DE2322602A1 - Laepp-kissen - Google Patents

Description

Läpp-Kissen

Die Erfindung betrifft Läpp-Kissen oder Läpp-Polster, wie sie beim Läppen mit losem Läpp-Mittel .verwendet werden.

Bislang wurde zum Läppen von Werks bücken mit "losen Läpp-Mitteln üblicherweise ein Verfahren angewandt, bei dem ein feines Läpp-Mittel zwischen dem Werkstück und den Läpp-Werkzeugen eingebracht, die unter Erzielung von Reibwirkung zusammengepreßt werden, so daß in dieser Weise die Oberfläche des Werkstücks nach und nach abgetragen und poliert wird, so daß man schließlich eine glatte polierte Oberfläche erhält. Dieses Verfahren wurde in vielfältiger Weise zum Polieren von Oberflächen von Metalloder Nicht-Metallgegenständen verwendet und wird als eines der wirksamsten Verfahren zum Erzielen äußerst präziser Oberflächen von Werkstücken betrachtet. Beim Läppen, bei dem ein fluides Läpp-Gemisch, das aus einem Läpp-Mittel und einer Läpp-Flüssigkeit besteht, zwischen die Oberfläche eines Werkstücks und der Läpp-Scheibe eingebracht wird und die gegeneinander gepreßt und relativ zueinander bewegt werden und wobei kleinste Teilchen oder Fragmente durch das Läpp-Mittel von der Werkstückoberfläche entfernt werden, wobei sich eine glatte, polierte Oberfläche mit hoher dimensionsmäßiger Präzision ergibt oder beim Polieren zur Erzielung einer qualitativ hochwertigen Spiegeloberfläche unter

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Anwendung noch feinerer Schleifmittel und einer Läpp-Scheibe, die aus einem hoch-elastisehen und viskosen Material besteht, ■wodurch die Ausbildung von Rissen oder Rinnen auf ein Minimum reduziert wird, sind Läpp-Werkzeuge erforderlich, die die richtige Formgestaltung aufweisen und die in der Lage sind, das Läpp- oder Schleifmittel entsprechend aufzunehmen und auf das Werkstück zu übertragen.

Im allgemeinen werden Gußeisen, Weichstahl, Kupferlegierungen, Holzfasern oder Materialien dieser Art zur Herstellung von für das Läppen geeigneten Werkzeugen verwendet, während man Pech, Wachs, Kunststoffe, Filz, Gewebe etc. als Materialien zur Herstellung von^ Läpp-Werkzeugen für Polierzwecke einsetzt. Diese Materialien sind für das Läppen oder Polieren unter Anwendung üblicher Verfahren geeignet, bei denen niedrige Drücke und Geschwindigkeiten angewandt werden und die große Läpp- oder Polier-Zeiten erfordern. Zum Präzisionsbearbeiten von Linsen, Prismen etc., die für Brillen oder optische Instrumente verwendet werden, bei denen höchste Präzision erforderlich ist, werden Läpp-Werkzeuge verwendet, die durch Befestigen von 2 bis 5 mm starken Pechscheiben auf einer Unterlage erhalten v/erden.

Bei Anwendung derartiger Läpp- oder Polier-Verfahren, bei denen Pechscheiben, niedrige Drücke und niedrige Geschwindigkeiten angewandt v/erden, sind Bearbeitungszeiten von 1 bis Stunden erforderlich, um eine zufriedenstellende Spiegeloberfläche zu erhalten, so daß diese Verfahren einen äußerst geringen Wirkungsgrad besitzen.Da die Härte des Pechs in Abhängigkeit von der in dem Arbeitsraum vorherrschenden Temperatur sich ändert, sind besondere Verfahrensweisen und entsprechende Maßnahmen bei der Auswahl der Härte des Pechs erfor-, derlich, wobei eine ausgefeilte Technik angewandt werden muß,

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um das Pech in geeigneter Weise auf dem als Unterlage verwendeten Block zu befestigen. Weiter ergeben sich vielfältige Probleme hinsichtlich des Arbeitsplatzes, wie z.B. durch den schädlichen Geruch, der sich beim Schmelzen des Pechs ergibt.

Weiterhin besteht, da sich die Schleifmittel und die Läpp- und Polier-Maschinen erheblich verbessert haben, ein starkes Bedürfnis für kürzere Polierzeiten unter Anwendung von höheren Drücken und höheren Geschwindigkeiten, um dadurch einen für die Massenproduktion erforderlichen höheren Wirkungsgrad zu erreichen. Jedoch verformt sich das Pech, das als das beste Material für das Läppen gilt, unter Einwirkung der bei Hochdruck-Hochgeschwindigkeitsläppen oder -polieren gebildeten Wärme und kann daher auch bei dem Läppen unter Wärmeeinwirkung nicht eingesetzt werden. Zur Beseitigung dieses Nachteils wurde versucht, andere Materialien, d.h. Gewebe oder Vliese, v/ie Filz, Wolltücher, schwammartige synthetische Harzscheiben oder Materialien dieser Art, die mit Schleifmittel imprägniert oder überzogen sind, als Läpp-Werkzeuge zu verwenden. Diese Läpp-Werkzeuge sind jedoch hinsichtlich der Haltbarkeit der Oberflächentoleranz der Produkte und anderer Faktoren noch äußerst unzulänglich, da noch folgende Nachteile bestehen: die Abriebfestigkeit und die Zugfestigkeit sind gering; wenn man das Material auf der Unterlage befestigt, kann der Klebstoff bis zu der Oberfläche vordringen und dann aushärten, wodurch sich auf dem Werkstück Kratzer ergeben oder das Schleifmittel an diesen Stellen ansammeln können; die Verminderung der Härte und der Druckelastizität erhöht sich beträchtlich, wenn man das Material befeuchtet, wodurch die Oberfläche des Werkstücks teilweise ungleichmäßig geläppt v/erden kann.

Ziel der Erfindung ist es, diese Probleme zu überwinden und ein Läpp-Kissen bereitzustellen, das eine Vliestextur aufweist und bei dem die Poren in dem Gewebe der dreidimensional

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verfilzten Fasern mit einem synthetischen hochmolekularen Material, das feine durchlaufende Hohlräume (offenzelliges Material) aufweist, gefüllt ist und das ein spezifisches Gewicht von mehr als O,4(g/cnr) und eine Shore Α-Härte von mehr als 60° besitzt.

Anhand der in den beigefügten Zeichnungen dargestellten bevorzugten Ausführungsformen sei die Erfindung im folgenden beispielsweise näher erläutert.

Die Figur 1 zeigt in schematischer Weise einen vergrößerten Längsschnitt durch ein erfindungsgemäßes Läpp-Kissen, wobei die Bezugsziffer 1 für die dreidimensional verfilzten Fasern, die Bezugsziffer 2 für das synthetische hochmolekulare Material, das die Poren zwischen den Fasern 1 ausfüllt und die Bezugsziffer 3 für die feinen durchlaufenden Hohlräume in dem synthetischen hochmolekularen Material stehen, Die Figur zeigt ein erfindungsgemäßes Läpp-Kissen, das auf einer Unterlage befestigt ist, wobei die Bezugsziffer 4 für den als Unterlage verwendeten Block, die Bezugsziffer 5 für das Läpp-Kissen und die Bezugsziffer 6 für Rillen stehen, die den Fluß des (flüssigen) Schleifmittels erleichtern und die Wärmebildung, die sich durch die Reibung zwischen dem Läpp-Kissen und dem Schleifmittel ergibt, so gering wie möglich halten.

Die nicht-gewebte Blatt-Textur des erfinduhgsgemäßen Läpp-Kissens wird"wie folgt ausgebildet. Zunächst wird durch dreidimensionales Verfilzen irgendeiner natürlichen oder synthetischen Faser eine Matte ausgebildet, wozu ein übliches trocken oder naß ablaufendes Mattenherstellungsverfahren angewandt wird oder indem man mehr als zwei Arten von synthetischen hochmolekularen Substanzen mit unterschiedlichem Lösung sverhalten in dem Lösungsmittel mischverspinnt, die er-

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haltenen gemischten, versponnenen Fasern unter Ausbildung einer Zwei oder in geeignete Längen zerschneidet imd unter Anwendung .eines üblichen trocken oder naß ablaufenden Mattenherstellungsverfahrens dreidimensional verfilzt. Die in dieser Weise erhaltene, nicht-gev/ebte Fasermatte wird dann mit einer Polymerisatzusammensetzung imprägniert, die im wesentlichen aus einer synthetischen hochmolekularen Substanz mit kautschukartiger Elastizität, wie z.B. einem Polyurethanelastomeren besteht und dann in einer Fällflüssigkeit ausgefällt, die aus einer Mischung aus einem Lösungsmittel und einem Nicht-Lösungsmittel für das Polyurethanelastomere besteht. Diese Ausfällung führt zu Lufthohlräumen in dem elastomeren Polyurethanharz,· das die Poren in der nicht gewebten Fasermatte ausfüllt. Für die erfindungsgemäße angestrebte Blattstruktur ist es erwünscht, daß das die Matte imprägnierende synthetische Polymerisat gleichförmige und feine durchlaufende Luftporen aufweist.

Wenn man die durch Mischverspinnen erhaltenen Fasern verwendet, wird ein Bestandteil der Fasern nach der Ausfällung einer Lösungsmittelbehandlung unterzogen, worauf das Elutionsmittel aus der Matte entfernt oder in Form einer porösen Struktur in der Matte ausgefällt wird, so daß man eine Struktur erhält, bei der die Poren der Matte, die durch die dreidimensional verfilzten porösen oder feingebündelten Fasern gebildet v/erden, anschließend mit der synthetischen hochmolekularen Substanz imprägniert werden können.

Das in der oben angegebenen Weise erhaltene, nicht-gewebte Faserblatt ist - obwohl es eine gute Polierwirkung entfaltet - wenig formstabil und führt, wenn es als Läpp-Werkzeug verwendet wird, zu ungleichmäßigen Läpp-Ergebnissen. Daher ist dieses Blatt noch nicht als Läpp-Kissen geeignet,, das für eine Kurzzeitpräzisionsbehandlung unter hohem. Bruek und hoher Geschwindigkeit eingesetzt wird.

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Das erfindungsgemäße Läpp-Kissen erhält man aus dem oben genannten nicht-gewebten Faserblatt durch weiteres Verarbeiten unter Ausbildung einer Textur, die ein spezifisches Gewicht von mehr als 0,4 und eine Härte von mehr als 60° (Shore A-Härte) besitzt, wodurch die oben genannten Nachteile beseitigt werden. Zur Ausbildung des"erfindungsgemäßen Läpp- , Kissens mit der angestrebten Blattstruktur wird z_oB_e das oben beschriebene nicht-gewebte Faserblatt in der Wärme um 10 bis 90 % komprimiert j wodurch sich ein Material mit einem spezifischen Gewicht von weniger als 0,4 und einer Härte von weniger als 60° ergibt. Hierbei erhält man ein nicht-gewebtes Faserblatt, das als erfindungsgemäßes Läpp-Kissen geeignet ist. · ₍ . ·

Erfindungsgemäß muß das nicht-gewebte Faserblattj, das aus einer Matte aus dreidimensional verfilzten Fasern besteht, deren Hohlräume mit einem synthetischen hochmolekularen Material mit feinen kontinuierlich durchlaufenden Lufthohlräumen gefüllt sind, um als Läpp-Kissen geeignet zu sein, ein spezifisches Gewicht von mehr als 0,4 und eine (Shore A) Härte von mindestens 60° aufweisen. Das nicht-gewebte Faserblatt, das man nach dem Druckverformen in der Wärme um 10 bis 90 % erhält, weist verglichen mit üblichen Läpp-Kissen beim Läppen oder Polieren mit losen Schleifmitteln erhebliche Vorteile auf. Wenn man jedoch dieses nicht-gewebte Faserbiatt vor der Preßbehandlung in der Wärme zunächst mit 10 bis 90 % eines superfeinen körnigen Schleifmittels, wie Chromoxyd, Ceroxyd oder Aluminiumoxyd imprägniert und dann um 0 bis 80 % in der Wärme preßverformt, erhält man ein nicht-gewebtes Faserblatt, das weiter hinsichtlich der Schleif- und Läppgeschwindigkeit verbessert ist und das in kürzerer Zeit zu geläppten Oberflächen mit hoher Präzision führt als es mit dem nichtgewebten Faserblatt möglich ist, das fein superfeines körniges Schleifmittel umfaßt und lediglich der Preßverforaung in der Hitze unterzogen wurde. Ferner ist es aögliclig durch Einarfoei-

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■ten einer Schicht aus einem syntheti sehen Harz und einem synthetischen Kautschuk zwischen die Zwischenschichten eines üblichen nicht-gewebten Blattes und '10 bis 90 %±ges Preßverfonnen in der Hitze das spezifische Gewicht niedrig zu halten und die Härte des nicht-gewebten Faserblattes zu steigern, so daß es möglich ist, ein nicht-gewebtes Faserblatt zu erhalten, das eine ausgezeichnete Haltbarkeit und Aufnahme der Schleifmittel als auch eine Dimensionsstabilität besitzt, so daß sich eine deutliche Verbesserung der Präzision der geläppten Oberfläche ergibt.

Das nicht-gev/ebte Blatt des erfindungsgemäßen Läppkissens ist gemäß einer bevorzugten Ausführungsform mit 0,1 bis 2 mm breiten und 0,1 bis 1 mm tiefen Rillen, die in Abständen von 1 bis 20 mm in Form von Netzen, Rhomben oder Wellen angeordnet sind, versehen, wodurch es möglich wird, die Ausbildung übermässiger Wärme zu verhindern, die während des Läppens durch die Schleifmittelteilchen gebildet wird, das Fließverhalten des Schleifmittels zu verbessern und die Abführung des abgeschliffenen Materials zu erleichtern.

Das Läpp-Kissen, das die oben beschriebene nicht-gewebte Faserblatttextur aufweist, wird in scheibenartige Stücke zerschnitten oder durch Zerschneiden einer derartigen Scheibe in viele Segmente wird ein gekrümmtes Stück ausgebi3.det, worauf die derartig geformten Kissen auf einen als Unterlage verwendeten Block, wie in der Figur 2 dargestellt ist, geklebt oder als radförmiges Läpp-Werkzeug verwendet werden. Natürlich ist die Form des Läppkissens nicht auf die oben angegebenen Aus führung s formen beschränkt, sondern kann sich je nach der Art der Werkstücke ändern, die sich hinsichtlich des Materials, der Form, der Größe und der Bearbeitungsbedingungen erheblich voneinander unterscheiden können·

Die Vorteile des erfindungsgemäßen Läpp-Kissens stellen sich

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wie folgt dar:

1) Da das Läpp-Kissen eine innige und homogene Mikroporenstruktur aufweist, besitzt es ein ausgezeichnetes Rückhaltevermögen für die Schleifmittelteilchen und die Läppoder Polier-Flüssigkeit als auch eine ausgezeichnete Umwälzung der feinen Schleifmittelteilchen, wodurch sich eine ausgezeichnete, qualitativ hochwertige Läpp-Wirkung ergibt.

2) Das Material besitzt einen hohen Oberflächenreibungskoeffizienten, wodurch eine noch bessere Läpp-Wirkung herbeigeführt wird,

3) Das Material besitzt eine mäßige Dämpfung (cushionability) und Härte und verformt sich beim Befeuchten nicht, wodurch die Ausbildung hochpräziser Oberflächen der Werkstücke möglich wird.

4) Das erfindungsgemäße Läpp-Kissen zeigt eine hohe Hitzebeständigkeit, Abriebbeständigkeit und Zugfestigkeit, widersteht dem Läppen bei hohem Druck und hohen Geschwindigkeiten und behält seine Form während langer Zeit bei, so daß es eine überraschend hohe Dauerhaftigkeit besitzt.

5) Das Material weist eine ausgezeichnete Homogenität auf und führt nicht zu fehlerhaften.Oberflächen der Werkstücke und kann leicht gehandhabt oder behandelt, z.B. auf der Unterlag§ befestigt werden, ohne daß hierzu besondere Fähigkeiten erforderlich sind.

Das erfindungsgemäße Läpp-Kissen kann aufgrund seiner vielen ausgezeichneten Eigenschaften, wie den oben erwähnten, bei einer Reihe von Anwendungsarten, wie sie im folgende^ erwähnt sind, eingesetzt werden:

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(a) Läppen von Nicht-Metallgegenständen: > Glasgegenstände :

Optische oder photochemische Teile:

Gläser (Brillengläser), Lupen, Fernrohre, Kameras , Linsen oder Prismen, die in Meßinstrumenten, Reflektoren etc. verwendet werden

Glasscheiben
Braun¹sehe Röhren

Halbleiterteile:

Teile aus Silicium, Germanium, Keramik, kristall!ertem Quarz etc.

(b) Läppen von Metallgegenständen:
Eisen- und Stahlgegenstände:

Oberflächenbehandlung von Gegenständen aus harten Metallen wie gehärtetem Stahl, mittel-harten Metallen und Weichmetallen, wie z.B. Läppen von Gegenständen aus rostfreiem Stahl,

Polieren verchromter und vernickelter Gegenstände, Polieren oder Abziehen von Rasierklingen, Polieren von Gegenständen aus v/eichen Metallen, wie Aluminium, Kupfer, Messing oder Legierungen dieser Metalle.

Bei der Anwendung des erfindungsgemäßen Läpp-Kissens wird dieses geeigneterweise zerschnitten und wenn es z.B. zum Polieren von Linsen verwendet wird, auf einem als Unterlage verwendeten Block,' wie in der Figur 2 dargestellt ist, befestigt. Das erfindungsgemäße Läpp-Kissen kann jsdoch in vielfältiger anderer Art und Weise eingesetzt werden« Wenn es 2.B. zum Polieren eines Metallgegenstandes, wie einer Rasierklinge, benützt wird, wird das Kissen zu einer Vielzahl von scheiben-

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förmigen Stücken zerstanzt, die dann aufeinander gepackt und miteinander verbunden werden, worauf die sich ergebende periphere Oberfläche des Laminats zum Polieren verwendet wird.

Die folgenden Beispiele sollen die Erfindung weiter erläutern, ohne sie jedoch zu beschränken.

B e i s ρ i e 1

Ein Läpp-Kissen, das aus einer Matte aus dreidimensional verfilzten Nylonfasern bestand, deren Hohlräume mit einem Polyurethanharz mit feinen durchlaufenden, miteinander verbundenen Lufthohlräumen gefüllt war und das ein spezifisches Gewicht von 0,64, eine Härte (Shore A) von 93° und eine Dicke von 1,5 mm aufwies, wurde fest mit einem Block, wie er in der Figur 2 dargestellt ist, als Unterlage unter Anwendung eines Klebstoffs verbunden, der in einer Linsenpol iernias chine, die mit hoher Geschwindigkeit betrieben wurde, verwendet wurde. Dann wurde ein Brillenglas (Durchmesser 58 mm), das bereits geglättet worden war, unter den folgenden Bedingungen poliert: Belastung 2,5-kg, Drehzahl des Uhterlagenblocks (unterer Block) 900 Upm und Drehzahl des Blocks, in dem das Brillenglas befestigt war (oberer . Block) 300 Upm. Als flüssiges Schleifmittel wurde eine wäßrige Suspension von Ceroxyd angewandt. Durch 5-minütiges Läppen erhielt man eine Linse, die eine gleiche Oberflächenqualität und Präzision aufwies, wie die Linsen, die man .unter Anwendung üblicher Verfahren bei niedrigem Druck und niedrigen Geschwindigkeiten mit einem Pechblock während einer Zeitdauer von 1 Stunde und 30 Minuten poliert hatte. Das Läpp-Kissen zeigte eine Haltbarkeit von 1 Monat.

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Beispiel 2

In gleicher Weise wie in Beispiel 1 beschrieben und unter Einsatz des gleichen Läpp-Kissens wurde ein Brillenglas .geläppt, wobei man jedoch folgende Bedingungen anwandtef Belastung 3 kg,

Drehzahl des unteren Blocks 300 Upm und Drehzahl des oberen Blocks 150 Upm.

Nach einer Läppzeit von 10 Minuten erhielt man eine Linse mit ausgezeichneter Präzision der Oberfläche, wobei das Läpp-Kissen eine Haltbarkeit von 1,5 Monaten zeigte. Der Läpp-FiIz, der parallel zu dem erfindungsgemäßen Läpp-Kissen untersucht wurde, ergab, obwohl sich eine zufriedenstellende Polierwirkung einstellte, eine Ungleichmäßigkeit der Präzision der erhaltenen Oberfläche und war hinsichtlich des wirtschaftlichen Wertes und der praktischen Anwendbarkeit weit unterlegen. Weiterhin waren Läpp-Kissen, die aus schwainmartigen synthetischen Harzen hergestellt worden waren und die in gleicher Weise untersucht wurden, hinsichtlich der Oberflächenqualität geringfügig unterlegen (sie ergaben eine teilweise Ungleichmäßigkeit der Präzision der Oberfläche) und litten an einer übermäßigen Abnutzung im Verlauf 1 Woche nach dem Befestigen auf dem Unterlagenblock der Poliermaschine. Weiterhin trat der zum Befestigen des Läpp-Kissens auf dem Unterlagenblock verwendete Klebstoff aus und verfestigte sich im Inneren des Schwammes, was zu Kratzern auf der Linsenoberfläche führte. Weiterhin wurde das Kissen durch die Kante der Linse zerschnitten und teilweise von dem Unterlagenblock abgerissen, so dass dieses Werkzeug nicht weiter benutzt v/erden konnte.

Die beigefügte Mikrofotografie zeigt einen Quer schnitt durch ein erfindungsgemäßes Läpp-Kissen.

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Claims (5)

1. 7322602

   PATENTANSPRÜCHE

   Γ 1, J Läpp-Kissen mit nicht-gewebter Faserblattstruktur, dadurch gekennzeichnet, daß es ein spezifisches Gewicht von mehr als 0,4 und eine Shore Α-Härte von mehr als 60° besitzt und die Hohlräume in der Matte aus dreidimensional verfilzten Fasern mit einem synthetischen hochmolekularen Material gefüllt sind, das feine durchlaufende Hohlräume aufweist.
2. 2. Läpp-Kissen nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Fasern synthetische oder natürliche Fasern sind.
3. 3. Läpp-Kissen nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das synthetische hochmolekulare Material ein Polyurethanelastomeres ist.
4. 4. Läpp-Kissen gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet; daß es mit einem superfeinen körnigen Schleifmittel, wie Chromoxyd, Ceroxyd oder Aluminiumoxyd imprägniert ist.
5. 5. Läpp-Kissen gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß es 0,1 bis 2 mm breite und 0,1 bis 1 mm tiefe Rillen in Abständen von 1 bis 20 mm aufweist, die in Form von Gittern, Rhomben oder Wellen angeordnet sind.

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