AT408425B

AT408425B - Schleifscheibe

Info

Publication number: AT408425B
Application number: AT3142000A
Authority: AT
Original assignee: Swarovski Tyrolit Schleif
Priority date: 2000-02-29
Filing date: 2000-02-29
Publication date: 2001-11-26
Also published as: WO2001064399A1; AU2001233474A1; AR027412A1; ATA3142000A

Description

Die Erfindung betrifft eine Schleifscheibe mit einer Innenzone und einer diese umgebenden Aussenzone, wobei die Aussenzone aus Schleifkorn in keramischer Bindung aufgebaut und porös ist sowie eine geringere Dichte als die Innenzone aufweist.

Schleifscheiben mit einer porösen Aussenzone sind an sich bekannt. Sie zeichnen sich durch einen "kühleren" Schliff aus und werden daher bevorzugt im Bereich Tiefschleifen eingesetzt. Steigert man die Porosität der Aussenzone weiter, so gelangt man an die Grenzen hinsichtlich der zulässigen Umfangsgeschwindigkeit.

Die JP 3 079 277 A beschreibt Abrasivwerkzeuge, darunter auch Schleifscheiben, welche eine poröse Innenzone aus Keramik und eine poröse Aussenzone aus Keramik besitzen. Die Porösität der Aussenzone ist mit ca. 55% grösser als die der Innenzone (15-25%). Die Aussenzone enthält zudem Abrasivpartikel wie z. B. CBN und Diamant.

Aufgabe der Erfindung ist es daher, eine Schleifscheibe mit weiter verbesserten mechanischen Eigenschaften und verbessertem Restschleifverhalten insbesondere unter Verwendung günstiger Schleifmittel zu schaffen.

Erfindungsgemäss wird dies bei einer Schleifscheibe der eingangs genannten Gattung dadurch erreicht, dass die Innenzone ebenfalls aus Schleifkorn in keramischer Bindung aufgebaut ist.

Die Schleifmittel in der Innenzone dienen dazu, die Homogenität der Scheibe zu erhalten, sodass die Scheibe ohne Trägerkörper und ohne Kleber hergestellt bzw. gebrannt werden kann. D.h die Herstellung ist in einer Form und einer Presssequenz möglich. Durch die durchgehende Verwendung von Schleifkorn auch in der Innenzone wird der Wärmeausdehnungskoeffizient ausgeglichen. Dies bringt den Vorteil, dass die Scheibe im Produktionsverfahren weniger "springt" und eine höhere Formfestigkeit erreicht wird. Der wesentliche Vorteil des Schleifkorns in der Innenzone ergibt sich im "Restschleifverhalten" und einer sogenannten &num;Nottaufeigenschaft". Beim Schleifvorgang von Werkstücken mit Profilen wird das entsprechende Profil durch ein Diamantabrichtrad auf die Schleifscheibe übertragen.

Der Scheibenrand nützt sich bei der Bearbeitung des Werkstückes ab und das Scheibenprofil "wandert" somit durch die Abnützung des Scheibenrandes in Richtung Achse. Der höchste Profilpunkt des Werkstücks erreicht somit die Innenzone, bevor die Aussenzone gänzlich verbraucht ist. Dadurch, dass die Innenzone ebenfalls mit Abrasivpartikel ausgestattet ist, erfolgt auch durch die Innenzone eine entsprechende Abtragsleistung. Dies bedeutet eine bessere Ausnützung der Schleifscheibe (sog. Restschleifverhalten) und verhindert zudem eine Beschädigung des Werkstückes durch eine ungleiche Abtragsleistung, sofern der Anwender übersieht, dass beim Schleifvorgang bereits die Innenzone erreicht wurde (Notlaufeigenschaft der Schleifscheibe).

Eine solche Schleifscheibe mit einer keramisch dichteren Innenzone und einer poröseren Aussenzone kann beispielsweise durch Verpressen der beiden Zonen und gemeinsames Brennen hergestellt werden. Durch das keramische Bindungssystem für die Innenzone und für die Aussenzone ist es möglich, den Wärmeausdehnungskoeffizient der beiden Zonen im wesentlichen gleich zu halten und damit eine Rissbildung zu unterbinden. Ausserdem erlaubt es ein keramisches Bindungssystem für die Innenzone und für die Aussenzone eine gute Haftung zwischen den beiden Zonen zu erzielen.

Weitere Vorteile und Einzelheiten der Erfindung werden anhand der nachfolgenden Figurenbeschreibung näher erläutert:
Die Fig. 1 zeigt ein Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemässen Schleifscheibe in einer schematischen Seitenansicht, die Fig. 2 zeigt einen zentralen Vertikalschnitt durch die in Fig. 1 dargestellte Schleifscheibe.

Die in den Fig. 1 und 2 dargestellte Schleifscheibe weist eine Innenzone 1 und eine poröse Aussenzone 2 sowie eine zentrale Öffnung 3 auf. Erfindungsgemäss besteht die Aussenzone 2 aus Schleifkorn in keramischer Bindung. Diese Aussenzone 2 ist porös und weist eine geringere Dichte auf als die Innenzone. Die Innenzone 1 besteht ebenfalls aus Schleifkorn in keramischer Bindung.

Im Hinblick auf die geforderte mechanische Festigkeit ist es günstig, wenn die Dichte der Innenzone zwischen 2,1 g/cm3 und 2,6 g/cm3 liegt. Die poröse Aussenzone liegt zur Erzielung eines kühleren Schliffs, wie er insbesondere beim Tiefschleifen benötigt wird, zwischen 1,3 g/cm3 und 2,2 g/cm3.

Zur Erzielung einer hohen mechanischen Festigkeit, welche letztlich die geforderten hohen Umfangsgeschwindigkeiten von insbesondere 80 m/s zulässt, ist es günstig, wenn die Innenzone

aus 40 Vol.% bis 55 Vol.% Schleifkorn und 15 Vol.% bis 25 Vol.% keramischer Bindung besteht.

Als besonders günstige keramische Bindung hat sich eine Bindung herausgestellt, die folgende Bestandteile umfasst:
5 Vol.% - 20 Vol.% Boroxid B2O3
40 Vol.% - 60 Vol.% Siliziumoxid SiO2
10 Vol.% - 20 Vol.% Aluminiumoxid AI203
0 Vol.% - 5 Vol.% Natriumoxid Na2O.

Als Schleifkornart für die Innenzone hat sich Korund bewährt und zwar mit einer Schleifkorngrösse mit 100 bis 180 mesh.

Die wesentlich porösere Aussenzone, welche die eigentliche Schleifzone darstellt, besteht günstigerweise aus 20 Vol.% bis 50 Vol.% aus Schleifkorn und 3 Vol.% bis 20 Voi.% keramischer Bindung. Eine besonders günstige keramische Bindung besteht aus folgenden Bestandteilen:
5 Vol.%-15 Vol.% Boroxid B203
40 Vol.% - 60 Vol.% Siliziumoxid SiO2
10 Vol.% - 30 Vol.% Aluminiumoxid Ai203
0 Vol.% - 5 Vol.% Natriumoxid Na20.

Als Schleifkorn für die Aussenzone kann insbesondere Korund oder Siliziumcarbid eingesetzt werden, und zwar vorzugsweise mit einer Schleifkorngrösse von 36 bis 400 mesh. Diese Schleifmittel sind deutlich preiswerter als zum Beispiel Diamant oder CBN.

Abmessungsmässig kann der erfindungsgemässe Aufbau der Schleifscheibe bei verschiedenen Schleifscheibengrössen eingesetzt werden. Besonders günstige Dimensionen für die Aussenzone liegen zwischen 100 mm und 1300 mm und für die Innenzone zwischen 50 mm und 750 mm.

Von der Form her ist es günstig, wenn die Innenzone und die Aussenzone dieselbe Breite aufweisen, wie dies aus der Fig. 2 ersichtlich ist. Diese Breite liegt vorzugsweise zwischen 10 und 200 mm.

Wie die Fig. 1 und 2 zeigen, sind die Innenzone 1 und die Aussenzone 2 direkt aneinander angrenzend angeordnet und vorzugsweise bei der Herstellung miteinander verpresst. Wie bereits erwähnt, kann die Innenzone 1 zur weiteren Verstärkung im Nabenbereich 1 a mit Kunstharz getränkt sein.

PATENTANSPRÜCHE :
1. Schleifscheibe mit einer Innenzone und einer diese umgebenden Aussenzone, wobei die
Aussenzone (2) aus Schleifkorn in keramischer Bindung aufgebaut und porös ist sowie eine geringere Dichte als die innenzone aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass die Innenzone (1) ebenfalls aus Schleifkom in keramischer Bindung aufgebaut ist.

Claims

2. Schleifscheibe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Dichte der Innenzone (1) zwischen 2,1 g/cm3 und 2,6 g/cm3 liegt.

3. Schleifscheibe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Dichte der Aussenzone (2) zwischen 1,3 g/cm3 und 2,2 g/cm3 liegt.

4. Schleifscheibe nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Innenzone (1) aus 40 Vol.% bis 55 Vol.% Schleifkorn und 15 Vol.% bis 25 Vol.% kerami- scher Bindung zusammengesetzt ist.

5. Schleifscheibe nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die keramische Bindung der Innenzone (1) folgende Bestandteile umfasst: 5 Vol.% - 20 Vol.% Boroxid B2O3 40 Vol.% - 60 Vol.% Siliziumoxid Si02 10 Vol.% - 20 Vol.% Aluminiumoxid Al2O3 0 Vol.% - 5 Vol.% Natriumoxid Na20 6. Schleifscheibe nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Innenzone (1) Schleifkorn mit einer Schleifkorngrösse von 100 bis 180 mesh aufweist.

7. Schleifscheibe nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Innenzone (1) Schleifkorn der Kornart Korund aufweist.

8. Schleifscheibe nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass die <Desc/Clms Page number 3> Aussenzone (2) aus 20 Vol.% bis 50 Vol.% Schleifkom und 3 Vol.% bis 20 Vol.% kerami- scher Bindung zusammengesetzt ist.

9. Schleifscheibe nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass die keramische Bindung der Aussenzone (2) folgende Bestandteile umfasst: 5 Vol.% -15 Vol.% Boroxid B2O3 40 Vol.% - 60 Vol.% Siliziumoxid SiO2 10 Vol.% - 30 Vol.% Aluminiumoxid AI203 0 Vol.% - 5 Vol.% Natriumoxid Na20 10. Schleifscheibe nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Aussenzone (2) Schleifkorn mit einer Schleifkorngrösse von 36 bis 400 mesh aufweist.

11. Schleifscheibe nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Au- &num;enzone (2) Schleifkorn der Kornart Korund oder Siliziumcarbid aufweist.

12. Schleifscheibe nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass die Innenzone (1) und die Aussenzone (2) dieselbe Breite, vorzugsweise zwischen 10 mm und 200 mm aufweist.

13. Schleifscheibe nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass der Durchmesser der Aussenzone (2) zwischen 100 mm und 1300 mm liegt.

14. Schleifscheibe nach einem der Ansprüche 1 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass der Durchmesser der Innenzone (1) zwischen 50 mm und 750 mm liegt.

15. Schleifscheibe nach einem der Ansprüche 1 bis 14, dadurch gekennzeichnet, dass die Innenzone (1) und die Aussenzone (2) direkt aneinander angrenzen und vorzugsweise mit- einander verpresst sind.

16. Schleifscheibe nach einem der Ansprüche 1 bis 15, dadurch gekennzeichnet, dass sowohl die Innenzone (1) als auch die Aussenzone (2) in einer Seitenansicht auf die Schleifscheibe kreisringförmig ausgebildet sind.

17. Schleifscheibe nach einem der Ansprüche 1 bis 16, dadurch gekennzeichnet, dass die Innenzone (1) zumindest bereichsweise (1a) mit Kunstharz getränkt ist.

18. Schleifscheibe nach einem der Ansprüche 1 bis 17, dadurch gekennzeichnet, dass die Innenzone (1) und die Aussenzone (2) einen im wesentlichen gleichen Wärmeausdeh- nungskoeffizienten haben