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Keramisch gebundene Schleifkörper mit eingebetteten Metalleinlagen
Sowohl zur Erhöhung der Betriebssicherheit als auch zu Zwecken der Befestigung von
Schleifkörpern, sei es nun, daß es sich um Schleifkörper handelt, die um ihre eigene
Achse umlaufen, oder um solche, die zu mehreren gemeinsam, z. B. als Einzelkörper
einer Segmentscheibe um eine gemeinsame Achse laufen, war es bei kalt gebundenen,
gummigebundenen, naturharz- oder schellackgebundenen als auch solchen mit Kunstharzen
der verschiedensten Art eingebundenen Schleifkörpern bekannt, metallische Einlagen
oder Armierungen zu verwenden, ohne daß eine Einkittung vorgenommen wurde. Diese
Armierungen wurden z. B. in Form von Ringen in die Schleifkörper eingebettet, um
dadurch die Sicherheit gegen Bruch zu erhöhen, oder aber man ließ Schrauben oder
sonstige Armierungsteile in die Schleifkörper ein, um eine aufschraubbare Befestigung
der Schleifkörper zu erreichen. Bei einem großen Teil der verwendeten Schleifkörper,
und zwar den Schleifkörpern mit keramischer Bindung, war dieses Verfahren bisher
nicht anwendbar.
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Es ist auch bereits vorgeschlagen worden, keramisch gebundene Schleifkörper
mit eingebetteten Metalleinlagen zu versehen, die nach dem Brand ohne Zwischenschicht
direkt finit dem keramischen Körper fest verbunden sind. Hierbei kann man aber nur
solche Schleifkörper verwenden, die nur auf eine Temperatur gebracht werden müssen,
die ein Verbrennen oder Deformieren der Metalleinlagen ausschließt.
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Gemäß der Erfindung wird nun vorgeschlagen, die Metalleinlagen bei
derartigen keramisch gebundenen Schleifkörpern aus einer hochhitzebeständigen Legierung
mit geringer Wärmeausdehnung zu fertigen und als keramisches Bindemittel der Schleifkörper
ein solches mit möglichst hoher Wärmeausdehnung zu verwenden. Hierdurch ist es möglich,
auch keramische Schleifkörper mit einer eingebetteten Metalleinlage zu verwenden,
wobei Temperaturen von 800 bis 1400° C angewandt werden. Die eingebetteten Metalleinlagen
bestehen hierbei aus einer hochhitzebeständigen Stahlarmierung, z. B. aus mit Chrom,
Nickel, Molybdän, Aluminium Silizium oder irgendeinem anderen Legierungselement
legierten Stählen. Es wird auf diese Weise erreicht, daß man auch keramische Schleifkörper
unter großer Betriebssicherheit mit Umfangsgeschwindigkeiten über 35 m/sec
umlaufen lassen kann, wobei die bisher bei anderen umlaufenden Schleifkörpern gebräuchlichen
metallischen Einlagen verwendet werden können. Da beim Brand keramischer Schleifkörper
Temperaturen von 800 bis 1400° C angewandt werden, sind die zu verwendenden hochhitzebeständigen
Stähle in der Lage, die auftretenden Beanspruchungen während des Brennens ohne wesentliche
Verzunderung oder Beeinträchtigung ihrer physikalischen Eigenschaften aufzunehmen.
Da die keramisch gebundenen Schleifkörper gegenüber Metall eine verhältnismäßig
geringe Wärmeausdehnung besitzen, so wird man zum Ausgleich entweder ein geeignetes
keramisches Bindemittel mit möglichst hoher Wärmeausdehnung oder andererseits eine
Metalllegierung mit möglichst geringerer Wärmeausdehnung verwenden.
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In der Zeichnung sind die verschiedensten Ausführungsbeispiele von
keramisch gebundenen Schleifkörpern gemäß der Erfindung schematisch dargestellt.
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Nach Fig. 1 und 2 erhält z. B. ein ringförmiger Schleifkörper 1 in
der Nähe seiner Bohrung 2 einen oder mehrere metallische Ringe 3, die konzentrisch
zur Bohrung 2 verlaufen. Diese Ringe sind in die Schleifkörpermasse vor dem Brennen
eingelegt und bestehen aus einer hochhitzebeständigen Stahllegierung von beliebiger
Zusammensetzung mit den erforderlichen physikalischen Eigenschaften, z. B. geringer
Wärmeausdehnung. Man erhält auf diese Weise einen Schleifkörper hoher Festigkeit,
der auch mit Umfangsgeschwindigkeiten über 35 m/sec Verwendung finden kann.
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Bei der Ausführung nach Fig.3 ist der Schleifkörper 1 zur Befestigung
auf einer Tragplatte od. dgl. mit Einlagen 4 versehen, die z. B. mit Gewinde ausgerüstet
sein können, so daß man einen solchen Schleifkörper ohne weiteres auf einer Tragplatte
mittels Schrauben befestigen kann. Fig.4 zeigt die gleiche Anordnung bei einem Schleifring
1, der ebenfalls metallische, mit Gewinde versehene Einlagen 4 erhält.
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Fig. 5 zeigt im Schnitt einen Schleifkörper 1, der an einer Seitenfläche
metallische Muttern 5 aufweist, mit deren Hilfe dieser keramische Schleifkörper
befestigt werden kann.
Bei Fig. 6 handelt es sich um ein Schleifelement
1, das ebenfalls mit Gewinde versehene Muttern 5 trägt, die zur Befestigung auf
dem Tragkörper dienen. Auch in diesem Falle sind die Muttern vor dem Brennen eingelegt.
Selbstverständlich könnte man statt derartiger Muttern auch Schrauben in entsprechender
Weise vorsehen.
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Fig. 7 zeigt einen keramischen Schleifkörper 1 in Kegelform mit einer
eingebetteten Metallarmierung 5, die ebenfalls zur Befestigung des Schleifkörpers
dient. Nach Fig. 8 ist der Schleifkörper 1 mit einer Metallplatte 6 ausgerüstet,
die als Tragteil in den Körper 1 eingepreßt ist. Fig. 9 zeigt schließlich einen
Schleifkörper 1 für den Handgebrauch mit einer eingebetteten Metallarmierung 7.
Selbstverständlich könnten die Schleifkörper auch jede andere beliebige Gestalt
aufweisen.
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Wie bereits erwähnt, können bei der Herstellung derartig keramisch
gebundener Schleifkörper alle bekannten hitzebeständigen Stähle Verwendung finden,
die z. B. mit Chrom, Nickel, Molybdän, Aluminium, Silizium, aber auch mit allen
anderen Legierungselementen legiert sein können. Man wird vor allem Stahllegierungen
von großer Hitzebeständigkeit und entsprechenden physikalischen Eigenschaften bevorzugen,
während man andererseits für die Bindungselemente Stoffe auswählt, die beim Brand
der Schleifkörper auch bei hohen Temperaturen eine möglichst große Wärmeausdehnung
aufweisen, wie Tonerde, Bariumoxyd, Calciumoxyd, Eisenoxyd, Natriumoxyd, Titanoxyd,
um auf diese Weise die unterschiedliche Wärmeausdehnung zwischen dem keramischen
Grundkörper und der Metallarmierung auszugleichen.
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Die Herstellung der Schleifkörper mit Metalleinlagen kann nach den
üblichen Herstellungsverfahren vorgenommen werden, sei es durch Rütteln, Stampfen
oder Pressen. Gemäß der Erfindung wird eine umständliche Einkittung der Metallteile
vermieden. Auch kann hierdurch die äußere Gestalt der Schleifkörper vereinfacht
werden. Vor allem ist aber hierdurch die Möglichkeit gegeben, Metallarmierungen
vollständig in den keramischen Körper einzubetten, wie es die Fig. 1, 2, 8 und 9
zeigen. Derartige Ausführungen sind bei den bisher üblichen keramisch gebundenen
Schleifkörpern überhaupt nicht möglich.