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Dokumentenidentifikation DE19814333A1 14.10.1999
Titel Verfahren und Vorrichtung zum Versorgen von rotierenden Bearbeitungsscheiben mit Abriebstoffen
Anmelder Klomfaß, Holger, 63322 Rödermark, DE
Erfinder Klomfaß, Holger, 63322 Rödermark, DE
Vertreter Zapfe, H., Dipl.-Ing., Pat.-Anw., 63150 Heusenstamm
DE-Anmeldedatum 31.03.1998
DE-Aktenzeichen 19814333
Offenlegungstag 14.10.1999
Veröffentlichungstag im Patentblatt 14.10.1999
IPC-Hauptklasse B24B 57/02
IPC-Nebenklasse B24C 7/00   
Zusammenfassung Bei einem Verfahren zum Versorgen von rotierenden flexiblen Bearbeitungsscheiben (15) aus der Gruppe Schleif-, Polier-, Schwabbel- und Läppscheiben mit Abriebstoffen aus der Gruppe Schleif-, Polier- und Läppmittel wird fester Abriebstoff vor Erreichen der Bearbeitungsscheibe (15) durch Erwärmen auf eine Temperatur zwischen 20 Grad und 40 Grad in einen streichfähigen Zustand versetzt und auf die Bearbeitungsscheibe (15) aufgebracht, z. B. durch Extrudieren durch mindestens einen beheizten Kanal (8) mit Düsen (10). Eine Vorrichtung hierfür besitzt einen Vorratsbehälter (1) für feste Abriebstoffe, eine dem Vorratsbehälter (1) nachgeschaltete Fördereinrichtung sowie einen der Fördereinrichtung nachgeschalteten beheizbaren Kanal (8) zum Erwärmen und Düsen (10) zum Auspressen des pastösen Abriebstoffs. Ein Verstellantrieb (16) dient wahlweise zum radialen und/oder achsparallelen Verstellen und und zur Oszillation zum Verteilen des Abriebstoffs.

Beschreibung[de]

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Versorgen von rotierenden flexiblen Bearbeitungsscheiben aus der Gruppe Schleif-, Polier, Schwabbel- und Läppscheiben mit Abriebstoffen aus der Gruppe Schleif-, Polier- und Läppmittel.

Üblicherweise wird Poliermittel in flüssiger Form unter Hoch- oder Niederdruck auf rotierende Polierscheiben ( z. B. aus Baumwoll- oder Sisalgewebe ) aufgespritzt oder als fester Riegel zugeführt, wobei die durch die Reibung erzeugte Wärme den Riegel aufschmilzt, so daß eine gewisse Menge Poliermittel an der Polierscheibe haften bleibt.

Um ein fließfähiges Poliermittel zu erhalten, wird im allgemeinen ein Wasseranteil von mehr als 40% zugesetzt. Da der Wasseranteil auch im verunreinigten Polierabfall zurückbleibt, der auch Metallabrieb enthalten kann, erhöht sich die Menge des oftmals sehr teuer zu entsorgenden (Sonder-)Abfalls erheblich.

Bei der Hochdruckdosierung wird das Poliermittel durch den verfahrensbedingten kurzen Sprühimpuls nur ungleichmäßig auf dem Polierscheibenumfang verteilt. Durch die ungleichmäßige und nicht exakt steuerbare Scheibenbenetzung ergibt sich eine schwankende Polierqualität. Die Polierscheiben verschleißen schneller, da die Tuch- oder Sisalfasern in unbenetzten Bereichen stärker zerfransen und danach beim Poliervorgang abgerissen werden.

Der notwendigerweise elliptische Sprühstrahl ermöglicht keine über die Breite konstante Poliermittelverteilung, wodurch breite Scheibenpakete an den äußeren Bereichen weniger als in der Mitte mit Poliermittel benetzt werden. Infolgedessen sind die Scheiben teils zu stark, teils aber auch zu schwach mit Poliermittel getränkt, wodurch sich zusätzliche Schwankungen der Polierqualität ergeben.

Hinzu kommt, daß sich das Poliermittel im überfetten Bereich beim Polieren nur ungenügend verteilt und durch die Fliehkraft abgeschleudert wird, was zu einem erhöhten Poliermittelverbrauch führt.

Die hohen Drücke bis zu 100 bar haben durch die Abrasivität der verwendeten Poliermittel eine sehr hohe mechanische Belastung und einen damit einhergehenden Verschleiß der Sprühgeräte zur Folge. Auch das stellt in der Praxis einen nicht zu unterschätzenden Kostenfaktor dar.

Bei der Niederdruckdosierung wird der unter niedrigem Druck stehende Sprühstrahl durch die bei der Rotation entstehende Luftströmung stark verwirbelt, so daß ein erheblicher Anteil des Poliermittels erst gar nicht an die Wirkstelle gelangt sondern entweder direkt von einer Absaugung abgezogen wird oder aber Maschine und Umgebung sehr stark verschmutzt. Sowohl Poliermittelverbrauch als auch die nachfolgend anfallende Menge an Polierschmutz steigen erheblich.

Beim Einsatz von festen Pastenriegeln wird durch deren begrenzte Länge ein häufiges Wechseln notwendig, weshalb ein kontinuierlicher vollautomatisierter Produktionsablauf erschwert oder gar unmöglich wird. Die Pastenriegel können nicht vollständig aufgebraucht werden, da zur Führung der Riegel im Pastenzuführgerät immer eine Mindestrestlänge erforderlich ist-. Diese Reststücke sind als Abfall zu betrachten und erhöhen dadurch den Verbrauch deutlich. Wenn man von einer Riegellänge von max. 500 mm ausgeht, so bleibt bei einer Mindestrestlänge von ca. 100 mm 20% unverbrauchtes Poliermittel als ungenutzter Abfall zurück. Weiterhin stellen Bruchstücke oder zu weit verbrauchte Reststücke ein nicht zu unterschätzendes Gefahrenpotential dar, da von der Polierscheibe umhergeschleuderte Reststücke wie ein Geschoß wirken können.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren der eingangs beschriebenen Gattung anzugeben,

  • a) das nicht nur beim Polieren, sondern auch bei anderen Abriebverfahren eingesetzt werden kann,
  • b) bei dem keine Aufbereitung mit Wasser erforderlich ist,
  • c) die Menge der zu entsorgenden Sonderabfälle verringert wird,
  • d) eine äußerst gleichmäßige Verteilung der Abriebstoffe sowohl in Quer- als auch in Umfangsrichtung der Bearbeitungsscheibe in Verbindung mit einer gleichmäßigen Produktqualität erfolgt
  • e) ein geringerer Verschleiß der Bearbeitungsscheiben auftritt,
  • f) weniger Poliermittel abgeschleudert wird,
  • g) kein abrasiver Verschleiß von Sprühgeräten erfolgt,
  • h) kein Poliermittel durch Luftströmungen verwirbelt und/oder abgesaugt wird,
  • i) die Luftverschmutzung verringert wird,
  • j) keine Mindestrestlängen fester Polierriegel anfallen,
  • k) keine Personengefährdung auftritt.

Die Lösung der gestellten Aufgabe erfolgt bei dem eingangs angegebenen Verfahren erfindungsgemäß dadurch, daß man festen Abriebstoff vor Erreichen der Bearbeitungsscheibe durch Erwärmen in einen streichfähigen, insbesondere pastösen Zustand versetzt und zumindest in im wesentlichen gleichmäßiger Verteilung auf im wesentlichen die gesamte Breite der Bearbeitungsscheibe aufbringt.

Durch die erfindungsgemaße Lösung werden sämtliche vorstehenden Teilaufgaben a) bis k) gleichzeitig gelöst.

Es ist dabei besonders vorteilhaft, wenn man - entweder einzeln oder in Kombination -:

  • - einen anfänglich festen Abriebstoff durch mindestens einen beheizten Kanal auf die Bearbeitungsscheibe auspreßt,
  • - den Abriebstoff vor dem Eintritt in den beheizten Kanal zusätzlich vorwärmt,
  • - den Abriebstoff in fester Form in einen Vorratsbehälter eingibt, dem ein Zylinderraum mit einem Kolben nachgeschaltet ist, den Kolben in zeitlichen Abständen in dem Abriebstoff zurückzieht und Abriebstoff in den Zylinderraum eintreten läßt und anschließend zumindest einen Teil des Zylinderinhalts mittels des Kolbens durch den beheizten Kanal auspreßt,
  • - den Abriebstoff vor Erreichen der Bearbeitungsscheibe auf eine Temperatur zwischen 20 Grad und 40 Grad, vorzugsweise zwischen 25 Grad und 35 Grad, erwärmt.

Die Erfindung betrifft auch eine Vorrichtung zum Versorgen von rotierenden flexiblen Bearbeitungsscheiben aus der Gruppe Schleif- Polier-, Schwabbel- und Läppscheiben mit Abriebstoffen aus der Gruppe Schleif-, Polier- und Läppmittel.

Zur Lösung der gleichen Aufgabe ist eine solche Vorrichtung erfindungsgemäß gekennzeichnet durch einen Vorratsbehälter für feste Abriebstoffe, eine dem Vorratsbehälter nachgeschaltete Fördereinrichtung insbesondere aus der Gruppe Extruder, Kolben und Verdrängerpumpe, sowie durch mindestens einen der Fördereinrichtung nachgeschalteten beheizbaren Kanal zum Erwärmen und Auspressen des Abriebstoffs.

Auch hiermit werden alle Vorteile voll erzielt.

Es ist auch bei dieser Vorrichtung besonders vorteilhaft, wenn - entweder einzeln oder in Kombination -:

  • - in einem den beheizbaren Kanal enthaltenden Düsenkörper mehrere Düsen in einer Verteilung angeordnet sind, die dem örtlichen Bedarf der Bearbeitungsscheibe an Abriebstoff angepaßt ist,
  • - dem Vorratsbehälter ein Zylinderraum mit einem Kolben nachgeschaltet ist, der unter Freigabe einer Nachschuböffnung aus dem Zylinderraum zurückziehbar und wieder in den Zylinderraum einschiebbar ist,
  • - zwischen dem Vorratsbehälter und dem Zylinderraum eine Zwischenkammer angeordnet ist, in die der Kolben unter Freigabe einer Ringfläche zwischen Kolben und Innenwand der Zwischenkammer zurückziehbar ist,
  • - der mindestens eine Kanal von einer Heizeinrichtung umgeben ist,
  • - die Vorrichtung einen Verstellantrieb zum Nachstellen in Richtung auf die Achse der Bearbeitungsscheibe und zum Ausgleich des Verschleißes der Bearbeitungsscheibe besitzt,
  • - die Vorrichtung einen Verstellantrieb zum Einstellen in Querrichtung zur Bearbeitungsscheibe aufweist, und/oder, wenn
  • - die Vorrichtung einen Oszillationsantrieb zum Verteilen des Abriebstoffs in Querrichtung der Bearbeitungsscheibe besitzt.

Ein Ausführungsbeispiel des Erfindungsgegenstandes wird nachfolgend anhand der Fig. 1 und 2 näher erläutert.

Es zeigen:

Fig. 1 einen teilweisen Längsschnitt durch eine Vorrichtung und

Fig. 2 eine vergrößerte Darstellung des unteren Bereichs von Fig. 1 - um 90 Grad gedreht.

Fig. 1 zeigt einen Vorratsbehälter l, der über eine Flanschverbindung 2, 2a und 2b mit einer Zwischenkammer 3 verbunden ist, deren Querschnitt sich nach unten hin kegelstumpfförmig verjüngt. An die Zwischenkammer 3 schließt sich koaxial ein Zylinderraum 4 an, in den ein Kolben 5 einschiebbar ist. An den Zylinderraum 4 ist über eine weitere Flanschverbindung 6 ein Düsenkörper 7 angesetzt, der einen Kanal 8 umschließt, der sich - von einem oberen Kreisquerschnitt ausgehend - nach unten hin keilförmig verjüngt. Die gedachte Keilschneide verläuft in Fig. 1 senkrecht zur Zeichenebene, in Fig. 2 parallel dazu. Am unteren Ende des Keilquerschnitts ist eine Stirnwand 9 mit Düsen 10 für den Austritt des Polierstoffs in Form von pastösen Strängen angeordnet, die durch Pfeile angedeutet sind.

Der obere Flansch 2a der Flanschverbindung 2 trägt innerhalb der Vorratskammer 1 einen Druckmittelzylinder 11 mit einer Kolbenstange 12, an der der bereits beschriebene Kolben 5 befestigt ist. Dieser kann sowohl weiter in den Zylinderraum 4 abgesenkt als auch in die gestrichelt dargestellte Position 5, angehoben werden, wodurch zwischen dem Kolben und der Wand der Zwischenkammer 3 eine Ringfläche 13 als Nachschuböffnung freigegeben wird.

Der obere Flansch 2a besitzt weiterhin auf dem Umfang der Kolbenstange 12 mehrerer Öffnungen 2c für den Durchtritt von rieselfähigem aber festem Abriebstoff aus der Vorratskammer 1 in die Zwischenkammer 3. Sofern sich der Kolben in der gestrichelten Position 5, befindet, tritt der Abriebstoff durch die Ringflache 13 in den Zylinderraum 4 ein. Bei einer Abwärtsbewegung verschließt der Kolben 5 zunächst mit seiner Unterkante 5a den Zylinderraum 4 und schiebt bei weiterer Bewegung den Abriebstoff in den Kanal 8, dessen Innenwände durch eine den Düsenkörper 7 um gebende Heizeinrichtung 14 - thermostatisch geregelt - auf der erforderlichen Erweichungstemperatur gehalten werden. Der hierdurch erzeugte pastenförmige Abriebstoff wird in Form von Strängen durch die Düsen 10 ausgepreßt bzw. extrudiert und auf eine Bearbeitungsscheibe 15 aufgetragen, die hier nur gestrichelt als Polierscheibe angedeutet ist.

Die Kolbenbewegung kann periodisch oder aperiodisch wiederholt werden, so daß der pastöse Abriebstoff portionsweise oder auch nur in Teilportionen extrudiert werden kann, wenn der Kolben 5 durch eine entsprechende Steuerung innerhalb des Zylinderraums 4 in einer Zwischenstellung angehalten wird. Eine kontinuierliche aber dennoch regelbare Dosierung kann durch den Ersatz des Kolbens 5 durch eine Extruderschnecke und durch den Ersatz des Druckmittelzylinders 11 durch einen regelbaren Rotationsantrieb bewirkt werden.

Durch einen Verstellantrieb 16, der hier nur sehr schematisch dargestellt ist, können folgende, durch Doppelpfeile angedeutete, Relativbewegungen der kompletten Vorrichtung gegenüber der Bearbeitungsscheibe 15 ausgeführt werden:

  • - Nachstellen in Richtung auf die Achse der Bearbeitungsscheibe zum Anstellen, z. B. bei einer neuen Bearbeitungsscheibe
  • - Nachstellen in Richtung auf die Achse der Bearbeitungsscheibe zum Ausgleich des Verschleißes der Bearbeitungsscheibe,
  • - Einstellen in Querrichtung zur Bearbeitungsscheibe, und/oder,
  • - Oszillation zum Verteilen des Abriebstoffs in Querrichtung der Bearbeitungsscheibe.
Bezugszeichenliste 1 Vorratsbehälter

2 Flanschverbindung

2a Flansch

2b Flansch

2c Öffnungen

3 Zwischenkammer

4 Zylinderraum

5, 5' Kolben

5a Unterkante

6 Flanschverbindung

7 Düsenkörper

8 Kanal

9 Stirnwand

10 Düsen

11 Druckmittelzylinder

12 Kolbenstange

13 Ringfläche

14 Heizeinrichtung

15 Bearbeitungsscheibe

16 Verstellantrieb


Anspruch[de]
  1. 1. Verfahren zum Versorgen von rotierenden flexiblen Bearbeitungsscheiben (15) aus der Gruppe Schleif- Polier-, Schwabbel- und Läppscheiben mit Abriebstoffen aus der Gruppe Schleif-, Polier- und Läppmittel, dadurch gekennzeichnet, daß man festen Abriebstoff vor Erreichen der Bearbeitungsscheibe (15) durch Erwärmen in einen streichfähigen, insbesondere pastösen Zustand versetzt und zumindest in im wesentlichen gleichmäßiger Verteilung auf im wesentlichen die gesamte Breite der Bearbeitungsscheibe (15) aufbringt.
  2. 2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß man einen anfänglich festen Abriebstoff durch mindestens einen beheizten Kanal (8) auf die Bearbeitungsscheibe (15) auspreßt.
  3. 3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß man den Abriebstoff vor dem Eintritt in den beheizten Kanal (8) vorwärmt.
  4. 4. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß man den Abriebstoff in fester Form in einen Vorratsbehälter (1) eingibt, dem ein Zylinderraum (4) mit einem Kolben (5, 5') nachgeschaltet ist, den Kolben (5, 5') in zeitlichen Abständen in dem Abriebstoff zurückzieht und Abriebstoff in den Zylinderraum (4) eintreten läßt und anschließend zumindest einen Teil des Zylinderinhalts mittels des Kolbens (5, 5') durch den beheizten Kanal (6) auspreßt.
  5. 5. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß man den Abriebstoff vor Erreichen der Bearbeitungsscheibe auf eine Temperatur zwischen 20 Grad und 40 Grad, vorzugsweise zwischen 25 Grad und 35 Grad, erwärmt.
  6. 6. Vorrichtung zum Versorgen von rotierenden flexiblen Bearbeitungsscheiben aus der Gruppe Schleif- Polier-, Schwabbel- und Läppscheiben mit Abriebstoffen aus der Gruppe Schleif-, Polier- und Läppmittel, gekennzeichnet durch einen Vorratsbehälter (1) für feste Abriebstoffe, eine dem Vorratsbehälter (1) nachgeschaltete Fördereinrichtung, insbesondere aus der Gruppe Extruder, Kolben (5, 5') und Verdrängerpumpe, sowie durch mindestens einen der Fördereinrichtung nachgeschalteten beheizbaren Kanal (8) zum Erwärmen und Auspressen des pastösen Abriebstoffs.
  7. 7. Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß in einem den beheizbaren Kanal (8) enthaltenden Düsenkörper (7) mehrere Düsen (10) in einer Verteilung angeordnet sind, die dem örtlichen Bedarf der Bearbeitungsscheibe (15) an Abriebstoff angepaßt ist.
  8. 8. Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß dem Vorratsbehälter (1) ein Zylinderraum (4) mit einem Kolben (5, 5') nachgeschaltet ist, der unter Freigabe einer Nachschuböffnung aus dem Zylinderraum (4) zurückziehbar und wieder in den Zylinderraum (4) einschiebbar ist.
  9. 9. Vorrichtung flach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen dem Vorratsbehälter (1) und dem Zylinderraum (4) eine Zwischenkammer (3) angeordnet ist, in die der Kolben (5, 5') unter Freigabe einer Ringfläche (13) zwischen Kolben (5) und Innenwand der Zwischenkammer (3) zurückziehbar ist.
  10. 10. Vorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß der Düsenkörper (7) von einer Heizeinrichtung (14) umgeben ist.
  11. 11. Vorrichtung nach Anspruch 6, gekennzeichnet durch einen Verstellantrieb (16) zum Nachstellen in Richtung auf die Achse der Bearbeitungsscheibe (15) und zum Ausgleich des Verschleißes der Bearbeitungsscheibe (15).
  12. 12. Vorrichtung nach Anspruch 6, gekennzeichnet durch einen Verstellantrieb (16) zum Einstellen in Querrichtung zur Bearbeitungsscheibe (15).
  13. 13. Vorrichtung nach Anspruch 6, gekennzeichnet durch einen Oszillationsantrieb (16) zum Verteilen des Abriebstoffs in Querrichtung der Bearbeitungsscheibe (15).






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