewebes versagten bei einer durchschnittlichen Barstgeschwindigkeit von 93 m/s (18300 ft/min) und mit drei Einlagen bei 105 m/s (20700 ft/min). Daraus ergibt sich, daß die erfindungsgemäßen Scheiben mit zwei oder drei Einlagen ohne Gefährung eine Arbeitsgeschwin-

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digkeit von 71 m/s (14-000 f t/min) zulassen. Beispiel 2

Es wurden nun er-findungsgemäße Schleiischeiben mit einem Durchmesser von 152 mm unü drei Einlagen in fünf unterschiedlichen Härtegraden geprüft und die Geschwindigkeiten ermittelt, bei denen die Scheiben versagten.

Anzahl mittl.Geschwindigkeit (ft/min ) in/ 3 e c

weich	1	3	(22,600)	114
I!	2	3	(2.3,yoo)	121
H	3	3	(24,500)	124
It	4	3	(25,700)	130
härter	5	(26,200)	132

Aus obiger Aufstellung ergibt sich, daß die härteren Scheiben höhere Geschwindigkeiten aushalten als die "weicheren und demzufolge auch proportional höhere Arbeitsgeschwindigkeit als 71 m/s zulässig sind.

Ansprüche

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Claims (1)

1. .-it !HVEIIiKHSTHASSK 1· TKm-KMiX (OHiH (]O£Ü5! τκτ,τ.χ S 24 070

   P HQTIrOTP-AT KNT UÜNCnKN

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   Ansprüche

   1 .j Karzgebundene verstärkte Topfschleifscheibe,

   eren Scheibenkern Mittel zur Montage der Schleifscheibe aufweist, mit zumindest einer Verstärkungseinlage, dadurch gekennzeichnet, daß die Verstärkungseinlagen in dem Scheibenkern und die Seitenteile eingeformt und gebunden sind, eine glattgekrümmte Form besitzen und sich ununterbrochen radial nach außen durch den Scheibenkern, dann im allgemeinen aehsial und radial nach außen durch die Seitenteile bis an den Umfang erstrecken.

   2. Topfschleifscheibe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet , daß die Yerstärkungseinlagen in einem Abstand voneinander eingeformt sind.

   3· Topfschleifscheibe nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet , daß die Einlage ein

   offenmaschiges Glasfasergewebe, insbesondere aus einer Vielzahl von Vorgarnen aus im wesentlichen unverzwirnten Glasfaden ist.

   4-· Topfschleifscheibe nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet , daß sieh der ringförmige Seitenteil der Topfschleifscheibe um eine kegelstumpfförmige Vertiefung in unmittelbarer Nachbarschaft zum Scheibenkern erstreckt und der Scheibenkern eine Innenfläche besitzt, die anfänglich in einer vorbestimmten achsialen Tiefe von der radialen Schleiffläche liegt, eine Außenfläche hat und eine konische TJmfangsflache,

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   radial nacli außen geneigt von der Außenfläche zu dem ringförmigen Seitenteil.

   i>. lopfschleirscheibe nach. Ansprucli 4, dadurch gekennzeichnet , daß der ringförmige Seitenteil eine konische äußere Umfangsflache "besitzt, die vom Scheibenkern und schräg radial auswärts zur Mittelachse "bis zur Verbindung mit der Außenkante der radialen Schleiffläche reicht.

   6. Topfschleifscheibe nach Anspruch 4* dadurch/

   g e k e η η ζ e i c h η e t , daß der ringförmige Seitenteil eine.- gerade äußere Umfangsfläehe vorbestimmter aehsialer Länge aufweist, die im wesentlichen parallel ist zur Mittelachse von einer Verbindung mit einer Außenkante der radialen Schleiffläche erstreckt und sich eine schmale radiale Zwischenfläche im Abstand von der radialen Schleiffläche befindet und sich radial nach außen von der abgeschrägten äußeren Umfangsfläehe des Scheibenkerns zu einer Verbindung mit der geraden äußeren Umfangsfläehe erstreckt.

   7. Verfahren zur Herstellung der Topfschleifscheiben nach Anspruch 1 "bis 6, dadurch gekennzeich~ net, daß man horizontal einen dünnen flexiblen Träger mit Mittelöffnung und entsprechend der äußeren Umfangsfläehe des Seitenteils in einem schmalen äußeren Umfangsteil und einem inneren Mittelteil lagert, woraufhin man zumindest zwei Schichten eines härtbaren Gemisches von Schleifmittel und Bindemittel und dazwischen zumindest eine vorgeformte Einlage aus flexiblem Verstärkungsmaterial einbringt, zuerst den Scheibenkern formt, dann ein Fließen der Gemischschichten und Einlagen ermöglicht und dann fertigpreßt und das Bindemittel härtet.

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   8. Abwandlung des Verfahrens nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet , daß man das Gemisch von Schleifkorn und Bindemittel zu einer teilweise verdichteten selbsttragenden Schicht verformt und diese vorgeformten Schichten in die Form einbringt.

   9. Verfahren nach Anspruch 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, daß man den flexiblen Träger nach dem Ausformen der grünen Schleifscheibe entfernt una diese dann härtet.

   10. Verfahren nach Anspruch 7 bis 9 zur Herstellung der Schleifscheibe nach Anspruch 6 unu Abarbeiten des äußeren Seitenteils bis auf eine Schleifscheibe des Anspruchs 5 ·

   11. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 7 bis 10, gekennzeichnet

   a) aurch einen Formzylinder {yi), aufsitzend auf einer fixierten Matrize (54) mit dem Formhohlraum (34d), der Formfläche (54c) und der oberen Ringfläche (54b) sowie einer Mittelbohrung, b) einen beweglichen Tragzylinder (36) für die Abstützung und Formung des Scheibenkerns, gleitend montiert in der Mitteibohrung der Matrize, Mittel zur Verschiebung des Tragzylinders auf— und abwärts, c) eine dünne flexible vorgeformte Tragplatte (3>0) auf der beweglichen Eingflache (36b) und der oberen Ringfläche (34b) und schließlich d) eine Patrize 44 in achsi— aier Ausrichtung zur Mittelbohrung mit einer Unterfläche (44c) und einer Eingflache (44e) und einem Hohldorn (42) durch die Mittelbohrung von Patrize, Tragplatte, Tragzylinder und Matrize, wobei dieser Hohldorn (42) den Formzylinder (32) etwas überragt.

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   XS

   12. Vorrichtung nach Anspruch 11, dadurch g e -

   Jc β η η ζ ei c h η e t , daß die Betätigung des Trag-Zylinders (36) über mit Bolzen (40) betätigbare Federn (3B) erfolgt.

   13. Vorrichtung nach Anspruch 11 oder 12, dadurch ge k e η η ζ eich net, daß die Matrize (34) eine Anachlagfiache (34g) zur Begrenzung der Bewegung des Tragzylinders (36) aufweist.

   14. Vorrichtung nach Anspruch 11 bis 13» dadurch

   g e k e η η ze i c h η e t , daß die Pormflache (34c) der Matrize und (44d) der Patrize von der Mittelbohrung kegelstumpfförmig nach außen geneigt sind.

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