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Die
Erfindung betrifft die Herstellung von Schleifscheiben und insbesondere
ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Herstellung solcher Schleifscheiben
sowie die dadurch erhaltenen Schleifscheiben, siehe das Dokument
GB-A-673 334, in welchem der Oberbegriff der Patentansprüche 1 und
7 und eine Schleifscheibe vom Typ einer dünnen Schleifscheibe, die mindestens
eine Schicht, die aus Schleifkörnern
gebildet ist, und zwei Schichten, die keine Schleifkörner enthalten,
umfasst, beschrieben ist.
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Gegenwärtig wird
zur Herstellung von Schleifscheiben, die als "dünne
Schleifscheiben" (die eine
Dicke von einigen Millimetern haben) bezeichnet werden, beispielsweise
Schleifscheiben für Trennschleifer,
im Allgemeinen in einer Form, die sich auf einer Herstellungsplatte
befindet, ein mittiger Ring angeordnet, um welchen die Schichten
aus den verschiedenen Materialien, welche die Schleifscheibe bilden
sollen, gestapelt werden; so wird beispielsweise eine als "Papierblatt" bezeichnete Schutzlage angeordnet,
auf welcher eine als "Gewebe" bezeichnete Verstärkungslage
angeordnet wird, durch welche Löcher
hindurchgehen, die von den Maschen gebildet werden können, wenn
diese Lage eine Gewebestruktur aufweist, auf die Verstärkungslage
ein pulverförmiges
Produkt geschüttet,
das von Schleifkörnern
gebildet wird, die eine Umhüllung
umfassen, die derart aus einem Bindemittel besteht, das sich dieses Produkt
in den Löchern
der Verstärkungslage
verteilt und außerdem
eine auf dieser Verstärkungslage
befindliche Schicht bildet, die Schicht aus dein pulverförmigen Produkt
abgestrichen, um ihre Dicke auf den gewünschten Wert zu verringern,
eine zweite Verstärkungslage
auf der Schicht aus dem pulverförmigen
Produkt angeordnet, anschließend,
wenn die herzustellende Schleifscheibe vom Typ mit einer einzigen
Schleifschicht ist (als "einschichtige" Schleifscheibe bezeichnet),
eine zweite als "Papierblatt" bezeichnete Schutzlage
auf dieser Verstärkungslage angeordnet
und das so gebildete Ganze in einer Presse verdichtet, während zur
Herstellung einer Schleifscheibe mit mehreren Schleif schichten (als "mehrschichtige" Schleifscheibe bezeichnet)
vor dem Aufeinander-Anordnen
dieser zweiten Schutzlage und dem Verdichten abwechselnd so viele
Male eine Schicht aus dem pulverförmigen Mittel aufgeschüttet und
so viele Male eine Verstärkungslage
darauf angeordnet wird, wie für
diesen herzustellenden Typ einer Schleifscheibe erforderlich sind.
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Die
automatische Durchführung
dieses Verfahrens erfolgt im Allgemeinen auf einem Drehtisch mit
im Allgemeinen kreisrunder Form, dessen Sektoren zu Arbeitsstationen
gebracht werden; wobei jede Arbeitsstation mit mehreren gleichen
Werkzeugen ausgerüstet
ist, um dieselbe Aufgabe zeitgleich mit dem Inhalt von mehreren
Formen zu erledigen, wobei die erste Aufgabe im Anbringen des Rings
und die letzte in der Entnahme der Schleifscheiben nach dem Pressvorgang,
der auf dem Tisch durchgeführt
worden ist, besteht.
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In
relativ einfachen Anlagen, die nicht für die Herstellung einer sehr
großen
Anzahl von Schleifscheiben vorgesehen sind, kann der Drehtisch beispielsweise
sechs Stationen (für
die Anordnung des Rings, die Anbringung des "Papierblatts", das Anbringen des "Gewebes", das Aufschütten des pulverförmigen Mittels
und das Abstreifen mittels eines hin- und hergehenden Ziehwerkzeugs,
das Anbringen des zweiten "Gewebes", das Anbringen des
zweiten "Papierblatts", das Pressen und
die Entnahme) und vier Werkzeugsätze
pro Station umfassen, was erfordert, dass der Drehtisch schon eine
Fläche
von mehreren Quadratmetern einnimmt, wobei eine größere Spezialisierung
der Arbeitsstationen schnell zu Anlagen mit acht Arbeitsstationen
und zur Notwendigkeit der Herstellung einer größeren Menge, mit Arbeitsstationen,
die jeweils neun Werkzeugsätze
umfassen können,
führt.
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Die
Aufgaben können
auch auf mehrere Drehtische verteilt werden, zwischen denen die
Einheiten während
des Herstellungsvorgangs transferiert werden müssen, und dies umso mehr, je
größer die
Anzahl der Schichten aus pulverförmigem
Mittel und damit die Anzahl der Ziehwerkzeuge wird.
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Dabei
ist festzustellen, dass schon in dem einfachen Fall eines Drehtischs
mit sechs Arbeitsstationen zu vier Werkzeugsätzen man über 24 Werkzeugsätze verfügen muss,
deren jeweilige Kosten sehr hoch sind.
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Außerdem wird
die Umdrehungsgeschwindigkeit des Drehtischs von der Dauer der zeitaufwändigsten
Aufgabe bestimmt, die im Allgemeinen das Aufschütten des pulverförmigen Mittels
und dessen Abstreifen oder der Pressvorgang ist, wenn dieser in Kontinuität mit den
vorhergehenden Aufgaben durchgeführt
wird.
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Darüber hinaus
führt das
unvermeidliche unbeabsichtigte Verschütten von pulverförmigem Mittel, das
aus Schleifkörnern
gebildet ist, selbst in sehr kleinen Mengen, außerhalb der Form zu einem schnellen
Verschleiß des
Drehtischs und der Werkzeugsätze,
die mit diesem verbunden sind, insbesondere der Ziehwerkzeugsätze, deren
hin- und hergehende Bewegung schwierig wird, wobei der Ersatz nur
eines Werkzeugsatzes zum Anhalten des Drehtischs und somit zum Stillstand
des Produktionsvorgangs führt.
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Weiterhin
ist es jedes Mal, wenn Schleifscheiben eines anderen Typs hergestellt
werden sollen, erforderlich, eine große Anzahl von Werkzeugsätzen zu
wechseln.
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Daraus
resultiert, dass die tatsächliche
Zeit der "Verfügbarkeit" des Drehtischs für die Herstellung von
Schleifscheiben relativ kurz ist.
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Darüber hinaus
ist diese Anlage kaum entwicklungsfähig, da es praktisch unmöglich ist,
Arbeitsstationen oder Werkzeugsätze
auf dem Drehtisch hinzuzufügen.
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Außerdem ist
es, da der Pressvorgang unter hohem Druck mit mehreren Einheiten
zeitgleich durchgeführt
werden muss, erforderlich, ganz beträchtliche Kräfte auszuüben und somit Materialien und
Vorrichtungen mit hoher mechanischer Widerstandsfähigkeit
zu verwenden.
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Schließlich ist
die Verteilung des pulverförmigen
Mittels auf der Oberfläche
des "Gewebes" schwierig zu beherrschen
und es ist auf den Schleifscheiben eine mehr oder weniger große Unwucht festzustellen,
die die Auflösung
der Schleifscheibe bei ihrer Verwendung mit einer hohen Umdrehungsgeschwindigkeit
verursachen kann.
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Deshalb
liegt der Erfindung als Aufgabe zugrunde, diese Nachteile zu beheben,
und sie betrifft dazu ein Verfahren zur Herstellung von Schleifscheiben
vom Typ einer dünnen
Schleifscheibe, die ein Schleifmittel umfassen, wie in Patentanspruch
1 definiert. Dieses Verfahren umfasst eine Stufe, die darin besteht,
mindestens zwei konstituierende Schichten aufeinander anzuordnen,
wovon eine eine Scheibe ist, die wenigstens von Schleifkörnern gebildet
wird, und diese mit mindestens zwei konstituierenden Schichten zu
verbinden.
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Dabei
ist unter einer "konstituierenden Schicht" eine Schicht zu
verstehen, die mindestens ein Material umfasst, das vorgesehen ist,
die Schleifscheibe zu bilden. Diese Materialien sind insbesondere
vom Typ einer als "Papierblatt" bezeichneten Schutzlage,
vom Typ einer als "Gewebe" bezeichneten Verstärkungslage
oder vom Typ einer Schicht, die von Schleifkörnern gebildet wird, die eine
von einem Bindemittel gebildete Umhüllung umfassen.
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Unter
einer "Scheibe" ist eine konstituierende
Schicht zu verstehen, die eine derartige Konsistenz besitzt, dass
die Scheibe gehandhabt und insbesondere mit der Hand oder mittels
einer Maschine ergriffen und bewegt werden kann.
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Entsprechend
einer erfindungsgemäßen Ausführungsform
wird mindestens eine Scheibe aus mit einem Bindemittel umhüllten Schleifkörnern gebildet.
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Entsprechend
einer weiteren erfindungsgemäßen Ausführungsform
umfasst mindestens eine Scheibe außer den mit einem Bindemittel
umhüllten Schleifkörnern mindestens
eine von Schleifkörnern freie
konstituierende Schicht, insbesondere eine Verstärkungslage, die speziell aus
Glasfasern gebildet worden ist.
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Aufgrund
der Tatsache, dass zunächst
eine Scheibe hergestellt wird und anschließend die verschiedenen Schichten
aufeinander angeordnet werden, kann die Übergangszeit zur nächsten Station beträchtlich
verkürzt
werden, da sie nicht mehr von der Dauer des Aufschüttens des
pulverförmigen
Mittels oder dem Pressen mit hohem Druck abhängig ist.
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Das
Verfahren kann weiterhin ein oder mehrere der folgenden Merkmale
aufweisen:
- – zur Herstellung der Scheibe
wird ein Schleifmittel, das aus Schleifkörnern, die eine aus einem Bindemittel
bestehende Umhüllung
umfassen, gebildet ist, in eine Form geschüttet, die Höhe des Schleifmittels auf einen
gewünschten
Wert vergleichmäßigt und
das Schleifmittel verdichtet,
- – nacheinander
werden die konstituierenden Schichten, die mindestens eine Scheibe
umfassen, übereinander
angeordnet, um einen Stapel zu bilden, wonach der Stapel erwärmt und
anschließend
gepresst wird, und
- – die
konstituierenden Schichten werden entlang einer Fertigungslinie
aufeinander angeordnet, die mit Stationen zum Anbringen der Schichten
ausgerüstet
ist und durch welche die aufeinander angeordneten Schichten in Form
von Stapeln durchlaufen, und in mindestens einigen Stationen Stapelvorräte gebildet,
von welchen die magazinierten Stapel einer nach dem anderen entnommen werden,
um darauf eine neue konstituierende Schicht anzubringen, und wird
der mit der neuen Schicht versehene Stapel von dieser Station zur nächsten gebracht.
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In
einer erfindungsgemäßen Abwandlung wird,
wenn die Scheibe mindestens eine von einem Schleifmittel freie konstituierende
Schicht umfasst, zunächst
ein Schleifmittel, das aus Schleifkörnern, die eine aus einem Bindemittel
bestehende Umhüllung
umfassen, gebildet ist, in eine Form geschüttet, die Höhe des Schleifmittels auf einen
gewünschten Wert
vergleichmäßigt, anschließend mindestens
eine von Schleifkörnern
freie weitere konstituierende Schicht, insbesondere eine Verstärkungslage,
auf der Höhe
des Schleifmittels aufgebracht und das Ganze, das aus mindestens
einer Verstärkungslage und
dem Schleifmittel besteht, verdichtet.
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Diese
letztere Abwandlung ist besonders für die Herstellung von als "extra dünn" bezeichneten Schleifscheiben
geeignet, deren Dicke beispielsweise weniger als 2 mm und sogar
gleich oder weniger als 1 mm beträgt. Dieser spezielle Typ einer
Schleifscheibe besteht im Allgemeinen aus einer "einschichtigen" Schleifscheibe und erfordert zu seiner
Herstellung die größtmögliche Sorgfalt,
um Probleme mit einer Unwucht oder einem Mangel an Schleifmittel
in bestimmten Bereichen der Schleifscheibe zu vermeiden, die besonders
gravierend sind, wenn dieser Typ einer Schleifscheibe durch herkömmliche
Verfahren hergestellt wird. Dabei ist oftmals festzustellen, dass die
Verstärkungsschichten
schlecht in der Schleifscheibe verteilt sind. Das Verfahren entsprechend der
erfindungsgemässen
Abwandlung, in welcher eine Scheibe hergestellt wird, die eine Verstärkungslage
umfasst, die auf einer Schleifschicht in einer Form angeordnet wird,
um diese Scheibe herzustellen, erlaubt es, die Probleme mit Unwucht
und Schleifmittelmangel in bestimmten Bereichen der Schleifscheibe
beträchtlich
zu verringern und so die Produktivität bei der Herstellung von extra
dünnen Schleifscheiben
deutlich zu erhöhen.
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Die
Tatsache, dass zunächst
die Schleifkörner
aufgebracht werden, danach eine Verstärkungslage aufgebracht und
anschließend
das Ganze zusammengepresst wird, erlaubt es, eine Scheibe mit planen
und parallelen Seiten zu erhalten, in welcher die Verstärkungslage
an ihrer Stelle auf der Oberseite der Form während des Pressvorgangs ordnungsgemäß festgehalten
wird. Das Stapeln von mindestens einer weiteren konstituierenden
Schicht auf dieser Scheibe erfolgt mit einer planen Bezugsfläche und
erlaubt es, nach dem Zusammenpressen des Ganzen eine Schleifscheibe
zu erhalten, in welcher die Verstärkungslagen plan und beherrscht
in der Schleifscheibe verteilt sind. Es wird dann möglich, "extra dünne" Schleifscheiben
mit einer Dicke von 0,5 mm und selbst 0,4 mm und sogar in der Dicke
einkörnige
Schleifscheiben herzustellen.
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Außerdem wird
es möglich,
eine Linie zur Herstellung von Schleifscheiben, die auf dem Prinzip dieses
Verfahrens beruht, teilweise oder vollständig zu automatisieren.
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Die
Erfindung betrifft weiterhin eine Vorrichtung zur Herstellung von
ein Schleifmittel enthaltenden Schleifscheiben vom Typ einer dünnen Schleifscheibe
wie im Patentanspruch 7 definiert. Diese Vorrichtung umfasst in
einer Abwandlung mindestens eine Maschine zur Herstellung von Scheiben
aus Schleifkörnern,
eine Fertigungslinie, die insbesondere mit nacheinander angeordneten
Stationen versehen ist, an deren Stellen Schichten, die vorgesehen sind,
die Schleifscheibe zu bilden und mindestens eine Scheibe umfassen,
die von der Maschine zur Herstellung von Scheiben kommt, aufeinander
angeordnet werden, um einen Stapel aus aufeinander angeordneten
Schichten zu bilden, anschließend
eine Erwärmungsstation,
in welcher der Schichtstapel erwärmt
wird, und mindestens einer Pressmaschine zum Verdichten des Stapels,
wobei sich diese Pressmaschine in Form einer Pressstation am Ende
der Fertigungslinie oder nach der Fertigungslinie befindet.
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Dadurch,
dass die Vorrichtung einerseits eine Maschine zur Herstellung der
Scheiben und andererseits einen Ofen und eine Pressstation umfasst, können die
Pressvorgänge
unter einem moderaten Druck durchgeführt werden.
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Die
Vorrichtung kann weiterhin ein oder mehrere der folgenden Merkmale
aufweisen:
- – die Maschine zur Herstellung
von Scheiben umfasst einen Drehtisch, der mit Formen und spezialisierten
Arbeitsstationen ausgerüstet
ist, die eine Station zum Schütten
des Schleifmittels, eine Vergleichmäßigungsstation, eine Pressstation, eine
Entnahmestation und eine Reinigungsstation umfassen, und sie umfasst
weiterhin einen Magaziniertisch zur Zwischenbevorratung der hergestellten
Scheiben; wobei es aus Gründen
der Platzeinsparung möglich
ist, eine Vorrichtung vorzusehen, in welcher die Maschine zur Herstellung von
Scheiben eine oder mehrere Stationen umfasst, worin zwei oder mehrere
der zuvor beschriebenen Arbeitsgänge
in und derselben Station vereinigt werden; und es wird vorzugs weise eine
Maschine gewählt,
in welcher die Station zum Schütten
des Schleifmittels und zur Vergleichmäßigung vereinigt sind, insbesondere
bei der Herstellung von extra dünnen
Scheiben,
- – die
Fertigungslinie umfasst einen Förderer,
der in einem geschlossenen Kreis läuft und feststehende Platten
trägt,
die geeignet sind, lösbare Platten
aufzunehmen, die zur Aufnahme der Stapel aus die Schleifscheibe
bildenden Elementen geeignet sind,
- – die
Fertigungslinie umfasst eine Station für das Anbringen des Rings,
Stationen für
das Anbringen der konstituierenden Schicht und eine Erwärmungsstation
und
- – die
Fertigungslinie enthält
mindestens eine Station, die eine Einrichtung zur vorübergehenden Bevorratung
umfasst.
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Dabei
ist festzustellen, dass die Verwendung eines Ofens zum Erwärmen des
Stapels vor dem Pressen wahlweise ist. Es ist festgestellt worden, dass
mit den hergestellten Schleifscheiben ausgezeichnete Ergebnisse
erhalten wurden, ohne diese dem Pressen vorhergehende Erwärmung durchzuführen, insbesondere
in dem Fall, in welchem der Stapel nicht so dick ist, was sich insbesondere
für die Herstellung
von extra dünnen
Schleifscheiben eignet.
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Die
Vorrichtung kann auch ein oder mehrere der folgenden Merkmale aufweisen:
- – die
vorhergehenden Elemente werden um einen Drehtisch angeordnet, auf
welchem mindestens eine Form befestigt ist, und
- – der
Drehtisch ist in Sektoren unterteilt, die Arbeitsstationen für aufeinander
folgende Arbeitsgänge
entsprechen, wobei jeder Sektor mindestens eine Stelle X für eine Form
und mindestens eine Stelle Y, auf welcher eine oder mehrere konstituierende
Schichten einer Schleifscheibe angeordnet werden können, umfasst.
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Entsprechend
einer vorteilhaften Abwandlung ist der Drehtisch in mehrere Sektoren
unterteilt, wobei jeder Sektor jeweils einer der Arbeitsstationen entspricht,
in welchen folgende aufeinander folgende Arbeitsgänge durchgeführt werden:
- – Aufbringen
und Vergleichmäßigen, insbesondere
mittels eines Werkzeugs, der mit einem Bindemittel umhüllten Schleifkörner in
einer Form, die sich auf einer Stelle X des Sektors befindet, und Aufbringen
mindestens einer konstituierenden Schicht, insbesondere einer Schutzschicht,
auf einer Stelle Y dieses Sektors,
- – Aufbringen
mindestens einer konstituierenden Schicht, insbesondere einer Verstärkungslage, auf
den Schleifkörnern
in der Form und Aufbringen mindestens einer konstituierenden Schicht, insbesondere
einer Schutz- und/oder Verstärkungslage,
auf einer Stelle Y,
- – Pressen
mittels der Pressmaschine, die vorgesehen ist, mindestens eine Scheibe
aus den konstituierenden Schichten zu bilden, die in mindestens
einer Form enthalten sind,
- – Bilden
des Stapels, das darin besteht, mindestens eine Scheibe von einer
Stelle X zu nehmen, um sie auf eine Stelle Y zu legen und so mindestens
einen Stapel zu bilden, der aus den zuvor an einer Stelle Y angeordneten
konstituierenden Schichten und mindestens einer Scheibe geformt ist,
- – Pressen
des Stapels, der sich auf der Stelle Y befindet, um mittels der
Pressmaschine eine Schleifscheibe zu verfestigen, und
- – Entnahme
der Schleifscheibe/n.
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In
dieser Ausführungsform
der Vorrichtung ist die Maschine zur Herstellung der Schleifscheibe
in die Fertigungslinie integriert. Dabei ist festzustellen, dass
es auch möglich
ist, eine Vorrichtung mit den in Linie angeordneten Elementen zu
realisieren.
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Jede
der zuvor beschriebenen Vorrichtungen kann auch ein oder mehrere
der folgenden Merkmale aufweisen:
- – die Pressmaschine
enthält
einen Drehtisch, der mit hydraulischen Zylinderpressen ausgerüstet ist,
die ein bewegliches Werkzeug umfassen, das eine Form, die einen
Boden und eine Seitenwand umfasst, die hin- und hergehend um den
Boden angebracht ist, und einen Träger der Form enthält, der
an dem Zylinderkolben befestigt ist und mit welchem der Boden und
die Seitenwand durch Federeinrichtungen fest verbunden sind, die
geeignet sind, den Stapel einer Presskraft auszusetzen, indem sie
diesen während
der Ausdehnung des Zylinders mit der Seitenwand umgeben, und um
den Beginn des Anhebens der Seitenwand, während sich der Boden weiterhin
an dem Stapel befindet, und anschließend das Anheben des Bodens
zu bewirken, während
die Seitenwand mit dem Anhebe n während des Zurückziehens
des Zylinders fortfährt,
und
- – die
Pressmaschine umfasst Pressen, die jeweils mit einem Träger für eine lösbare Platte,
die geeignet ist, einen Stapel aus die Schleifscheibe bildenden
Schichten aufzunehmen, und einer Kurvenfläche versehen sind, die von
Rollen abgelaufen wird, die jeweils fest mit einem Träger verbunden
sind, um den Träger
anzuheben, um die Schleifscheibe zu entnehmen und die lösbare Platte
in der Fertigungslinie erneut zu beschicken.
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Entsprechend
einer erfindungsgemäßen Abwandlung
kann die Anordnung der Presselemente umgekehrt werden, wobei sich
die lösbare
Platte über
der Form befindet. In dieser Abwandlung wird der Stapel auf den
Boden der Form gepresst und werden anschließend der Boden der Form und
die Form betätigt,
bis die Seitenwände
der Form mit der Unterseite der Platte in Berührung kommen, um die Form zu
verschließen
und mit dem Pressvorgang beginnen zu können.
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Die
Erfindung betrifft auch eine ein Schleifmittel umfassende Schleifscheibe
vom Typ einer dünnen
Schleifscheibe, die durch das zuvor definierte Verfahren hergestellt
ist.
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Diese
Schleifscheibe kann mindestens eine Verstärkungsschicht umfassen, durch
welche Löcher hindurchgehen,
in welchen ein Teil des Schleifmittels verteilt ist, das aus Schleifkörnern gebildet
ist.
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Die
Schleifscheibe kann außerdem
ein oder mehrere der folgenden Merkmale aufweisen:
- – sie
umfasst einen mittigen Ring,
- – sie
umfasst mindestens eine Schleifmittelschicht, wobei jede Schleifmittelschicht
zwischen zwei Verstärkungsschichten
eingefügt
ist, und
- – ihre
Dicke beträgt
weniger als oder gleich 2 mm und sogar weniger als oder gleich 1
mm.
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Es
ist möglich,
die Arbeitsgänge
zum Umgang mit den Schleifkörnern
von dem Bereich der endgültigen
Herstellung der Schleifscheiben zu trennen. Diese Anlage ist besonders
vorteilhaft, da sich die Schleifkörner nicht in dem Bereich der
endgültigen
Herstellung der Schleifscheiben verteilen können, was es erlaubt, reine
Räume zu
erhalten, und ebenfalls, die Lebensdauer der Maschinen beträchtlich
zu verlängern,
indem der Abrieb oder die Funktionsstörungen vermieden werden, die
mit Schleifkörnern
verbunden sind, die sich üblicherweise
in der gesamten Werkhalle zur Herstellung der Schleifscheiben verteilen.
Insbesondere können
beträchtliche
Einsparungen erzielt werden, da es nicht mehr notwendig ist, den
Bereich der Endfertigung zu klimatisieren oder dessen Temperatur
fein zu regeln, da eine Scheibe thermisch stabiler als die mit einem
Bindemittel umhüllten
Schleifkörner
ist.
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Weitere
erfindungsgemäße Merkmale
und Vorteile werden anhand der folgenden beispielhaften Beschreibung
eines erfindungsgemäßen Verfahrens und
einer erfindungsgemäßen Vorrichtung
sowie einer dadurch erhaltenen Schleifscheibe unter Bezugnahme auf
die im Anhang befindlichen Zeichnungen näher erläutert, wobei
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1 eine
schematische Draufsicht einer Maschine zur Herstellung von Scheiben,
die für
eine erfindungsgemäße Verwendung
geeignet ist,
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2 eine
schematische Draufsicht einer Fertigungslinie, mit welcher eine
Pressmaschine verknüpft
ist, zur Herstellung von Schleifscheiben aus von der Maschine von 1 hergestellten
Scheiben und
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3 einen
schematischen Schnitt durch eine vertikale Ebene eines Teils einer
Presse, mit welcher die Pressmaschine ausgerüstet ist, die schematisch in 2 dargestellt
ist, zeigt und die
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4 bis 6 schematische
Schnitte durch eine vertikale Ebene von Elementen der Presse, von
welcher ein Teil schematisch in 3 dargestellt
ist, die nach dem Pressvorgang die Entnahme der Schleifscheiben
und die erneute Beschickung der Fertigungslinie erleichtern, zeigen
und
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7 eine
schematische Draufsicht auf eine Vorrichtung zur Herstellung von
Schleifscheiben, die insbesondere für die Abwandlung des erfindungsgemäßen Verfahrens
geeignet ist, in welcher die Scheibe A mindestens eine von Schleifkörnern freie
konstituierende Schicht umfasst, zeigt.
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Erfindungsgemäß umfasst
die Herstellung einer Schleifscheibe keine Stufe, die darin besteht, auf
eine als "Gewebe" bezeichnete Verstärkungsschicht
ein pulverförmiges
Schleifmittel, das aus Schleifkörnern
gebildet ist, zu schütten,
sondern eine Stufe, die darin besteht, aus solchen Schleifkörnern, die
eine aus einem Bindemittel bestehende Umhüllung umfassen, eine Scheibe
herzustellen, die als konstituierende Schicht bei der Herstellung
der Schleifscheibe verwendet werden kann; dazu kann beispielsweise
auf dieser Scheibe eine herkömmliche
Verstärkungsschicht
angeordnet werden, auf welcher wiederum eine als "Papierblatt" bezeichnete Schicht
angeordnet wird, und sie mit einer zweiten Verstärkungsschicht bedeckt wird,
die ihrerseits mit einem "Papierblatt" bedeckt werden,
um eine als "einschichtig" bezeichnete Schleifscheibe
(d.h. mit nur einer Schleifschicht) zu bilden; wobei auch, um eine
mehrschichtige Schleifscheibe zu bilden, so viele Male eine Verstärkungsschicht
auf einer Scheibe und eine neue Verstärkungsschicht angeordnet werden
kann, wie es zum Erreichen der gewünschten Eigenschaften erforderlich
ist.
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Die
von dem Schema in 1 veranschaulichte Maschine 1 zur
Herstellung von Scheiben umfasst einen sich schrittweise drehenden
Tisch 10 mit im Allgemeinen kreisrunder Form, der hier
vier Sektoren enthält,
die mit Formen und feststehenden Arbeitsstationen ausgerüstet sind,
die spezialisiert sind, um jeweils die verschiedenen Aufgaben oder
Arbeitsgänge
mit dem Inhalt der Formen durchzuführen, wenn diese an ihnen vorbeilaufen;
so können
sich mehrere Scheiben gleichzeitig während des Herstellungsvorgangs
auf dem Tisch 10 befinden. Sie umfasst weiterhin einen
drehbaren Magaziniertisch 11, auf welchem die auf dem Tisch 10 hergestellten Scheiben
ausgerichtet und/oder gestapelt werden, bevor sie entnommen werden,
um zur Fertigungslinie transferiert zu werden.
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Die
Stationen, mit welchen die Maschine 1 ausgerüstet ist,
sind eine Station 12 zum Schütten des Schleifmittels, eine
Station 13 zur Vergleichmäßigung durch Abstreifen, eine
Pressstation 14, eine Station 15 zur Entnahme
der Scheiben und eine Station 16 zur Reinigung des Tischs.
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Die
Formen, die im Allgemeinen zylindrisch sind, umfassen eine Seitenwand 17,
in welcher ein hin- und hergehender Boden 18 angebracht
ist, der geeignet ist, in vertikaler Richtung hin- und herzugehen
und mit einem mittigen Kern 19 versehen ist.
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Die
Station 12 für
das Aufschütten
des Schleifmittels ist in ihrem oberen Teil mit einem Vorratsbehälter 121 für das Schleifmittel
versehen, das aus Schleifkörnern
besteht, die eine aus einem Bindemittel bestehende Umhüllung umfassen;
in ihrem unteren Teil weist die Schüttstation einen verschließbaren Schlitz
auf, damit das Schleifmittel in die Form geschüttet werden kann, wenn sich
diese unter dem Schlitz befindet, wobei der Boden der Form innerhalb der
Seitenwand mit einer Tiefe angeordnet ist, die größer als
die für
die Scheibe gewünschte
Dicke ist.
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Das
Schleifmittel wird mit einem leichten Überschuss geschüttet, wobei
die Vergleichmäßigungsstation 13 das
Schleifmittel, das über
die Seitenwand 17 der Form übersteht, abstreift.
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Die
Pressstation 14 verdichtet das Schleifmittel mittels einer
Kraft in der Größenordnung
von einigen Tonnen (bzw. 10 000 Newton) und bildet dann die Scheibe
A, die vorgesehen ist, in die anschließend beschriebene Fertigungslinie
gebracht zu werden.
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Die
Entnahmestation 15 transferiert die Scheiben A vom Drehtisch 10 zum
Magaziniertisch 11.
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Die
Reinigungsstation 16 reinigt den Sektor des Drehtischs 10,
der an ihr vorbeiläuft,
nach der Entnahmestation.
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So
wird im vorliegenden Fall, in welchem jeder der vier Sektoren des
Drehtischs 10 mit einer einzigen Form ausgerüstet ist,
zeitgleich oder fast zeitgleich eine Form gefüllt, eine Form abgestreift,
eine Scheibe gepresst und eine Scheibe vom Drehtisch entnommen.
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Aufgrund
der Tatsache, dass Scheiben hergestellt werden, die fertig sind,
in einer Fertigungslinie verarbeitet zu werden, ist es leichter,
Schleifscheiben mit verschiedenen Abmessungen herzustellen und beispielsweise
von "einschichtigen" Schleifscheiben
auf "mehrschichtige" Schleifscheiben
oder auch von der Herstellung von Schleifscheiben mit einem Durchmesser
von 115 mm auf die Herstellung von Schleifscheiben mit einem Durchmesser von
125 mm und umgekehrt überzugehen.
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Die
Werkzeugsätze
der Stationen sind nicht besonders komplex und können bei einem Produktwechsel
oder einer Störung
sehr schnell ausgetauscht werden.
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Außerdem sind
die Abmessungen des Drehtischs relativ klein (der Durchmesser kann
bis auf einen Wert von kleiner als einen Meter verringert werden),
und haben die Formen, die ausschließlich zur Herstellung der Scheiben
dienen, ein geringes Gewicht (weniger als 15 kg).
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Die
Presskraft, die auf das Schleifmittel auszuüben ist, um die Scheiben nacheinander
zu bilden, ist relativ moderat und liegt in der Größenordnung von
einigen Tonnen (bzw. 10 000 Newton) während etwa 1 Sekunde.
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Daraus
folgt, dass mit einem Drehtisch mit vier Formen leicht ein Takt
von 1 000 Scheiben pro Stunde erreicht werden kann.
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Außerdem wird,
da das Schleifmittel in der Fertigungslinie nur noch in Form von
Scheiben und nicht mehr pulverförmig
vorliegt, der Verschleiß der Fertigungslinie,
in welcher die konstituierenden Schichten aufeinander gestapelt
werden, beträchtlich verringert.
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Die
im Schema von 2 dargestellte Fertigungslinie 2 ist
zur Herstellung von Schleifscheiben mit zwei Schleifschichten und
somit hier mit zwei Scheiben vorgesehen.
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Sie
umfasst einen im geschlossenen Kreis laufenden Förderer 20, entlang
dessen feststehende Arbeitsstationen verteilt sind, die spezialisiert
sind, um den jeweiligen Arbeitsgang zur Herstellung der eigentlichen
Schleifscheibe durchzuführen.
Dieser Förderer
trägt auf
ihm befestigte Platten, die geeignet sind, um lösbare Platten 201 aufzunehmen,
auf welchen entsprechend dem Durchlauf des Förderers die verschiedenen Elemente
und insbesondere die verschiedenen konstituierenden Schichten der
Schleifscheiben nacheinander aufgestapelt werden.
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Insbesondere
umfasst die Fertigungslinie 2 in Durchlaufrichtung des
Förderers 20 eine
Abfolge von einer Station 21 zum Anbringen des mittigen Rings,
einer Station 22 zum Anbringen des "Papierblatts", einer Station 23 zum Anbringen
der unteren Verstärkungsschicht,
einer Station 24 zum Anbringen der unteren Scheibe, einer
Station 25 zum Anbringen der mittleren Verstärkungsschicht,
einer Station 26 zum Anbringen der oberen Scheibe, einer
Station zum Anbringen der oberen Verstärkungsschicht 27, einer
Station 28 zum Anbringen des oberen "Papierblatts", einer Erwärmungsstation 29 und
einer Entnahme- und Beschickungsstation 30.
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Jede
Arbeitsstation, die vorgesehen ist, eine konstituierende Schicht
auf einer anderen anzuordnen, verfügt über einen Vorrat an Stapeln,
die jeweils von einer lösbaren
Platte 201 getragen werden, weshalb eine kurze Unterbrechung
des Betriebs einer der Stationen, beispielsweise aufgrund einer
Störung, die
Herstellung der Schleifscheiben nicht vollständig unterbricht, da die danach
befindlichen Arbeitsstationen mit ihrem Vorrat arbeiten und die
davor liegenden Stationen gesteuert werden können, um ihren Vorrat zu vergrößern. Somit
wird hier vorteilhafterweise eine Entsynchronisierung der Arbeitsgänge erhalten.
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Die
Erwärmungsstation 29 erwärmt die
Stapel P, die sie durchlaufen, auf eine Temperatur von etwa 50 bis
80 °C, welche
ein leichtes Fließen
des die Scheiben bildenden Schleifmittels in die Löcher der Verstärkungsschicht,
beispielsweise die Maschen bei einem Gewebe oder dergleichen, erleichtert.
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Da
jede Arbeitsstation nur einen einzigen Anordnungsvorgang durchführt, besitzt
die Fertigungslinie eine gewisse Anpassungsfähigkeit und kann die Erhöhung der
Anzahl an Schichten durch das einfache Hinzufügen der Anzahl an geeigneten
Arbeitsstationen durchgeführt
werden; so genügt
es beispielsweise, um Schleifscheiben mit drei Scheiben herzustellen,
zu der soeben beschriebenen Fertigungslinie eine Station zum Anbringen
der Scheiben und eine Station zum Anbringen der Verstärkungsschicht
hinzuzufügen.
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Wenn
die Verstärkungsschichten
bzw. "Gewebe" mit der "Papierschicht" beschichtet angeliefert werden,
werden die zwei unmittelbar aufeinander folgenden Stationen zum
Anbringen des "Papierblatts" bzw. des "Gewebes" (oder umgekehrt)
durch eine einzige Station ersetzt.
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Dazu
ist festzustellen, dass die zum Anbringen eingesetzten Stationen
automatisiert oder manuell betrieben werden können.
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Nach
der Fertigungslinie 2 umfasst die Vorrichtung eine Pressmaschine 3,
in welche die lösbaren
Platten mit ihrem Inhalt, die die Erwärmungsstation 29 verlassen
haben, von der Beschickungs- und Entnahmestation 30 gebracht
werden; in einer Abwandlung kann diese Pressmaschine ein Bestandteil der
Fertigungslinie sein.
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Die
Pressmaschine 3 umfasst einen Drehtisch mit im Allgemeinen
kreisrunder Form, der beispielsweise sechs Sektoren umfasst, die
mit identischen hydraulischen Zylinderpressen ausgerüstet sind,
die der Reihe nach an einer Aufnahmestelle für die Platte vorbeilaufen.
Jede lösbare
Platte, die von der Entnahme- und Beschickungsstation 30 mit
ihrem Stapel kommt, wird zu der Zylinderpresse gebracht, die sich
zu diesem Zeitpunkt an dieser Stelle befindet, und die, indem sie
ihren kreisförmigen
Weg verfolgt, den heißen
Stapel, der sich auf der Platte befindet, zusammenpresst und anschließend den Pressvorgang
derart unterbricht, dass an einer Entnahmestelle die durch das Pressen
des noch heißen Stapels
hergestellte Schleifscheibe aus der Presse von einer Entnahmestation
entnommen wird und die lösbare
Platte 201 erneut von der Beschickungs- und Entnahmestation 30 auf
den Förderer 20 gebracht wird.
Nach dem Pressvorgang ist ein Teil des Schleifmittels jeder Scheibe
in den Löchern
der Verstärkungsschichten
verteilt, wobei die verschiedenen konstituierenden Schichten fest
miteinander verbunden sind und nach Abkühlung die Schleifscheibe ihre endgültige Struktur
besitzt.
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Da
das Schleifmittel bereits in Form einer Scheibe vorgelegen hat,
ist die Dauer der Pressstufe relativ kurz, und da jede Presse ausschließlich mit
einem Stapel arbeitet, kann die Presskraft relativ moderat bleiben
(etwa 20 Tonnen, d.h. etwa 2·105 N).
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Die
Presse 31, wovon ein Teil schematisch in 3 dargestellt
ist, umfasst einen beweglichen oberen Werkzeugsatz, der eine Pressform
umfasst, die geeignet ist, von oben den Stapel P aus konstituierenden
Schichten zu, der auf der lösbaren
Platte 201 angeordnet ist, während des Pressvorgangs zu umschließen, und
mit einem Formträger 310 fest
verbunden ist, der am Ende des Kolbens des Zylinders befestigt ist.
Diese Form umfasst einen Boden 311 und eine Seitenwand 312,
die hin- und hergehend
um den Boden angebracht ist, damit die Presskraft im Wesentlichen
auf den Boden 311 der Form ausgeübt werden kann und somit eine
Beschädigung
der Seitenwand 312 davon vermieden wird; vorzugsweise ist
die Seitenwand 312 zweiteilig, um bei einer Beschädigung denjenigen
der zwei Teile ersetzen zu können,
der vorgesehen ist, auf der lösbaren
Platte zur Auflage zu kommen. Der Boden der Form ist fest mit dem
Formträger 310 durch
mindestens eine Federeinrichtung verbunden, die, ohne Beanspruchung,
den Boden der Form in einem Abstand vom Formträger hält, und die, wenn der Boden
der Form auf dem Stapel aufliegt, sich zusammendrückt, um
es dem Formträger
zu ermöglichen,
sich an den Boden der Form anzudrücken und auf diesen die gesamte Presskraft
zu übertragen;
dabei ist die Seitenwand der Form auf dieselbe Weise fest mit dem
Formträger verbunden
mit dem Unterschied, dass das freie Ende der Seitenwand um einige
Millimeter in Bezug auf dasjenige des Bodens (nach oben) zurückgezogen ist,
während
der Abstand, der es vom Formträger trennt,
etwa gleich ist, wenn weder Boden noch Seitenwand aufliegen, d.h.,
wenn die Federn ihrer jeweiligen Befestigungseinrichtungen nicht
zusammengedrückt
sind.
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So
kommt während
der Ausdehnung des Zylinders nach unten der Boden 311 der
Form in Berührung
mit dem Stapel P, während
die Seitenwand 312 noch keinen Kontakt mit der beweglichen
Platte 201 hat. Der Formträger 310 verfolgt seinen
Weg, die Federn drücken
sich zusammen, der Abstand zwischen dem Formträger und dem Boden der Form
beginnt sich zu verringern, und nach einer Annäherung um einige Millimeter
kommt die Seitenwand der Form ihrerseits in Berührung mit der lösbaren Platte 201;
der Formträger 310 verfolgt
weiterhin seinen Weg, er kommt in Berührung mit dem Boden 311 der
Form, und die Presskraft wird dann auf den Stapel P ausgeübt, während sich
der Formträger
immer noch in Berührung
mit der Seitenwand 312 befindet, die sich ihrerseits in
Berührung
mit der lösbaren
Platte 210 befindet, wodurch eine seitliche Ausdehnung
der Schichten des Stapels P verhindert wird. Nach dem gewünschten
Zeitraum wird der Zylinder nach oben zurückgezogen, der Formträger 310 fährt wieder nach
oben und bewirkt den Beginn der Aufwärtsbewegung der Seitenwand 312 der
Form, während
der Boden 311 der Form immer noch an den Stapel P angedrückt ist
und anschließend
seinerseits nach oben fährt,
während
die Seitenwand ihre Aufwärtsbewegung
beibehält.
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Da
sich das Wesentliche der beweglichen Teile im oberen Bereich der
Presse befindet, ist die Gefahr einer Beschädigung, die von Schleifkörnern hervorgerufen
wird, die sich zufällig
von der Schleifscheibe gelöst
haben, gering.
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Um
die Entnahme der Schleifscheiben aus der Pressmaschine und die Beschickung
der Fertigungslinie durch die lösbaren
Platten 201 zu erleichtern, die um eine Welle 315 angeordnet
sind, die von dem Tisch der Pressmaschine getragen wird und durch
den Träger 314 hindurchgeht,
umfasst die Pressmaschine im unteren Teil eine Nockenfläche 316,
die von einer Rolle abgelaufen wird, die fest mit einer Magaziniereinrichtung
am Träger 314 der
lösbaren
Platte 201 (4 bis 6) verbunden
ist. Die Nockenfläche 316 besitzt
drei Höhen.
Die untere Höhe
der Nockenfläche
entspricht der Pressstufe. Wenn die Rolle die Zwischenhöhe erreicht
hat, löst sich
der Träger 314 vom
Tisch der Pressmaschine, und die Schleifscheibe, die sich auf einer
größeren Höhe am freien
Ende der Welle 315 befindet, kann seitlich zu einem Entnahmeförderer gedrückt werden;
während
die Rolle, die ihren Weg auf der Nockenfläche 316 verfolgt,
auf deren obere Höhe
gelangt, entfernt sich der Träger 314 noch
weiter vom Tisch und die lösbare
Platte 201 kommt auf einer größeren Höhe am freien Ende der Welle 315 an
und kann so erneut zur Fertigungslinie gebracht werden, um einen
neuen Ring und einen neuen Stapel aus konstituierenden Schichten
aufzunehmen.
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Die
aus der Pressmaschine 31 entnommenen Schleifscheiben werden
anschließend
auf bekannte Weise in einen anderen Ofen gebracht, um dort ausgehärtet zu
werden, bevor sie zum Ausliefern gelagert werden.
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Diese
Vorrichtung erlaubt wie im weiter oben beschriebenen Beispiel die
Herstellung von flachen Schleifscheiben, aber auch die Herstellung
von Schleifscheiben mit einer versetzten Auflagefläche.
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Dabei
können
einige oder alle der Transfervorgänge, insbesondere zwischen
der Maschine 1 zur Herstellung von Scheiben und der Fertigungslinie 2,
in den Stationen der Fertigungslinie oder zwischen der Fertigungslinie
und der Pressmaschine 3 manuell sein.
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Aus
der Gestaltung der zuvor beschriebenen Vorrichtung resultiert auch,
dass ihre Zuverlässigkeit weit
größer als
die der bekannten Vorrichtungen ist, außerdem ist der Platzbedarf
dieser Vorrichtung relativ klein, so bleibt beispielsweise für die Herstellung von
etwa 1 000 Schleifscheiben pro Stunde der Platzbedarf der Vorrichtung
unter etwa 100 Quadratmetern.
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Aufgrund
der Anpassungsfähigkeit
der Vorrichtung ist es möglich,
den Schleifscheibentyp innerhalb von etwa 15 Minuten und den Durchmesser
der Schleifscheibe innerhalb von etwa 30 Minuten zu wechseln.
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Weiterhin
ist es möglich,
mehrere Maschinen zur Herstellung von Scheiben derart mit der Fertigungslinie
zu verbinden, dass möglichen
Störungen schnell
begegnet werden kann, Scheiben für
zwei Stationen bereitgestellt werden, mehr Scheiben im Fall der
Herstellung von mehrschichtigen Schleifscheiben angeordnet werden
können
oder die sehr schnell verkettete Produktion eines zweiten Schleifscheibentyps
vorbereitet werden kann.
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Die
in dem Schema von 7 gezeigte Produktionslinie
ist für
die Herstellung von einschichtigen Schleifscheiben aus einer eine
Verstärkungslage umfassenden
Scheibe A vorgesehen.
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Sie
umfasst einen Drehtisch 700, der sich in Richtung des Pfeils
F dreht und in mehrere Sektoren 100, 200, 300, 400, 500, 600 unterteilt
ist, wobei jeder Sektor eine Stelle X und eine Stelle Y umfasst,
die einer Arbeitsstation entsprechen, in welcher die folgenden Arbeitsgänge in der
Drehrichtung des Pfeils F aufeinander folgend durchgeführt werden
und zeitgleich durchgeführt
werden können:
- – Sektor 100 umfasst
eine Maschine 150 zum Aufbringen und Vergleichmäßigen von
mit einem Bindemittel beschichteten Schleifkörnern, um eine Form 170 zu
füllen,
die sich auf einer Stelle X befindet, und ein Mittel 160 zum
Ergreifen und Aufbringen einer Schutzschicht, um diese Schicht auf einer
Stelle Y aufzubringen,
- – Sektor 200 umfasst
ein Mittel zum Ergreifen und Aufbringen einer Verstärkungslage
auf den Schleifkörnern
in der Form 170, die sich auf einer Stelle X befindet,
und einer weiteren Verstärkungslage
auf der Schutzschicht, die zuvor auf einer Stelle Y angebracht worden
ist; in dieser Figur wird dieser Arbeitsgang beispielhaft von einer
Bedienkraft 250 durchgeführt,
- – Sektor 300 umfasst
eine Pressmaschine 350, die vorgesehen ist, die in der
Form 170 enthaltenen konstituierenden Schichten zusammenzupressen,
um eine Scheibe A zu bilden,
- – Sektor 400 umfasst
Mittel 450, um die Scheibe A aus der Position X zu ergreifen
und sie auf die konstituierenden Schichten zu legen, die zuvor auf
der Stelle Y angeordnet worden sind, um einen Stapel P zu bilden,
- – Sektor 500 umfasst
eine Pressmaschine 550, um den auf der Stelle Y befindlichen
Stapel P zusammenzupressen und so eine Schleifscheibe zu bilden,
und
- – Sektor 600 umfasst
Mittel 650 zur Entnahme der Schleifscheibe.
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Dabei
ist festzustellen, dass eine Presse 31 vom Typ derjenigen,
die in 3 beschrieben worden ist, verwendet werden kann
und der Pressmaschine 550 von Sektor 500 entspricht.
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Vorteilhafterweise
kann eine Presse dieses Typs mit der Platte 201 verwendet
werden, die sich über
der Form 31 befindet, und der Stapel P auf dem Boden der
Form 311 abgelegt werden, wobei der Rand der Form 312 dann
mit der Platte 201 in Berührung gebracht wird und der
Pressvorgang durchgeführt
werden kann.
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Es
ist möglich,
mehrere Stellen vom Typ X und Y pro Segment derart anzuordnen, dass
die Anzahl der Schleifscheiben vergrößert wird, die gleichzeitig
auf dem Drehtisch 700 hergestellt werden. Insbesondere
können
lösbare "Kassetten" verwendet werden,
auf welchen sich eine oder mehrere Stellen X und/oder Y befinden
und welche auf dem Drehtisch 700 angeordnet sind.
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Dieses
System erlaubt es, die Gesamtheit der Stellen X und Y entweder von
einem Sektor oder der Gesamtheit der Sektoren des Drehtischs 700 schnell
auszutauschen, beispielsweise die Abmessung der Stellen X und Y
zu verändern,
um Schleifscheiben mit einer anderen Größe herstellen zu können.
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Dabei
kann die Produktionslinie manuell, halbautomatisch oder vollständig automatisiert
betrieben werden.
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Die
Konstanz der Eigenschaften der hergestellten Schleifscheiben ist
hinsichtlich Regelmäßigkeit
von Dicke und Auswuchtung bemerkenswert.