PL185308B1

PL185308B1 - Tarcza ścierna cienka zbrojona i sposób wytwarzania tarczy ściernej cienkiej zbrojonej oraz urządzenie do wytwarzania tarczy ściernej cienkiej zbrojonej

Info

Publication number: PL185308B1
Application number: PL97331758A
Authority: PL
Inventors: Nicholas Avril; Jane L. Cercena; Elinor B. Keil; David G. Lund; Karen M. Conley; Bethany L. Salek
Original assignee: Saint Gobain Abrasives Inc
Priority date: 1996-08-30
Filing date: 1997-08-22
Publication date: 2003-04-30
Also published as: CA2260096C; DK0923428T3; SK22299A3; US5913994A; KR20000029793A; DE69716751T2; NO990954D0; AU4157497A; US6162322A; ATE226871T1; CN1228728A; NO990954L; CA2260096A1; US6609964B1; PL331758A1; AU712146B2; CN1066379C; AR009343A1; JP2000503606A; ZA977369B

Abstract

1. Tarcza scierna cienka zbrojona z cen- tralnym otworem montazowym i kolowym obrzezem zawierajaca co najmniej jedna, roz- ciagajaca sie od centralnego otworu monta- zowego do kolowego obrzeza, wlókninowa tarcze zbrojeniowa, do której za pomoca ma- terialów wiazacych jest przymocowane ziar- no scierne, znamienna tym, ze tarcza zbro- jeniowa ma spojone ze soba i ulozone jeden nad drugim co najmniej dwa uklady pierw- szy (9, 23) i drugi (11, 24) równoleglych wlókien (2), przy czym wlókna (2) ukladów pierwszego (9, 23) i drugiego (11, 24) sa ob- rócone wzgledem siebie pod katem od okolo 45 stopni do okolo 135 stopni. F I G. 1 C FIG. 1 D PL PL PL PL PL PL

Description

Przedmiotem wynalazku jest tarcza ścierna cienka zbrojona i sposób wytwarzania tarczy ściernej cienkiej zbrojonej oraz urządzenie do wytwarzania tarczy ściernej cienkiej zbrojonej.

Znane są tarcze ścierne cienkie zbrojone włóknami oraz sposoby i urządzenia do ich wytwarzania mające na celu zwiększenie ich wytrzymałości i zapewnienia bezpiecznej pracy z wysokimi prędkościami obrotowymi, zwłaszcza w przypadku cięcia elementów metalowych, zdzierania i szlifowania zgrubnego. Narzędzia ścierne służące do prac tego typu określa się ogólnie nazwą „cienkie tarcze ścierne”.

W znanych sposobach wytwarzania takich narzędzi ściernych wycina się z arkuszy tkaniny krążki z tkaniny z włókna szklanego i umieszcza je w formach do wyrobu tarcz, pod i nad mieszanką ziarna ściernego z substancjami wiążącymi. Następnie tarcze prasuje się w formie i utwardza.

Znane są także sposoby wytwarzania tkanin zbrojeniowych z włókna szklanego ujawnione w opisach patentowych Stanów Zjednoczonych Ameryki nr US-A-4,800,685 i nr US-A-9,401,442. Tkaniny zbrojeniowe zapewniają równomierne zbrojenie tarczy ściernej wzdłuż jej promienia w sposobie wytwarzania tarczy ściernej cienkiej polegającym na ciągłym pokrywaniu tarczy ściernej od jej centralnej piasty ku obwodowi, ze znacznymi stratami materiału (np. minimum 22%) i wysokimi kosztami robocizny.

Z opisu patentowego USA nr 5,431,596, znany jest sposób wytwarzania cienkiej tarczy ściernej polegający na częściowym zbrojeniu laminatowych tarcz kompozytowych tkaniną z włókna szklanego. Z opisu patentowego USA nr US-A-3,838,543, znany jest sposób wytwarzania cienkiej tarczy ściernej polegający na zastrzeżeniu tkanin niedoprzędowych (przędza nienitkowana) z włókien szklanych, co pozwala uzyskać tarcze ścierne, które mogą pracować z większymi prędkościami. Z opisów patentowych USA nr US-A-4,259,089 i nr US-A-9,021,209, znane jest stosowanie tkanin o wyższej wytrzymałości mechanicznej i lepszych parametrach niż włókna szklane do zbrojenia tarcz. Z opisu patentowego USA nr US-A-4,338,357, znane jest stosowanie powłok z włókien na lepsze tarcze zawierające tkaniny.

Znane w technice tarcze ścierne zbrojone włókniną, z włókien szklanych mają układ zbrojeń o niezbyt równomiernych rozkładach. W kanadyjskim opisie patentowym nr CA-A-2,108,099 ujawniono sposób wytwarzania tarcz ściernych z krzywoliniowym, korzystnie spiralnym lub spi— ralopodobnym, układem zbrojeń włóknem szklanym. Tarcze ścierne wytwarzane tym sposobem mają zbrojenie styczne bez możliwości przenoszenia naprężeń wywołanych obciążeniem bocznym. W tarczach takich znajdują się również sploty włókien równoległe do powierzchni ściernej tarczy, z czym wiążą się różnorodne problemy (np. ukosowanie) w operacjach szlifowania.

185 308

Podobnymi problemami dotyczącymi nierównomiernego zbrojenia, niemożliwości spełnienia warunku wytrzymałości na rozrywanie oraz braku odpowiedniego zbrojenia na powierzchni ściernej tarczy są obciążone konstrukcje z włókien typu „szprychy rowerowej” ujawnione w opisie patentowym DE-1,291,648, oraz konstrukcje z zastosowaniem pierścieniowego układu włókien, ujawnionego w opisie patentowym Stanów Zjednoczonych Ameryki nr US-A-3,262,230.

Sposoby wytwarzania zbrojonej tarczy ściernej z zastosowaniem zbrojeń krótkociętymi włóknami, jak ujawniono, na przykład, w opisach patentowych Stanów Zjednoczonych Ameryki nr US-A-4,989,375, US-A-4,657,563, US-A-4,253,850, opisie patentowym nr GB-A-2,137,220 oraz DE-A-1,502,655, pozwalają na uzyskanie tarcz ściernych o zbrojeniu niedostosowanym do bardziej wymagających, wysoko prędkościowych operacji szlifowania.

Inne, znane sposoby wytwarzania zbrojonych tarcz ściernych włókninami, zapewniające tarczom odpowiednią wytrzymałość mechaniczną, wymagają przeprowadzenia złożonych czynności wiążących się z wysokimi kosztami robocizny i oprzyrządowania. Przykładowo, sposób wytwarzania zbrojonej tarczy ściernej ujawniony w opisie patentowym Stanów Zjednoczonych Ameryki nr US-A-3,121,981, wymaga realizacji następujących czynności: powlekanie klejem materiału włóknistego zawierającego ziarna ścierne; umieszczanie równoległych splotek włókien zbrojeniowych na kleistej powierzchni; powlekanie włókien zbrojeniowych warstwą mieszaniny złożonej z ziarna ściernego i spoiwa organicznego; suszenie i cięcie powstałego laminatu w element o kształcie tarczy; i układanie w stos warstw laminatu z włóknami zbrojeniowymi zorientowanymi w różnych kierunkach; oraz tłoczenie stosu w celu utworzenia tarczy. Jak ujawniono w opisie patentowym Stanów Zjednoczonych Ameryki nr US-A-4,164,098, jako pomocnicze zbrojenie w pobliżu piasty tarczy stosuje się podobny do kwiatu układ długich i krótkich „płatków” zbrojeniowych z tkaniny z włókna szklanego biegnących od piasty ku obwodowi tarczy.

Znane sposoby wytwarzania zbrojonych tarcz ściernych włókninami wymagają przeprowadzenia dużej liczby etapów i związane są z wysokimi kosztami.

Tarcza ścierna cienka zbrojona z centralnym otworem montażowym i kołowym obrzeżem zawierająca co najmniej jedną, rozciągającą się od centralnego otworu montażowego do kołowego obrzeża, włókninową tarczę zbrojeniową, do której za pomocą materiałów wiążących jest przymocowane ziarno ścierne, charakteryzuje się według wynalazku tym, że tarcza zbrojeniowa ma spojone ze sobą i ułożone jeden nad drugim co najmniej dwa układy pierwszy i drugi równoległych włókien, przy czym włókna układów pierwszego i drugiego są obrócone względem siebie pod kątem od około 45 stopni do około 135 stopni.

Korzystnie układy pierwszy i drugi równoległych włókien mają pokrycie z żywicy.

Korzystnie włókna układów pierwszego i drugiego są nieciągłe.

Sposób wytwarzania tarczy ściernej cienkiej zbrojonej, w którym wytwarza się co najmniej jedną włókninową tarczę zbrojeniową, umieszcza się ją w formie do tarczy ściernej, dodaje się co najmniej jedną warstwę mieszanki ziarna ściernego i materiałów wiążących, przymocowuje się pod ciśnieniem ziarno ścierne do wytworzonej włókninowej tarczy zbrojeniowej za pomocą materiałów wiążących wytwarzając tarczę ścierną cienką zbrojoną i utwardza się ją, odznacza się według wynalazku tym, że nawija się zygzakowo włókno na zespół nośny o kołowym obrzeżu i formuje się jeden pierwszy układ równoległych włókien, a następnie nawija się zygzakowo, pod kątem od około 45 stopni do około 135 stopni względem pierwszego układu i nad nim, włókno na zespół nośny o kołowym obrzeżu i formuje się co najmniej jeden, drugi układ równoległych włókien, po czym spaja się ze sobą układy pierwszy i drugi równoległych włókien i wytwarza się włókninową tarczę zbrojeniową.

Korzystnie pokrywa się żywicą układy pierwszy i drugi przed spojeniem ich ze sobą.

Korzystnie obraca się o kąt około 90 stopni względem położenia początkowego zespół nośny z uformowanym na nim pierwszym układem przed nawijaniem drugiego układu.

Korzystnie obraca się o kąt około 45 stopni względem położenia początkowego zespół nośny z uformowanym na nim pierwszym układem przed nawijaniem drugiego układu.

Korzystnie obraca się ponownie o kąt około 90 stopni względem położenia początkowego zespół nośny z uformowanymi na nim układami pierwszym i drugim przed nawijaniem kolejnego drugiego układu równoległych włókien.

185 308

Korzystnie obraca się ponownie o kąt około 135 stopni względem położenia początkowego zespół nośny z uformowanymi na nim układami pierwszym i dwoma drugimi przed nawijaniem kolejnego drugiego układu równoległych włókien.

Korzystnie nawija się włókno na zespół nośny stanowiący segment taśmy nośnej.

Korzystnie nawija się włókno na, usytuowane wzdłuż kołowego obrzeża tarczy nośnej zespołu nośnego, jego ustalające kołki, przy czym stosuje się tarczę nośna o średnicy zbliżonej do średnicy wytwarzanej tarczy ściernej cienkiej zbrojonej.

Korzystnie nawija się włókno na, usytuowane w dwóch rzędach, mocowane indywidualnie do regulowanych ramion i przesuwające się równolegle do siebie, ruchome kołki zespołu nośnego.

Korzystnie nawija się włókno pomiędzy rzędami ruchomych kołków zespołu nośnego o kołowym obrzeżu i przesuwa się rzędy ruchomych kołków w przeciwnych kierunkach.

Korzystnie przesuwając kolejno rzędy ruchomych kołków w przeciwnych kierunkach reguluje się naprężenie we włóknie.

Korzystnie pokrywa się żywicą włókno przed jego nawijaniem zygzakowym na zespół nośny.

Korzystnie ogrzewa się i spaja się ze sobą układy pierwszy i drugi równoległych włókien.

Sposób wytwarzania tarczy ściernej cienkiej zbrojonej, w którym wytwarza się co najmniej jedną włókninową tarczę zbrojeniową, umieszcza się ją w formie do tarczy ściernej, dodaje się co najmniej jedną warstwę mieszanki ziarna ściernego i materiałów wiążących, przymocowuje się pod ciśnieniem ziarno ścierne do włókninowej tarczy zbrojeniowej za pomocą materiałów wiążących wytwarzając tarczę ścierną cienką zbrojoną i utwardza się ją, charakteryzuje się według wynalazku tym, że przeciąga się za pomocą uchwytu, w zespole nośnym równolegle wzdłuż całej tarczy nośnej o kołowym obrzeżu, włókna i formuje się jeden pierwszy układ równoległych nieciągłych włókien, po czym tnie się włókna w miejscach ich styku z kołowym obrzeżem tarczy nośnej zespołu nośnego zachowując równoległość nieciągłych włókien w ich pierwszym układzie, a następnie przeciąga się za pomocą uchwytu, w zespole nośnym równolegle wzdłuż całej tarczy nośnej o kołowym obrzeżu, a prostopadle względem pierwszego układu równoległych nieciągłych włókien i nad nim, włókna i formuje się co najmniej jeden drugi układ równoległych nieciągłych włókien, po czym tnie się włókna w miejscach ich styku z kołowym obrzeżem tarczy nośnej zespołu nośnego zachowując równoległość nieciągłych włókien w ich drugim układzie, spaja się ze sobą układy pierwszy i drugi równoległych nieciągłych włókien i wytwarza włókninową tarczę zbrojeniową.

Korzystnie pokrywa się żywicą włókna układu pierwszego i drugiego przed ich przeciąganiem.

Korzystnie ogrzewa się i spaja się ze sobą układy pierwszy i drugi.

Korzystnie ściska się i spaja się ze sobą układy pierwszy i drugi.

Korzystnie obraca się o kąt około 90 stopni względem położenia początkowego tarczę nośną z uformowanym na niej pierwszym układem przed przeciąganiem drugiego układu.

Urządzenie do wytwarzania tarczy ściernej cienkiej zbrojonej zawierające połączone zespół do wytwarzania tarczy zbrojeniowej i zespół do wytwarzania tarczy ściernej cienkiej zbrojonej, odznacza się według wynalazku tym, że zespół do wytwarzania tarczy zbrojeniowej ma, sprzęgnięty z zespołem do zdejmowania tarczy zbrojeniowej, zespół stacjonarny, do którego przymocowany jest uchwyt połączony z zespołem szpuli i na którym obrotowo osadzony jest zespół obracający z zamocowanym na nim na stałe zespołem nośnym mającym obrotową tarczę nośną, zaś nad tarczą nośną zespołu nośnego umieszczone są zespół do utrzymywania włókien i zespół do sterowania odległością, a nad nimi zespół do cięcia włókien i zespół do spajania układów włókien, przy czym zespół do utrzymywania włókien i zespół do sterowania odległością są umieszczone przesuwnie w kierunku prostopadłym do osi obrotu zespołu obracającego, a zespół do cięcia włókien i zespół do spajania układów włókien są umieszczone przesuwnie wzdłuż osi obrotu zespołu obracającego.

Korzystnie zespołem do sterowania odległością jest ruchoma płyta górna mająca wiele równoległych rowków.

185 308

Korzystnie zespołem do utrzymywania włókien jest ruchoma płyta dolna mająca wiele równoległych rowków.

Korzystnie zespół do cięcia włókien ma nóż krążkowy przymocowany do płyty nośnej ruchomej wzdłuż osi obrotu zespołu obracającego.

Korzystnie zespół do spajania układów włókien ma, przymocowaną do płyty nośnej, płytę dociskową o średnicy zbliżonej do średnicy tarczy nośnej zespołu nośnego.

Korzystnie z zespołem stacjonarnym jest połączony zespół ogrzewający.

Korzystnie płytą nośną mą co najmniej jeden zacisk ustalający.

Korzystnie z zespołem stacjonarnym są połączone kąpiel z żywicą i zespół do przeciągania włókien przez kąpiel.

Korzystnie kąpiel z żywicą ma zespół do ogrzewania.

Zaletą wynalazku jest to, że do zbrojenia cienkich tarcz ściernych można stosować sposoby formowania równomiernych układów włókninowych na stosunkowo tanich i bardzo wydajnych urządzeniach według wynalazku.

Ponadto, cienkie tarcze ścierne, zwłaszcza tarcze z podwyższonymi piastami, zbrojone takimi włókninami w postaci równomiernego układu, mają znacznie lepszą wytrzymałość na rozrywanie podczas operacji szlifowania.

Przedmiot wynalazku w przykładach wykonania jest uwidoczniony na rysunku, na którym fig. 1A-1D, 2A-2C i 3 przedstawiają przykłady realizacji czynności formowania układu równoległych włókien nawijanych zygzakowo według pierwszej odmiany sposobu wytwarzania tarczy ściernej cienkiej zbrojonej, a fig. 4A-4F przedstawiają czynności formowania układu nieciągłych włókien według drugiej odmiany sposobu wytwarzania tarczy ściernej cienkiej zbrojonej, według wynalazku, natomiast fig. 5-6 przedstawiają zespół do wytwarzania tarczy zbrojeniowej z krzyżowo ułożonymi układami włókien urządzenia do wytwarzania tarczy ściernej cienkiej zbrojonej, przy czym zespół ma wiele szpul z włóknami podłączonymi do ruchomych prowadnic włókien.

Figura 1A-1D - przedstawiają czynności formowania układu równoległych włókien nawijanych zygzakowo z jednej lub dwóch szpul z włóknem za pomocą grzebienia i wirującej płyty z ustalającymi kołkami.

Figura 2A-2C - przedstawiają drugi przykład realizacji czynności formowania układu włókien nawijanych zygzakowo z jednej lub dwóch szpul z włóknem za pomocą ruchomych kołków na tarczy nośnej.

Figura 3 - przedstawia kolejny przykład realizacji czynności formowania układu włókien nawijanych zygzakowo z jednej lub dwóch szpul z włóknami za pomocą wahadłowego ramienia na tarczy nośnej z ustalającymi kołkami.

Figura 4A-4F - przedstawiają czynności formowania układu włókien nakładowych krzyżowo z wielu szpul z włóknami podłączonymi do ruchomych prowadnic włókien.

Do wytwarzania włókninowych zbrojeń do cienkich tarcz ściernych można stosować takie sposoby i urządzenie do orientowania włókien, które zapewniają równomierną liczbę włókien rozłożonych w równomiernych odstępach między sobą od piasty tarczy ku jej obwodowi. Stosowany tu termin „równomierny” oznacza regularny układ komórek wynikających z przecinania się dwóch lub więcej włókien, np. krzyżowy układ kwadratowych komórek, wyznaczony przez dwa układy równoległych włókien umieszczonych pod kątem 90 stopni do siebie i przypominający wyglądem tkaninę. W celu maksymalnego zwiększenia bezpieczeństwa i prędkości szlifowania, sposób i urządzenie według wynalazku umożliwiają wytwarzanie zbrojeń o równoległych włóknach rozmieszczonych w układzie krzyżowym, przy czym kąty przecinania się włókien wynoszą około 45 do 135 stopni, korzystnie około 90 stopni, a proces ich produkcji jest zautomatyzowany, tani i ma minimalną ilość odpadów;

Przykłady odpowiednich odmian sposobu i konstrukcji urządzenia według wynalazku przedstawiono na fig. 1-6. W widocznej na fig. 1-3 odmianie sposobu zygzakowego, nawijania włókien potrzebna jest tylko jedna lub dwie szpule z włóknami. W pokazanej na fig. 4A-4F odmianie sposobu z użyciem licznych włókien nieciągłych stosuje się wiele szpul z włóknami.

Na fig. 1A-1D przedstawiono kolejne kroki pierwszej odmiany sposobu wytwarzania tarczy ściernej cienkiej zbrojonej zygzakowym nawijaniem włókien 2. Szpula 1 z włóknem

185 308 doprowadza włókno 2, które jest zamocowane na końcu prowadzącym do kotwicy 3. Włókno 2 może przechodzić przez kąpiel 4 z ogrzanej żywicy, gdzie jest powlekane żywicą. Włókno 2 jest kierowane wzdłuż stycznej do kołowej obrotowej tarczy nośnej 5 z pewną liczbą ustalających kołków 6 umieszczonych na jej obrzeżu 7. W pobliżu obrzeża 7 obrotowej tarczy nośnej 5 znajduje się zakrzywiony grzebień 8. Początkowo włókno 2 przechodzi pomiędzy grzebieniem 8 a obrzeżem 7, jak pokazano na fig. 1A. Następnie grzebień 8 przemieszcza się w kierunku obrotowej tarczy nośnej 5, porywając włókno 2, chwytając je na część ustalających kołków 6 w pobliżu grzebienia 8 i prowadząc włókno 2 przez tarczę nośną 5, gdzie grzebień 8 albo tarcza nośna 5 są przemieszczane pionowo w taki sposób, żeby włókno 2 zahaczyło się na pozostałych ustalających kołkach 6. Następnie, jak widać na fig. IB, grzebień 8 cofa się w kierunku 8b do swojego położenia początkowego, pozostawiając pierwszy układ 9 równoległych, biegnących zygzakowo (0 stopni) włókien 2. Pierwszy układ 9 włókien 2 można pokryć żywicą za pomocą natryskiwania lub powlekania, zamiast, albo oprócz, przeciągania włókna 2 przez kąpiel 4 z ogrzanej żywicy. W celu zakończenia orientowania włókien, obraca się obrotową tarczę nośną 5, np. o 90 stopni od jej położenia początkowego 5a do jej drugiego położenia 5b, jak widać na fig. 1B i 1C, i ponownie przemieszcza się grzebień 8 nad włóknem 2 przez część stacjonarnych ustalających kołków 6 na obrotowej tarczy nośnej 5 i nad pozostałymi ustalającymi kołkami 6, zahaczając włókno 2 i tworząc drugi układ 11 włókien 2, złożony z równoległych (na przykład pod kątem 90 stopni), biegnących zygzakiem włókien, jak widać na fig. 1D. Następnie układy pierwszy 9 i drugi 11 włókien 2 spaja się ze sobą, np. za pomocą ciepła, ewentualnie natryskując żywicę w celu powleczenia układów 9 i 11 włókien 2, lub ewentualnie za pomocą ciśnienia. Jeżeli jest to pożądane z punktu widzenia zbrojenia, to można utworzyć dodatkowe drugie układy 11 włókien 2 i spoić je z początkowymi układami 9 i 11 włókien 2. Gotową tarczę zbrojeniową, zbrojoną włókniną z krzyżowo nałożonymi układami 9 i 11 włókien 2, zdejmuje się z ustalających kołków 6 i obrotowej tarczy nośnej 5 zdmuchując ją za pomocą powietrza, podnosząc palcami, odwracając lub za pomocą podciśnienia i używa się jako zbrojenia do tarcz ściernych cienkich.

Na fig. 2A-2C pokazano dwa alternatywne przykłady pierwszej odmiany sposobu wytwarzania tarcz ściernych cienkich zbrojonych włóknami za pomocą układów włókien biegnących zygzakowo i ruchomych kołków na tarczy nośnej 14, która może być obrotowa lub nie, w zależności od urządzenia wybranego do realizacji sposobu. W jednym z przykładów realizacji tego sposobu, rozmieszcza się ruchome kołki 12 w pierwszym zestawie w równoległych rzędach wzdłuż średnicy tarczy nośnej 14 w jej punkcie środkowym 14a albo wjego pobliżu. Ruchome kołki 13 drugiego zestawu są rozmieszczone w rzędzie wzdłuż średnicy tarczy nośnej 34 w jej punkcie środkowym 14a lub wjego pobliżu, równolegle do pierwszego zestawu ruchomych kołków 12. Każdy z ruchomych kołków 12 pierwszego zestawu jest przymocowany do ramienia 16 mającego możliwość poruszania się w kierunkach wskazanych jako 12a. Podobne ramiona (niepokazane), zdolne do poruszania się w przeciwnym kierunku wskazanym jako 13a, są przymocowane do każdego z ruchomych kołków 13 drugiego zestawu. Włókno 2 jest przeciągane pomiędzy tymi dwoma rzędami ruchomych kołków 12 zestawu pierwszego i 13 drugiego z zasilającej szpuli 1 z końcem prowadzący przymocowanym do kotwicy 3.

Jak widać na fig. 2A, ramiona 16 można używać do przemieszczania kołków 12 pierwszego zestawu ku włóknom 2, zahaczania włókna 2 i przeciągania go po półokręgu ku obrzeżu 15 tarczy nośnej 14. Jednocześnie ruchome kołki 13 drugiego zestawu są przemieszczane w poprzek włókna 2 pod kątem 180° w stosunku do kierunku ruchomych kołków 12, pierwszego zestawu zahaczając włókno 2 i pociągając je po półokręgu ku obrzeżu 15 tarczy nośnej 14. Na fig. 2A pokazano liniami przerywanymi położenia włókna 2 na obrzeżu 15, kołki 12 i ramiona 16. Do regulowania naprężenia włókna 2 można używać jednego lub więcej elementów napinających 10. Ponadto można kolejno przemieszczać ruchome kołki 12 i 13, minimalizując naprężenie podczas naciągania włókien. Na obrzeżu 15 włókno 2 uwalnia się z ruchomych kołków 12 i 13. W zależności od urządzenia wybranego do realizacji tego sposobu, do formowania drugiego układu włókien 2 można używać kołki 13 drugiego zestawu. W alternatywnym przykładzie rozwiązania, stosując ten sam zestaw kołków, obraca się albo

185 308 ruchome kolki 12 i 13 albo tarczę nośną 14 z pierwszym układem równoległych (0 stopni) biegnących zygzakiem włókien 2 o kąt od 45° do 135°, korzystnie 90 stopni, w stosunku do położenia początkowego, po czym powtarza się wyciąganie i ciągniecie włókien 2, wytwarzając jeden lub więcej dodatkowy drugi układ 11 ułożonych zygzakiem równoległych (np. pod kątem 90 stopni) włókien 2 nad pierwszym układem 9 włókien 2. Następnie powstałe włókninowe krzyżowo nałożone układy 9 i 11 włókien 2 obrabia się w opisany powyżej sposób uwidoczniony na fig. 1A-1D i używa do wytwarzania tarcz, ściernych cienkich zbrojonych.

W innym przykładzie realizacji tej odmiany sposobu, według wynalazku, na innym typie urządzenia, położenie startowe i kierunek ruchu rzędów ruchomych kołków 12 są zamienione z rzędami ruchomych kołków 13, a włókno 2 jest popychane ku obrzeżu 15 przez rzędy kołków 12 i 13 poruszające się w przeciwnych kierunkach, a niepopychane ku obrzeżu 15, jak widać na fig. 2A.

Drugi przykład realizacji pierwszej odmiany sposobu wytwarzania włókninowej tarczy zbrojeniowej jest pokazany na fig. 2A-2C. Pierwszy zestaw ruchomych, ułożonych półkoliście kołków 12 jest połączony z ruchomym ramieniem 17, które początkowo znajduje się na obrzeżu 15 tarczy nośnej 14. Włókno 2 z zasilającej szpuli 1 jest ciągnięte wzdłuż drugiego zestawu ruchomych, ułożonych półkoliście kołków 13 wzdłuż obrzeżu 15 tarczy nośnej 14, a krawędź prowadząca włókna 2 jest przymocowana do kotwicy 3. Ruchome ramię 17 jest przemieszczane ku włóknu 2 i przechodzi przez włókno 2, ruchome kołki 13 i tarczę nośną 14 ku obrzeżu 15, układając włókno 2 w pierwszy układ ułożonych zygzakiem równolegle (0 stopni) włókien 2, jak pokazano na fig. 2C. Następnie wycofuje się ruchome ramię 17. W zależności od urządzenia wybranego do realizacji tego sposobu, następnie można zastosować inny zestaw kołków i albo obraca się tarczę nośną 14 z pierwszym układem włókien 2, albo obraca się ruchome kołki 12 i 13 wraz z ruchomym ramieniem 17 o kąt od 45° do 135°, korzystnie 90 stopni. Ciągnięcie włókna 2 powtarza się w celu uformowania jednego lub więcej dodatkowych układów z zygzakowo, nawijanymi (np. pod kątem 90 stopni) równoległymi włóknami 2, oraz układy włókien 2 spaja się (jak opisano powyżej) wytwarzając włókninową tarczę zbrojeniową z krzyżowym układem włókien 2, nadającą się do wytwarzania tarcz ściernych cienkich.

Na fig. 3 przedstawiono trzeci przykład realizacji pierwszej odmiany sposobu wytwarzania włókninowych tarcz zbrojeniowych z równomiernym rozkładem włókien 2 do tarcz ściernych cienkich. W sposobie tym wahadłowe ramię 18 prowadzi włókno 2 przewleczone przez igłę 19 zygzakiem po tarczy nośnej 14, zahaczając je wokół każdego z wielu ustalających kołków 6 znajdujących się na obrzeżu 35 tarczy nośnej 14, w wyniku czego powstaje pierwszy układ 9 równoległych (0 stopni) zygzakowo włókien 2, przy czym do ustalenia obwodowych granic, zygzakowo nawijanego układu układu włókien 2 można wykorzystać urządzenie do śledzenia ruchu wahadłowego ramienia 18.

Tarcza nośna 14 może być częścią taśmy przenośnika na linii produkcyjnej, obrotową platformą, dnem formy na tarcze ścierne lub tym podobnymi różnorodnymi strukturami przystosowanymi do kształtowania tarczy zbrojeniowej przeznaczonej do wytwarzania tarczy ściernej cienkiej. W zależności od zastosowanego urządzenia, obraca się albo zespół złożony z wahadłowego ramienia 18, igły 19 i włókna 2 o kąt od około 45 do około 135 stopni, korzystnie 90 stopni, względem pierwszego zygzakowo nawijanego układu 9 włókien 2, albo obraca się tarczę nośną 14 o zadany kąt, co umożliwia skonstruowanie jednego lub więcej zygzakowo nawijanych dodatkowych drugich układów 11 włókien 2 i spaja się je, w wyniku czego powstaje końcowa włókninowa tarcza zbrojeniowa z krzyżowym układem włókien 2.

Sposób, według wynalazku, ma wiele przykładów realizacji, w których używa się nie więcej niż jedno źródło do doprowadzania włókna 2 na każdy typ włókien umieszczonych w układzie włókien zygzakowo nawijanych, wytwarza się włókninowy układ cechujący się dwukierunkową wytrzymałością mechaniczną i odpornością na naprężenia poprzeczne podczas spajania go w tarczę ścierną cienką, oraz zapewnia się równomierną liczbę włókien 2 i odstępy pomiędzy włóknami 2 na odcinku od środka ku obrzeżu wytwarzanych takimi sposobami zbrojonych włóknami tarcz ściernych cienkich zbrojonych. Podobnie, można zastosować

185 308 różnorodne inne urządzenia do wytwarzania włókninowych tarcz zbrojeniowych i do wytwarzania tarcz ściernych cienkich zawierających tarcze zbrojeniowe.

Na fig. 1 -3 przedstawiono ogólnie formowanie układu z włókien 2 w postaci pełnego koła, ale istnieje również możliwość orientowania włókien 2 w układ o obszarze nie pełnego koła, na przykład na ćwiartki lub jednej trzeciej koła, otoczonej przez tarczę nośną, a następnie układ włókien 2 obraca się np. o 45 stopni, po czym układa się włókna 2 na kolejne części koła pierwszego układu. W tym przypadku tarcza zbrojeniowa ma centralny otwór bez dodatkowego wycinania takiego otworu umożliwiającego montaż tarczy na szlifierce.

Przy zygzakowo nawijanych układach włókien, zaleca się spajanie układów włókien ze sobą. Dla wytworzenia tarczy zbrojeniowej układa się krzyżowo układy włókien 2 w stosie z jednym lub więcej dodatkowymi układami włókien 2 i umieszcza się na przykład, w formie do tarcz ściernych. Można to zrealizować transportując na taśmie formę do tarczy ściernej poza pierwsze i drugie stanowisko do układania włókien 2, w których umieszcza się w formie pierwszą 9 i drugą 11 układ włókien 2. W miarę przemieszczania się formy na taśmie wzdłuż linii produkcyjnej, nad układami włókien 2 umieszcza się mieszankę ziarna ściernego i spoiwa, a następnie umieszcza się w formie kolejne dodatkowe drugie układy 11 włókien 2.

Następnie korzystnie nanosi się, na przykład żywicę natryskując żywicę na układy włókien 2. Nie powlekane włókno 2 można swobodnie wyciągać i wciągać w kształtowanym układzie włókien 2 bez zakłócania jego ruchu kleistością żywicy i wytwarzania naprężeń rozciągających powodujących zerwanie włókien 2 podczas przetwarzania. Jednakże, przy stosowaniu urządzeń wyposażonych w zespoły napinające i mechanizmy synchronizujące przed ukształtowaniem układu włókien 2 można je powlekać żywicą w kąpieli 4. Bez względu na sposób powlekania, żywicę możną podgrzać w celu doprowadzenia jej do stanu płynnego ze stanu stałego lub obniżenia lepkości płynnej żywicy, albo można ją rozpuścić lub rozcieńczyć za pomocą rozpuszczalnika lub rozcieńczalnika, który następnie odparowuje się, co umożliwia właściwe pokrycie włókna 2. Ze względu na późniejsze manipulowanie tarczami zbrojeniowymi zaleca się stosowanie żywic, które w temperaturach pokojowych zachowują stan stały. Powlekanie włókien 2 żywicą zaleca się ze względu na to, że unika się ich uszkodzeń podczas dalszego manipulowania nimi, ułatwia się układanie włókien 2 w układy włókien 2 podczas kształtowania tarcz zbrojeniowych oraz poprawia się trwałość spajania tarczy zbrojeniowej z kolejnymi elementami składowymi tarcz ściernych.

Na fig. 4A-4F przedstawiono drugą odmianę sposobu wytwarzania włókninowych tarcz zbrojeniowych, przeznaczonych na tarcze ścierne cienkie zbrojone z zastosowaniem wielu nieciągłych włókien. Jak widać na fig. 4A, każde z wielu nieciągłych włókien 2, utrzymywanych równolegle za pomocą uchwytu 21 do układu włókien 2, jest zaciśnięte za pomocą wielu prowadnic 20. Włókna 2 są odwijane z wielu zasilających szpul 1 i można je powlec żywicą, przepuszczając przez podgrzaną kąpiel 4 z żywicy. W odróżnieniu od sposobu z zygzakowym nawijaniem układu włókien 2, w sposobie z zastosowaniem wielu nieciągłych włókien 2 zaleca się kąpiel z żywicy, a nie późniejsze natryskiwanie lub powlekanie, ze względu na ułatwienie równomiernego i łatwiejszego regulowania naprężenia włókna 2 oraz bardziej wydajne wstępne powlekanie włókna 2.

Początkowo prowadnice 20 włókien 2 znajdują się na półkolu obrzeża 7 obrotowej tarczy nośnej 5, jak widać na fig. 4A, ale mogą poruszać się ruchem wahadłowym do tyłu i do przodu po równoległych torach (nie pokazanych) po obrotowej tarczy nośnej 5 od pozycji na początkowej połówce obrzeża 7, do pozycji na przeciwległej połówce obrzeża 7. Na fig. 4B i 4C pokazano położenia poszczególnych prowadnic 20 włókien 2 w środku obrotowej tarczy nośnej 5 i na przeciwległej połówce obrzeża 7. Półkolista część ostrza noża krążkowego 22 tnie włókna 2 na początkowej połówce obrzeża 7, jak widać na fig. 4D, i prowadnice 20 włókien 2 są cofane do początkowej połówki obrzeża 7, gdzie wkłada się w nie za pomocą krzywki (nie pokazanej) nowe włókna 2. Na obrotowej tarczy nośnej 5 znajduje się równoległy (0 stopni) układ 23 nieciągłych włókien 2 o w przybliżeniu takich samych wymiarach i kształcie jak tarcza ścierna cienka, która ma być zbrojona. Układ 23 nieciągłych włókien obraca się w sposób widoczny na fig. 4E o kąt od około 45 do około 135 stopni, korzystnie 90 stopni, od położenia początkowego 0 stopni. Proces ciągnięcia wielu włókien 2 za pomocą prowadnic 20

185 308 i ich cięcia powtarza się do uzyskania krzyżowego układu 24 nieciągłych włókien 2. Włókninowy, krzyżowy układ 24 włókien 2 poddaje się dalszej obróbce podobnie do układów włókien 2 zygzakowo o nawijanych, uzyskując włókninową tarczę zbrojeniową przeznaczoną do wytworzenia tarcz ściernych cienkich.

Jedną z korzyści wynikających ze stosowania sposobu kształtowania układu włókien 2 z licznymi nieciągłymi włóknami 2 jest możliwość zastosowania w tarczy zbrojeniowej różnorodnych typów włókien 2. Przykładowo, można razem używać włókna szklane i węglowe, albo mieszankę niedoprzędu szklanego i przędzy ze szkła. Ilość używanych włókien 2 można zmniejszyć do połowy eliminując co drugą zasilającą szpulę 1 z włóknem 2.

Na fig. 5 przedstawiono zespół do wywarzania tarczy zbrojeniowej, według odmiany realizacji sposobu pokazanego na fig. 4A-4F urządzenia do wytwarzania tarczy ściernej cienkiej zbrojonej.

Zespół do wytwarzania tarczy zbrojeniowej ma, sprzęgnięty z zespołem do zdejmowania tarczy zbrojeniowej, zespół stacjonarny 27, do którego przymocowany jest uchwyt 21 połączony z zespołem szpuli 1 i na którym obrotowo osadzony jest zespół obracający 26 z zamocowanym na nim na stałe zespołem nośnym mającym obrotową tarczę nośną 25. Nad tarczą nośną 25 zespołu nośnego umieszczone są zespół do utrzymywania włókien 2 i zespół do sterowania odległością, a nad nimi zespół do cięcia włókien 2 i zespół do spajania układów włókien 2. Zespół do utrzymywania włókien 2 i zespół do sterowania odległością są umieszczone przesuwnie w kierunku prostopadłym do osi obrotu zespołu obracającego 26, a zespół do cięcia włókien 2 i zespół do spajania układów włókien 2 są umieszczone przesuwnie wzdłuż osi obrotu zespołu obracającego 26.

Zespół do utrzymywania włókien 2 kontroluje równoległe ułożenie włókien 2 podczas ich przeciągania wzdłuż całej tarczy nośnej 25.

Zespół do sterowania odległością reguluje odległość, na którą są przeciągane włókna 2 wzdłuż całej tarczy nośnej 25.

Obrotowa tarcza nośna 25 zespołu nośnego jest zamontowana na zespole obracającym 26, a zespół stacjonarny 27 pełni rolę podpory. Płyta dolna 28 ma szereg równoległych rowków 29, a płyta górna 31 ma szereg zsynchronizowanych równoległych rowków 30, przy czym płyta górna 30 jest osadzona na ruchomych ramionach nośnych 32, a płyta dolna 20 na ramionach nośnych 33. Płyty dolna 28 i górna 30 znajdują się w ustalonej odległości nad powierzchnią obrotowej tarczy nośnej zespołu nośnego 25.

Podczas działania urządzenia, według wynalazku ruch ramienia nośnego 32 płyty górnej 31 powoduje przemieszczenie każdej prowadnicy 20 włókna 2, która znajduje się wjednym z rowków 30 w płycie górnej 31, oraz z długości każdego rowka 30 wynika długość drogi dla odpowiedniej sprzężonej z tym rowkiem 30 prowadnicy 20 włókien 2. Długość drogi ruchu prowadnicy 20 włókien 2 określa długość włókna 2 osadzonego na tarczy nośnej 25. Prowadnica 20 każdego włókna 2 znajduje się również wjednym z rowków 29 w płycie dolnej 28, które podczas pracy utrzymują włókna 2 w równoległym układzie włókien 2.

Na fig. 6 przedstawiono szczegółowo prowadnice 20 włókien 2 zespołu do wytwarzania tarczy zbrojeniowej z fig. 5. Nakrętka 37 mocuje prowadnicę 20 włókien 2 na płycie dolnej 28 w taki sposób, żeby prowadnica 20 włókien 2 mogła poruszać się po torze wyznaczonym przez sprzęgowy rowek 29 w płycie dolnej 28. Główka 38 prowadnicy 20 włókna 2 porusza się po torze wyznaczonym przez sprzęgowy rowek 30 w płycie górnej 31 (nie pokazano) do położenia, w którym włókno 2 zostaje zaciśnięte w szczękach 39 ze stali sprężynowej. W szczękach 39 umieszcza się za pomocą krzywki 40 włókno 2. Podczas przemieszczania się do przodu krzywka 40, otwiera szczęki 39 i uwalnia koniec włókna 2, na którym został zawiązany haczyk 41 połączony z krzywką 40. Ruchy tych elementów synchronizuje się tak, żeby zespół do wytwarzania tarczy zbrojeniowej pokazany na fig. 5 i 6 mógł pracować automatycznie i w trybie ciągłym.

Jak widać na fig. 5, na ruchomej płycie nośnej 36, nad obrotową tarczą nośną 25, znajduje się nóż krążkowy 22 i płyta dociskowa 35. Nóż krążkowy 22 i płyta dociskowa 35 mogą poruszać się pionowo, tnąc włókna 2 po ukształtowaniu układu nieciągłych włókien oraz dociskając, ewentualnie z doprowadzeniem ciepła, skrzyżowane układy włókien 2,

185 308 w celu spojenia tarczy zbrojeniowej. Płyta nośna 36 może być wyposażona w liniowe lub okrągłe ruchome zaciski ustalające (nie pokazane) do trzymania włókien 2 w odpowiednim położeniu podczas cięcia, do dodatkowych czynności ciągnienia, chowania prowadnicy 20 włókna 2, spajania, zdejmowania tarczy i tak dalej. Ruch noża krążkowego 22, płyty dociskowej 35 i płyty nośnej 36 jest zsynchronizowany z ruchem obrotowej platformy 25, prowadnic 20 włókien 2, krzywek 40 i innych elementów składowych urządzenia, co umożliwia automatyzację i ciągłość działania.

W przedstawianym przykładzie wykonania zespołu do wytwarzania tarczy zbrojeniowej urządzenia według wynalazku, dla zapewnienia dokładności działania, w skład całego zespołu wchodzą napędzane pneumatycznie obrotowe siłowniki, tłoki i inne części ruchome. W alternatywnym przykładzie wykonania, zespół może być wyposażony w silniki elektryczne sprzężone z różnymi mechanizmami napędowymi i jeden lub więcej skomputeryzowane sterowniki.

Widoczny na fig. 5 i 6 zespół można wyposażyć, o ile jest to wskazane w przypadku danej instalacji produkcyjnej lub konieczne ze względu na dany typ tarczy ściernej, w jeszcze inne dodatkowe podzespoły. Przykładowo, w przypadku tarcz ściernych zbrojonych szlifierskich o średnicy 17,8 cm (7 cali) lub 22,9 cm (9 cali) zazwyczaj nie jest potrzebny kołowy zacisk do utrzymywania stałego położenia układu nieciągłych włókien 2 podczas kolejnych czynności sposobu jej wytwarzania, ale może to być konieczne w przypadku tarcz ściernych 0 większych średnicach. Zespół do wytwarzania tarczy zbrojeniowej można również dodatkowo wyposażyć w chowane zęby lub rowki usytuowane na obrotowej platformie, zdolne do poruszania się w pionie, a przeznaczone do utrzymywania układu włókien 2 w wybranych stałych położeniach i chowane, kiedy nie są potrzebne.

Elementy konstrukcyjne zespołu z fig. 5 mogą mieć różne kształty i wymiary. Przykładowo, na fig. 5 i 6 widać, że płyta dolna 28 oraz płyty górna 31 i nośna 36 są prostokątne, ale mogą być również kołowe lub o jeszcze innych kształtach i różnych wymiarach. Zespół do wytwarzania tarczy zbrojeniowej powinien być skonstruowany w sposób umożliwiający dostosowywanie go do wytwarzania tarcz zbrojeniowych o różnych wymiarach przeznaczonych do różnych tarcz ściernych cienkich. Zatem zespół ten można wyposażyć w wymienne podzespoły i skonstruować w sposób umożliwiający dostosowanie go do wytwarzania największych i najmniejszych tarcz zbrojeniowych potrzebnych do zbrojenia tarcz ściernych cienkich. Ze względu na trwałość sprzętu, zaleca się, żeby omawiany zespół urządzenia według wynalazku, był skonstruowany z metali o dużej trwałości, takich jak stał nierdzewna, ale tam, gdzie ze względu na budowę urządzenia, koszty, naprawy lub eksploatację niepożądane jest stosowanie takich metali, można również stosować inne materiały.

Do stosowanych włókien należą, ale nie wyłącznie, włókna szklane, włókna węglowe, włókna borowe, aramidowe, poliakrylonitrylowe, z polietylenu dużej gęstości i podobne, włókna ceramiczne, takie jak węglik krzemu i korund, oraz ich kombinacje. Stwierdzono przydatność do stosowania w wynalazku mieszanek niedoprzędowych włókien szklanych z włóknami polimerów organicznych. W wynalazku można stosować pojedyncze lub nie splecione żyły włókien (niedoprzęd) lub wielonitkowe, splecione żyły włókien (przędzy) oraz ich kombinacje.

Korzystnie, stosuje się niedoprzędy z włókna szklanego.

Korzystnie powleka się włókna 2 żywicą, zwłaszcza w przypadku włókien szklanych.

Do odpowiednich żywic należą, ale nie wyłącznie, materiały fenolowe różnych klas i o różnych recepturach, w tym rezole i/lub nowolaki, ze środkami sieciującymi lub bez nich; żywice epoksydowe; żywice octanowe; żywice mocznikowe; polietylen; oraz ich kombinacje i pochodne, a ponadto żywice termoplastyczne, sklejające włókna 2 ze sobą w miejscach ich krzyżowania się w celu ustalenia ich położenia podczas wytwarzania tarczy zbrojeniowej, a następnie spajające tarcze zbrojeniowe ze sobą w celu manipulowania nimi podczas procesu produkcji tarcz ściernych. Odpowiednie do tych celów żywice wytrzymują temperatury do około 180°C i zachowują swoje właściwości podczas prasowania na gorąco, w sposobie wytwarzania tarcz ściernych zbrojonych. Zaleca się stosowanie powłok o udziale wagowym żywicy od około 10 do około 60, korzystnie od 25 do 45, procent wagowych żywicy w odniesieniu do ciężaru włókna 2.

185 308

Włókninowe tarcze zbrojeniowe można używać do wzmacniania tarcz ściernych cienkich zbrojonych według wynalazku o różnorodnych wymiarach i kształtach. W zależności od wymaganych właściwości wytrzymałościowych tarczy ściernej cienkiej, wymiary komórek o otwartej budowie powstających w wyniku przecinania się włókien 2 w tarczach zbrojeniowych wynoszą od około 0,1 mm do 10 mm, a najbardziej korzystnie od około 1 mm do 5 mm. Tarcze te najbardziej nadają się do zbrojenia tarcz ściernych cienkich przeznaczonych do szlifowania zgrubnego, zdzierania, odcinania oraz od innych bardzo szybkich operacji szlifowania, wymagających szybkiego usuwania metalu. W skład tarcz ściernych cienkich zbrojonych wchodzi zazwyczaj jeden lub więcej gatunków ziarna ściernego (około 24-60% objętościowych), takiego jak elektrokorund, stopiony korund z tlenkiem cyrkonu, spieczony korund z tlenkiem cyrkonu, spieczony korund (techniką sol-żel lub techniką zarodkowania sol-żel), spieczony boksyt i węglik krzemu; lepiszcza organiczne lub pochodzenia żywicowego, zazwyczaj lepiszcza na bazie żywic fenolowych lub epoksydowych (około 30-70% objętościowych); oraz różnorodne wypełniacze, materiały dystansowe i dodatki technologiczne, takie jak kryolit, cyjanit, węglik krzemu, siarczki, siarczany, halogenki, chlorki, fluorki i ich mieszanki.

W sposobie wytwarzania tarczy ściernej cienkiej zbrojonej według wynalazku, jedną włókninową tarczę zbrojeniową kładzie się na dnie formy, do której następnie dodaje się mieszankę ziarna, lepiszcza i innych składników tarczy, po czym na górze płaskiej powierzchni w formie umieszcza się warstwę drugiej włókninowej tarczy zbrojeniowej, a następnie szczelnie zamyka się formę, prasuje, ewentualnie z doprowadzenie ciepła, utrwala poprzez ogrzewanie do temperatury około 130-200°C i na końcu wyjmuje gotową tarczę ścierną cienką zbrojoną z formy. Powszechnie wiadomo w tej dziedzinie, że z łatwością można zmodyfikować ten podstawowy proces w celu uzyskania różnych typów tarcz, w których skład wchodzą różne ilości materiału zbrojeniowego w wybranych strefach tarcz.

Tarcze ścierne cienkie zbrojone według wynalazku, wzmocnione tarczami zbrojeniowymi są mocniejsze niż tarcze ścierne zbrojone równoważnymi ilościami tkanin włókiennych. Nie wysuwając żadnej teorii, sądzi się, że tkany układ włókien w materiale tkaninowym powoduje wytwarzanie niekorzystnych naprężeń w miejscach krzyżowania się włókien ze sobą, które są intensyfikowane wskutek manipulowania materiałem podczas procesu produkcji, a których to naprężeń nie ma w przypadku stosowania włókninowej tarczy zbrojeniowej tarczy ściernej cienkiej zbrojeniowej według wynalazku. Naprężenia te osłabiają włókna 2, w wyniku czego pojawiają się uszkodzenia tarczy włókninowej zbrojeniowej przy niższym obciążeniu, zwłaszcza w warunkach działających naprężeń bocznych.

Przykład 1

Przykład ten ilustruje sporządzanie tarcz ściernych cienkich zbrojonych sposobem, według wynalazku, i dowodzi lepszej wytrzymałości tych tarcz na pękanie piasty pod działaniem sił bocznych.

Wytworzono ręcznie z niedoprzędu z włókien szklanych, tarcze zbrojeniowe ze skrzyżowanym 90 stopniowym układem nieciągłych włókien. Z włókien tych wykonano tarcze zbrojeniowe, zgodnie z drugą odmianą sposobu według wynalazku, pokazaną na fig. 4A-4F.

Kontrolną tarczę ścierną wykonano z tarcz zbrojeniowych ciętych z tkaniny z włókna szklanego.

Tarcze ścierne (Typ 1, płaskie, o średnicy 17,78 cm (7 cali) i grubości 0,32 cm (1/8 cala) wykonano z 72,9% wagowych ziarna ściernego z ciemnego korundu (grys 36), 27,1% wagowych mieszanki lepiszcza organicznego (żywica nowolakowa) i wypełniaczy (siarczan potasowy i siarczek żelazowy). Tarczę zbrojeniową włożono do formy o średnicy 18,1 cm (7 i 1/8 cala) na tarcze ścierne, wymieszano ziarno ścierne z lepiszczem i dodano do formy, po czym na górze mieszanki umieszczono inną tarczę zbrojeniową. Składniki te prasowano pod ciśnieniem 703,1 kG/cm² (5 ton na cal kwadratowy) przez 10 sekund w temperaturze pokojowej, a następnie utwardzono w temperaturach do 200°C. Tarczę ścierną cienką zbrojoną wyjęto z formy i zbadano jej wytrzymałość na zniszczeniową prędkość powierzchniową, na maksymalne obciążenie osiowe pod działaniem naprężeń bocznych (próba pierścieniowa przy szybkości obciążania 0,127 cm/min (0,05 cali/min) na maszynie wytrzymałościowej, przy czym

185 308 obciążenie przykładano do kołnierza tarczy ściernej cienkiej zbrojonej począwszy od wartości zerowej do wartości powodującej rozerwanie tarczy ściernej cienkiej, zbrojonej, na współczynnik G (szybkość usuwania metalu/szybkość zużycia tarczy) mierzony na obiekcie badawczym w postaci rury ze stali węglowej przy obciążeniu 12 kG na wrzecionie szlifierskim oraz na moc pobieraną podczas szlifowania.

Typ tarczy	Niszcząca prędkość m/s	Obciążenie niszczące kN	Współczynnik G	Pobierana moc kW
tkaninowa kontrolna	150	2,7	1,6	3,0
Włókninowa tarcza ścierna, cienka zbrojona wedłg wynalazku	148	3,6	1,4	3,2
Przeciętny błąd	+/-4	+/-0,2	+/-10%	+1- 5 %

Przedstawione w powyższej tabeli wyniki wskazują na zbliżone krytyczne parametry niszczące podczas szlifowania tarczami ściernymi cienkimi zbrojonymi zarówno tkaninowymi, jak i włókninowymi, tarczami zbrojeniowymi, przy znacznie większej (o około 25%), w przypadku włókninowych tarcz ściernych cienkich zbrojonych według wynalazku, wytrzymałości na zniszczenie tarczy spowodowane jej wypychaniem od środka. Zatem, rezultatem zastosowania włókninowych tarcz zbrojeniowych w tarczach ściernych cienkich zbrojonych, według wynalazku, jest ich wytrzymałość większa niż uzyskiwana w przypadku znanych rozwiązań tarcz ściernych zbrojonych tkaniną

185 308

FIG. IC

185 308

13α

185 308

FIG. 2C

185 308

FIG. 3

185 308

FIG. 4D

FIG. 4E

FIG. 4F

185 308

Departament Wydawnictw UP RP. Nakład 60 egz.

Cena 4,00 zł.

Claims

Zastrzeżenia patentowe

1. Tarcza ścierna cienka zbrojona z centralnym otworem montażowym i kołowym obrzeżem zawierająca co najmniej jedną, rozciągającą się od centralnego otworu montażowego do kołowego obrzeża, włókninową tarczę zbrojeniową, do której za pomocą materiałów wiążących jest przymocowane ziarno ścierne, znamienna tym, że tarcza zbrojeniowa ma spojone ze sobą i ułożone jeden nad drugim co najmniej dwa układy pierwszy (9, 23) i drugi (11, 24) równoległych włókien (2), przy czym włókna (2) układów pierwszego (9, 23) i drugiego (11, 24) są obrócone względem siebie pod kątem od około 45 stopni do około 135 stopni.
2. Tarcza według zastrz. 1, znamienna tym, że układy pierwszy (9, 23) i drugi (11, 24) równoległych włókien (2) mają pokrycie z żywicy.
3. Tarcza według zastrz. 1, znamienna tym, że włókna (2) układów pierwszego (23) i drugiego (24) są nieciągłe.
4. Sposób wytwarzania tarczy ściernej cienkiej zbrojonej, w którym wytwarza się co najmniej jedną włókninową tarczę zbrojeniową, umieszcza się ją w formie do tarczy ściernej, dodaje się co najmniej jedną warstwę mieszanki ziarna ściernego i materiałów wiążących, przymocowuje się pod ciśnieniem ziarno ścierne do wytworzonej włókninowej tarczy zbrojeniowej za pomocą materiałów wiążących wytwarzając tarczę ścierną cienką zbrojoną i utwardza się ją, znamienny tym, że nawija się zygzakowo włókno (2) na zespół nośny o kołowym obrzeżu (7, 15) i formuje się jeden pierwszy układ (9) równoległych włókien (2), a następnie nawija się zygzakowo, pod kątem od około 45 stopni do około 135 stopni względem pierwszego układu (9) i nad nim, włókno (2) na zespół nośny o kołowym obrzeżu (7,15) i formuje się co najmniej jeden drugi układ (11) równoległych włókien (2), po czym spaja się ze sobą układy pierwszy (9) i drugi (11) równoległych włókien (2) i wytwarza się włókninową tarczę zbrojeniową.
5. Sposób według zastrz. 4, znamienny tym, że pokrywa się żywicą układy pierwszy (9) i drugi (11) przed spojeniem ich ze sobą.
6. Sposób według zastrz. 4, znamienny tym, że obraca się o kąt około 90 stopni względem położenia początkowego zespół nośny z uformowanym na nim pierwszym układem (9) przed nawijaniem drugiego układu (11).
7. Sposób według zastrz. 4, znamienny tym, że obraca się o kąt około 45 stopni względem położenia początkowego zespół nośny z uformowanym na nim pierwszym układem (9) przed nawijaniem drugiego układu (11).
8. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, że obraca się ponownie o kąt około 90 stopni względem położenia początkowego zespół nośny z uformowanymi na nim układami pierwszym (9) i drugim (11) przed nawijaniem kolejnego drugiego układu (11) równoległych włókien (2).
9. Sposób według zastrz. 8, znamienny tym, że obraca się ponownie o kąt około 135 stopni względem położenia początkowego zespół nośny z uformowanymi na nim układami pierwszym (9) i dwoma drugimi (11) przed nawijaniem kolejnego drugiego układu (11) równoległych włókien (2).
10. Sposób według zastrz. 4, znamienny tym, że nawija się włókno (2) na zespół nośny stanowiący segment taśmy nośnej.
11. Sposób według zastrz. 4, znamienny tym, że nawija się włókno (2) na, usytuowane wzdłuż kołowego obrzeża (7) tarczy nośnej (5) zespołu nośnego, jego ustalające kołki (6), przy czym stosuje się tarczę nośną (5) o średnicy zbliżonej do średnicy wytwarzanej tarczy ściernej cienkiej zbrojonej.

185 308
12. Sposób według zastrz. 4, znamienny tym, że nawija się włókno (2) na, usytuowane w dwóch rzędach, mocowane indywidualnie do regulowanych ramion i przesuwające się równolegle do siebie, ruchome kołki (12, 13) zespołu nośnego.
13. Sposób według zastrz. 12, znamienny tym, że nawija się włókno (2) pomiędzy rzędami ruchomych kołków (12, 13) zespołu nośnego o kołowym obrzeżu (15) i przesuwa się rzędy ruchomych kołków (12,13) w przeciwnych kierunkach (12a, 13a).
14. Sposób według zastrz. 13, znamienny tym, że przesuwając kolejno rzędy ruchomych kołków (12, 13) w przeciwnych kierunkach (12a, 13a) reguluje się naprężenie we włóknie (2).
15. Sposób według zastrz. 4, znamienny tym, że pokrywa się żywicą włókno (2) przed jego nawijaniem zygzakowym na zespół nośny.
16. Sposób według zastrz. 5 albo 15, znamienny tym, że ogrzewa się i spaja się ze sobą układy pierwszy (9) i drugi (11) równoległych włókien (2).
17. Sposób wytwarzania tarczy ściernej cienkiej zbrojonej, w którym wytwarza się co najmniej jedną włókninową tarczę zbrojeniową, umieszcza się ją w formie do tarczy ściernej, dodaje się co najmniej jedną warstwę mieszanki ziarna ściernego i materiałów wiążących, przymocowuje się pod ciśnieniem ziarno ścierne do włókninowej tarczy zbrojeniowej za pomocą materiałów wiążących wytwarzając tarczę ścierną cienką zbrojoną i utwardza się ją, znamienny tym, że przeciąga się za pomocą uchwytu (21), w zespole nośnym równolegle wzdłuż całej tarczy nośnej (5) o kołowym obrzeżu (7), włókna (2) i formuje się jeden pierwszy układ (23) równoległych nieciągłych włókien (2), po czym tnie się włókna (2) w miejscach ich styku z kołowym obrzeżem (7) tarczy nośnej (5) zespołu nośnego zachowując równoległość nieciągłych włókien (2) w ich pierwszym układzie (23), a następnie przeciąga się za pomocą uchwytu (21), w zespole nośnym równoległe wzdłuż całej tarczy nośnej (5) o kołowym obrzeżu (7), a prostopadle względem pierwszego układu (23) równoległych nieciągłych włókien (2) i nad nim, włókna (2) i formuje się co najmniej jeden drugi układ (24) równoległych nieciągłych włókien (2), po czym tnie się włókna (2) w miejscach ich styku z kołowym obrzeżem (7) tarczy nośnej (5) zespołu nośnego zachowując równoległość nieciągłych włókien (2) w ich drugim układzie (24), spaja się ze sobą układy pierwszy (23) i drugi (24) równoległych nieciągłych włókien (2) i wytwarza włókninową tarczę zbrojeniową.
18. Sposób według zastrz. 17, znamienny tym, że pokrywa się żywicą włókna (2) układu pierwszego (23) i drugiego (24) przed ich przeciąganiem.
19. Sposób według zastrz. 18, znamienny tym, że ogrzewa się i spaja się ze sobą układy pierwszy (23) i drugi (24,).
20. Sposób według zastrz. 19, znamienny tym, że ściska się i spaja się ze sobą układy pierwszy (23) i drugi (24).
21. Sposób według zastrz. 17, znamienny tym, że obraca się o kąt około 90 stopni względem położenia początkowego tarczę nośną (5) z uformowanym na niej pierwszym układem (23) przed przeciąganiem drugiego układu (24).
22. Urządzenie do wytwarzania tarczy ściernej cienkiej zbrojonej zawierające połączone zespół do wytwarzania tarczy zbrojeniowej i zespół do wytwarzania tarczy ściernej cienkiej zbrojonej, znamienne tym, że zespół do wytwarzania tarczy zbrojeniowej ma, sprzęgnięty z zespołem do zdejmowania tarczy zbrojeniowej, zespół stacjonarny (27), do którego przymocowany jest uchwyt (21) połączony z zespołem szpuli (1) i na którym obrotowo osadzony jest zespół obracający (26) z zamocowanym na nim na stałe zespołem nośnym mającym obrotową tarczę nośną (25), zaś nad tarczą nośną (25) zespołu nośnego umieszczone są zespół do utrzymywania włókien (2) i zespół do sterowania odległością, a nad nimi zespół do cięcia włókien (2) i zespół do spajania układów włókien (2), przy czym zespół do utrzymywania włókien (2) i zespół do sterowania odległością są umieszczone przesuwnie w kierunku prostopadłym do osi obrotu zespołu obracającego (26), a zespół do cięcia włókien (2) i zespół do spajania układów włókien (2) są umieszczone przesuwnie wzdłuż osi obrotu zespołu obracającego (26).
23. Urządzenie według zastrz. 22, znamienne tym, że zespołem do sterowania odległością jest ruchoma płyta górna (31) mającą wiele równoległych rowków (30).

185 308
24. Urządzenie według zastrz. 22, znamienne tym, że zespołem do utrzymywania włókien (2) jest ruchoma płyta dolna (28) mającą wiele równoległych rowków (29).
25. Urządzenie według zastrz. 22, znamienne tym, że zespół do cięcia włókien (2) ma nóż krążkowy (22) przymocowany do płyty nośnej (36) ruchomej wzdłuż osi obrotu zespołu obracającego (26).
26. Urządzenie według zastrz. 22, znamienne tym, że zespół do spajania układów włókien (2) ma, przymocowaną do płyty nośnej (36), płytę dociskową (35) o średnicy zbliżonej do średnicy tarczy nośnej (25) zespołu nośnego.
27. Urządzenie według zastrz. 22, znamienne tym, że z zespołem stacjonarnym (27) jest połączony zespół ogrzewający.
28. Urządzenie według zastrz. 25, znamienne tym, że płyta nośna (36) ma co najmniej jeden zacisk ustalający.
29. Urządzenie według zastrz. 22, znamienne tym, że z zespołem stacjonarnym (27) są połączone kąpiel (4) z żywicą i zespół do przeciągania włókien (2) przez kąpiel (4).
30. Urządzenie według zastrz. 29, znamienne tym, że kąpiel (4) z żywicą ma zespół do ogrzewania.