DE617863C

DE617863C - Herstellen von Schleifkoerpern unter Verwendung eines elektrischen Feldes

Info

Publication number: DE617863C
Application number: DEB157176D
Authority: DE
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1931-07-16
Filing date: 1932-08-28
Publication date: 1935-08-28
Also published as: GB396231A

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Herstellen von Schleifkörpern unter Verwendung beliebig geformter Körner, die durch ein elektrisches Feld ausgerichtet werden.

Bei den bekannten Ausführungen geschieht das Auftragen von Schleifkörnern auf einen mit Klebstoff versehenen Träger unter dem Einfluß eines elektrischen Feldes. Dabei werden die Körner durch die Wirkung des elektrischen Feldes auf den Träger gebracht. Es ist dabei nicht notwendig, die Teilchen vorher mit einem Überzug leitend zu machen; infolge des negativen Potentiales der Elektrode werden sie positiv geladen und durch das Kraftfeld von der Elektrode angezogen. Durch diese Art der Aufbringung der Schleifkörner auf den Träger soll eine gleichmäßige Verteilung der Teilchen und

ao damit der Schleifschicht auf dem Träger erhalten werden. Während der Aufbringung wirbeln die einzelnen Schleifteilchen durcheinander, da sie sich gegenseitig berühren und infolge ihrer gleichmäßigen statischen Ladung voneinander abstoßen. Es findet dann auf dem Träger ein Festhalten der Schleifteilchen in beliebiger Lage statt.

Diese Art der Herstellung genügt zur Herstellung von Schleifpapier, ist jedoch zur Herstellung von größeren Schleifkörpern, wie Schleifscheiben u. dgl., ungeeignet.

Der Schleifstoff für größere Schleifkörper ljesteht gewöhnlich aus unregelmäßig geformten Körnern von meist länglicher Gestalt. Da die flachen Seiten solcher Körner eine geringere Schleifkraft als die Enden besitzen, ist es Zweck der Erfindung, die einzelnen Schleifkörner auszurichten, bevor sie gebunden werden. Da eine Richtwirkung mit einem elektrostatischen Feld (nicht möglich ist und ^₀ da außerdem die Kraft, mit welcher die Teilchen durch ein solches Feld angezogen werden, zu gering ist, so ist es nicht möglich, ein elektrostatisches Feld zum Ausrichten der Schleifkörner vor ihrer Bindung zu verwenden.

Gemäß der Erfindung geschieht das Ausrichten der Körner mit ihrem längsten Durchmesser etwa parallel zu den Kraftlinien eines magnetischen Feldes, und dann werden die Körner in dieser Stellung gebunden. Die unmagnetischen Körner werden mit feinverteiltem magnetischem Stoff, z. B. Eisenstaub, überzogen, um sie magnetisch zu machen. Das magnetische Feld zur Herstellung des Werkzeuges wird so erzeugt, daß dessen Kraftlinien die Körner beim Einfüllen in die Form mit ihren Längsachsen nach der Arbeitsfläche des Werkzeuges zu verdrehen. Die Kraftlinien stehen in der Folge etwa senkrecht zur Arbeitsfläche des Werkzeuges und bei zylindrischen Formen radial von der Mittelachse nach der zylindrischen Wandung.

Die Körner werden allmählich in die Form gefüllt, damit sie sich während der Einfüllung und der Einwirkung des magnetischen Feldes ausrichten. Dabei sind die radial ge-

richteten Kraftlinien gleichmäßig im genannten ringförmigen Raum der Form verteilt. : : :-'

Die Vorrichtung zur Ausführung des Ver· fahrens besteht aus einem Magneten, dessen Pole mit Bezug auf eine Form, die der Gestalt des herzustellenden Werkzeuges entspricht, derart angeordnet sind, daß in der Form Kraftlinien etwa senkrecht zu den Arbeitsrlächen des herzustellenden Werkzeuge: entstehen. In einer waagerechten, mit konzentrischen Seitenwänden versehenen, auch oben offenen Form sind die Pole des Magneten so angeordnet, daß die radialen Kraftlinien zwischen dem Zentralkern und den Seitenwänden dm ganzen Innenraum entstehen. Dabei besteht der Boden der Form aus unmagnetischem Stoff, während die den Arbeitsflächen zugewendeten Wände aus magnetischem Stoff hergestellt sind. Der eine Pol des Magneten, liegt in der Mitte innerhalb der inneren Seite der Form, während der andere Pol die Außenseite derselben umgibt.

Die Anwendung des magnetischen Feldes über das bekannte elektrostatische Feld bringt folgende Vorteile:

Die erzielbare Knaftwirkung ist ein Vielfaches der eines elektrischen Feldes. Es können deshalb Schleifkörper beliebiger Größe verwendet werden. Es können auch Schleifkörper großen Durchmessers mit Hilfe des magnetischen Feldes hergestellt werden. Der wesentlichste Vorteil ist jedoch der, daß durch das magnetische Feld, welches mit einem elektrostatischen Feld nicht erzielbar ist, ein Ausrichten jedes einzelnen Schleifkornes- beim Einfüllen in die Form mit ihren Längsachsen nach der Arbeitsfläche des Werkzeuges zu möglich ist. Dadurch wird die günstigste Schleifwirkung erzielt. Es werden deshalb- in der Ausführung des Verfahrens die Magnetpole so angeordnet, daß je nach Lage der Gestalt der Schleifkörner immer jene Seite derselben gegen das Arbeitsstück gerichtet ist, welche die beste Schleifwirkung ergibt.

Im folgenden wird zur näheren Erläuterung des Verfahrens auf die in der Zeichnung dargestellten Beispiele eingegangen. Es zeigen:

Fig. ι die Draufsicht einer Vorrichtung zum Herstellen einer .Schleifscheibe mit zylindrischer Arbeitsfläche,
Fig. 2 einen senkrechten Schnitt nach der Linie 2-2 der Abb. 1,

Fig. 3 eine Seitenansicht,- teilweise im Schnitt einer Vorrichtung, die zur Herstellung von Schleifhlöcken benutzt wird, Fig. 4 einen Grundriß entsprechend Fig. 3, Fig. 5 eine Seitenansicht einer Schleifscheibe, die in der Vorrichtung der Fig. 1 und 2 hergestellt ist,,

Fig. 6 eine schaubildliche Ansicht eines Schleifblockes, der in der Vorrichtung der Fig. 3 und 4 hergestellt ist,

Fig. 7 einen Schnitt durch ein unmagnetisches Korn in vergrößertem Maßstab, das zur ■ Herstellung der Schleifwerkzeuge nach Fig. 5 und 6 vorbereitet ist.

Die benutzten Schleifkörner sind meist unmagnetisch und besitzen oft eine längliche Gestalt. Diese Schleifkörner werden zunächst magnetisch gemacht, indem sie mit einem Überzug aus feinverteiltem Eisen versehen werden. Dies kann auf verschiedene Weise geschehen, z. B. indem die Körner mit einem Klebstoff überzogen werden, worauf der Eisenstaub mit den Körnern vermischt wird, so daß er an ihnen haftet, wie dies in Fig. 2 dargestellt ist. Jedes Korn ist dann mit einem dünnen Überzug aus Eisenstaub y versehen.

Besitzt das Bindemittel Klebwirkung oder wird es beim Erhitzen genügend haftend, so können die Körner mit dem Eisenstaub auch dadurch überzogen werden, daß sie mit dem Bindemittel vermischt' und ,erhitzt werden. Backen jedoch die Körner beim Abkühlen und Erhärten des Bindemittels zusammen, so müssen sie in den lockeren, körnigen Zustand zurückgebracht werden.

Der nächste Verfahrensschritt besteht darin, die mit dem Eisen überzogenen Körner in einer Form magnetisch auszurichten. Zur Ausführung dieses Verfahrensschrittes wird eine besondere Vorrichtung benutzt, die entsprechend dem herzustellenden Werkzeug geändert wird. Die im folgenden beschriebene Ausführungsform kann daher in mannigfaltiger Weise abgeändert werden. Der Hauptteil einer solchen Vorrichtung wird durch einen starken Magneten gebildet, dessen Pole so angeordnet sind, daß die magnetischen Kraftlinien zwischen den. Polen ungefähr senkrecht zu der Arbeitsfläche des herzustellenden Werkzeuges verlaufen.

In den Fig.. 1 und 2 ist eine Vorrichtung dargestellt, die zur Herstellung eines flachen Ringes mit zylindrischen Arbeitsflächen, d. h. no einer Schleifscheibe üblicher Art, benutzt wird.

Diese Vorrichtung enthält einen Elektromagneten mit einem mittleren, zylindrischen Kern a, der, auf einer Platte b befestigt, mit konzentrisch zu dem Kern α angeordneten Wandungen c versehen ist. Alle diese Teile bestehen aus weichem Eisen. Der untere Teil des Kernes α trägt eine Spule d, die mit Anschlüssen e lund f versehen ist, durch die Gleichstrom durch die Spule geschickt werden kann. Hierdurch wird ein magnetisches

617868

Feld zwischen dem mittleren Pol α und dem kreisförmigen Pol c erzeugt, so daß die Kraftlinien waagerecht und radial zwischen den Polen α und c verlaufen.

In dem ringförmigen Raum um den Pol a ist über der Spule d eine Form vorgesehen, die in ihren inneren Abmessungen dem herzustellenden Schleifwerkzeug entspricht. Die Form besteht aus inneren und äußeren ringto förmigen Wandungen g und h, die zweckmäßig aus Stahl oder einem anderen magnetischen Werkstoff hergestellt sind und besitzt einen Boden i aus Messing oder einem anderen unmagnetischen Stoff, der auf der Oberseite der Spule d ruht.

Im weiteren Verlauf des Verfahrens, wird die Form allmählich mit den eisenüberzogenen Schleifkörnern gefüllt, wobei die Körner lagenweise eingefüllt oder langsam eingeschüttet werden. Während die Körner das magnetische Feld, das zwischen den Polen α und c herrscht, passieren, wird der magnetische Überzug auf den Körnern polarisiert, so daß jedes Korn an einem Ende magnetisch positiv und am andern Ende magnetisch negativ wird. Es sei z. B. angenommen, daß der mittlere Pol α magnetisch positiv ist, während der Pol c negativ ist. Die negativ magnetisierten Enden der Körner werden dann von dem Pol α angezogen und die gegenüberliegenden Enden von dem Pole. Die Körner legen sich infolgedessen waagerecht in die Form und werden in eine gegenüber dem Kern radiale Richtung, wie dies in den Fig. 1 und 2 dargestellt ist, gedreht. Das Ausrichten der Körner in der Form kann dadurch unterstützt werden, daß die Form leicht erschüttert wird, so daß die Körner, die noch nicht ausgerichtet sind, bewegt werden, wodurch die Körner dicht aneinandergerückt werden.

Werden die Körner, bevor sie in die Form geschüttet und darin ausgerichtet werden, bereits mit einem Bindemittel überzogen, so wird nach dem Füllen der Form der Inhalt derselben zusammengepreßt, worauf das übliche Brennen zur Bindung der Körner vorgenommen wird. Werden jedoch die magnetisch gemachten Körner noch nicht mit einem Bindemittel überzogen, bevor sie in die Form gebracht werden, so wird vor dem Einlagern in 'die Form ein Bindemittel in Pulverform mit den Körnern gemischt, so daß das darauffolgende Binden vorgenommen werden kann, ohne die magnetisch ausgerichteten Körner zu stören.

In Fig. 5 ist ein Schleifwerkzeug dargestellt, das nach dem oben beschriebenen Verfahren mit den genannten Vorrichtungen hergestellt wurde. Dieses Werkzeug besteht aus einem Ring / mit einer zylindrischen Arbeitsfläche k. Es wird besonders darauf hingewiesen, daß die länglichen Körner, aus denen die Scheibe hauptsächlich besteht, durch das ganze Werkzeug hindurch etwa radiale Stellung gegenüber der Achse der Scheiben besitzen und dicht aneinandergerückt sind. Die Arbeitsfläche der Scheibe wird daher von den äußeren Enden der Körner gebildet, und dies ist auch dann der Fall, wenn die Scheibe durch Abnutzung einen geringeren Durchmesser erhält. Die besonders wirksamen Enden der Körner kommen daher sicher mit dem Werkstück in Berührung.

In den Fig. 3 und 4 ist eine Vorrichtung dargestellt, die nach dem Prinzip der Vorrichtung nach Fig. 1 und 2 gebaut ist, die aber zur Herstellung von Schleifkörpern in Blockform verwendet wird. Bei dieser Ausführung ist eine Form m mit Seiten aus magnetischem Werkstoff und einem Boden aus unmagnetischem Stoff zwischen den Polen η und 0 eines Elektromagneten angeordnet, so daß die Kraftlinien waagerecht von einer Seite der Form zur anderen verlaufen. Wenn daher die länglichen, eisenüberzogenen Körner in die Form geschüttet oder langsam eingefüllt werden, werden sie polarisiert und unter Einwirkung des Magnetismus so ausgerichtet, daß sie mit ihren Spitzen nach den Seiten der Form, wo die Pole des Magneten liegen, zeigen, wie dies in Fig. 3 dargestellt ist. Die weiteren Verfahrensschritte sind den oben beschriebenen ähnlich und führen zur Herstellung eines Blockes p nach Fig. 6, dessen Körner ungefähr senkrecht zu einer der Seiten q, die die Arbeitsfläche des Werkzeuges bildet, liegen.

Verschiedene weitere Schleifwerkzeuge können auf diese Weise erzeugt werden, wobei jedes der Werkzeuge aus einer gebundenen Masse von schneidfähigen Körnern besteht, deren Längsachse ungefähr senkrecht zu der Arbeitsfläche des Werkstückes liegt.

Werden schneidfähige Körner, die magnetisch sind, verwendet, so entfällt das Überziehen der Körner mit einem magnetischen Stoff.

Auf diese Weise hergestellte Schleifwerkzeuge haben eine Reihe von Vorzügen gegenüber den Schleifwerkzeugen, die wie bisher erzeugt wurden, wobei die Körner in der Stellung gebunden werden, in der sie beim Einfüllen in die Form gerade liegen. Werden nach der Erfindung zur Herstellung von Schleifwerkzeugen Körner verwendet, die vorwiegend eine längliche Gestalt haben oder in einer Richtung länger sind als in der anderen, und werden diese Körner so gerichtet, daß sie in Längsrichtung unter einem bestimmten Winkel oder senkrecht zu der Arbeitsrichtung des Werkzeuges stehen und in

dieser Stellung gebunden, so besitzen die Werkzeuge einen erhöhten Wirkungsgrad und eine bessere Schleif wirkung als die bisher üblichen. Die Zahl der Spitzen, die zur Schleifwirkung kommen, ist in der Einheit der Arbeitsfläche wesentlich größer. Da die Körner ferner dicht aneinandergereiht sind, wird die Dichtigkeit des Werkzeuges oder das Gewicht pro Kubikeinheit erhöht, hierdurch die Lebensdauer des Werkzeuges verlängert und die Benutzung von billigeren Körnern möglich gemacht, ohne den Wirkungsgrad des Werkzeuges zu verringern.

Die länglichen Körner besitzen eine tiefe Fassung, so daß sie nicht zu früh ausbrechen können, sondern eich allmählich verkürzen, so daß jedes Korn ständig eine frische scharfe Stelle an der Arbeitsfläche bietet, .bis es ganz ausgebrochen wird. Hierdurch wird die Schleifwirkung wesentlich erhöht, besonders im Vergleich mit Körnern, die ihre Längsseiten dem Arbeitsstück zuwenden.

Claims

Patentansprüche:

i. VerfahrenzumHerstellenvonSchieifkörpern aus beliebig geformten Körnern, die durch ein elektrisches Feld ausgerichtet werden, dadurch gekennzeichnet, daß das Ausrichten der Körner· mit ihren längsten Durchmessern etwa parallel den' Kraftlinien eines magnetischen Feldes erfolgt und die Körner in dieser Stellung gebunden werden.
2. "Verfahren nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß unmagnetische Körner mit feinvertailtemmagnetischem Stoff,

z. B. Eisenstaub, überzogen werden, um sie magnetisch zu machen.
3. Verfahren nach Anspruch i, gekennzeichnet durch Erzeugen eines magne- 4» tischen Kraftfeldes in der Herstellungsform für das Werkzeug derart, daß dessen Kraftlinien die Körner beim Einfüllen in die Form mit ihren Längsachsen etwa senkrecht zu der Arbeitsfläche des Werkzeuges verdrehen.
4. Vorrichtung zur Ausführung des Verfahrens nach Anspruchs, dadurch gekennzeichnet, daß in einer waagerechten, mit konzentrischen Seitenwänden versehenen, oben offenen Form die Pole (a, c) des Magneten so angeordnet sind, daß radiale Kraftlinien im Raum zwischen der Innenwandung (g) und der Seitenwand (h) entstehen.
5. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Boden (i) der Form aus unmagnetischem Werkstoff besteht, während die den Arbeitsflächen zugewendeten Wände (K) aus magnetischem Stoff hergestellt sind.
6. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß der eine Pol (α) des Magneten innerhalb der Form liegt und der andere Pol (c) die Außenseite der Form umgibt.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen