EP0799111B1 - Recyclefähige schleifkörperzonen - Google Patents

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EP0799111B1
EP0799111B1 EP95938460A EP95938460A EP0799111B1 EP 0799111 B1 EP0799111 B1 EP 0799111B1 EP 95938460 A EP95938460 A EP 95938460A EP 95938460 A EP95938460 A EP 95938460A EP 0799111 B1 EP0799111 B1 EP 0799111B1
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EP
European Patent Office
Prior art keywords
abrasive
zone
grinding
plastic material
disk according
Prior art date
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Expired - Lifetime
Application number
EP95938460A
Other languages
English (en)
French (fr)
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EP0799111A1 (de
Inventor
Peter Eickerling
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Schleifmittel-Werk Karl-Seiffert & Co GmbH
Original Assignee
Schleifmittel-Werk Karl-Seiffert & Co GmbH
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
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Publication date
Application filed by Schleifmittel-Werk Karl-Seiffert & Co GmbH filed Critical Schleifmittel-Werk Karl-Seiffert & Co GmbH
Publication of EP0799111A1 publication Critical patent/EP0799111A1/de
Application granted granted Critical
Publication of EP0799111B1 publication Critical patent/EP0799111B1/de
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Lifetime legal-status Critical Current

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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B24—GRINDING; POLISHING
    • B24D—TOOLS FOR GRINDING, BUFFING OR SHARPENING
    • B24D5/00—Bonded abrasive wheels, or wheels with inserted abrasive blocks, designed for acting only by their periphery; Bushings or mountings therefor
    • B24D5/16—Bushings; Mountings
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B24—GRINDING; POLISHING
    • B24D—TOOLS FOR GRINDING, BUFFING OR SHARPENING
    • B24D18/00—Manufacture of grinding tools or other grinding devices, e.g. wheels, not otherwise provided for
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B24—GRINDING; POLISHING
    • B24D—TOOLS FOR GRINDING, BUFFING OR SHARPENING
    • B24D7/00—Bonded abrasive wheels, or wheels with inserted abrasive blocks, designed for acting otherwise than only by their periphery, e.g. by the front face; Bushings or mountings therefor
    • B24D7/14—Zonally-graded wheels; Composite wheels comprising different abrasives
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B24—GRINDING; POLISHING
    • B24D—TOOLS FOR GRINDING, BUFFING OR SHARPENING
    • B24D7/00—Bonded abrasive wheels, or wheels with inserted abrasive blocks, designed for acting otherwise than only by their periphery, e.g. by the front face; Bushings or mountings therefor
    • B24D7/16—Bushings; Mountings

Definitions

  • the invention relates to grinding wheels Abrasive grain and an inorganic or organic binder for this in an outer peripheral zone and thus in Contact non-grinding zone in contact to accommodate Fasteners, in particular clamping flanges, a process for the production of the grinding wheels and a method for recycling the used grinding wheels.
  • grinding wheels In the production of ceramic or phenolic resin-bound
  • grinding wheels these holistically from the known corundums or, for example Manufacture silicon carbide.
  • finer or harder non-grinding zones in phenolic resin-bonded or ceramic-bonded grinding wheels.
  • This non-grinding zones consist of the abrasive grain itself and selected binders and are usually created in one operation with the outer wear layer.
  • the in the case of phenolic resin-bonded grinding discs the inner zones are said to Increase strength or only allow the necessary Fracture speeds of the grinding wheels reached can be.
  • DE 42 44 476 A1 relates to a master blade for circular saw blades and / or cut-off wheels, consisting of a circular, at least partially embedded with one Fiber reinforced plastic material existing disc body.
  • the fibers are in several superimposed, cohesively connected, flat, circular and Disc body arranged in concentric fiber layers.
  • the fibers are in a - related on the disc body - at least approximately radially in the direction rectilinear and in one across the circumference even distribution arranged.
  • the fibers In a second type of Fiber layer, the fibers have at least approximately circular, substantially concentric with the disc body Course, using the two types of fiber layers one depending on the size of the disc body selected distribution are arranged in the disc body.
  • the cutting disc therefore always consists of three parts; the inner reinforced plastic master sheet, which on the circumference attached holding device made of steel and the cutting segments. Connection mechanisms are, for example, welding, Soldering and clamping. With the cutting discs described here it is necessary that the outer cutting active segments are wider in the axial direction than the master sheet described and the holding device.
  • a circumferential grinding wheel is known from DE-C-27 40 891, which consists of an inner hub part and an outer, one
  • the grinding ring consists of a wheel part carrying a grinding wheel, with hub and rim over preloaded - and thus the Performing the function of "spokes” - wires, fibers or threads are interconnected.
  • the "spokes” are in Plastic embedded. In addition to the “spokes” is said in the plastic is a common fabric mat Fiber reinforcement must be embedded.
  • DE 43 11 529 A1 describes a grinding wheel described in particular a cutting wheel, the one ring-cylindrical inner support body made of metal and a this surrounding slip ring, which with each other are connected.
  • the slip ring is on both sides in the direction the common axis over the support body.
  • the slip ring can be sanded completely.
  • the supporting body is reusable or at least recyclable.
  • US-A-2,475,517 describes a grinding wheel, in particular a cutting disc comprising abrasive grain made of thermoplastic bound material and a non-grinding zone with at least one hole, the non-grinding zone from a reinforcing material containing organic Plastic material is made.
  • grinding wheels namely So-called grinding cups and screw-on grinding wheels Soils or fine layers in use, some of which are made of Plastic.
  • these are generally used for recording of threaded pieces.
  • the object of the present invention is therefore in Manufacture of inexpensive grinding wheels through provision of reusable and recyclable non-grinding zones to hold fasteners, especially flanges.
  • the above-mentioned object is achieved according to the invention by grinding wheels with an outside diameter of 200 to 1600 mm and 10 to 600 mm wide, including abrasive grain Aluminum oxide, zirconium dioxide, silicon carbide, boron carbide, Garnet, emery and flint or a mixture of these and inorganic ceramic binder for this in one outer grinding zone (1) and one in contact with it non-grinding zone (2) with at least one hole for Inclusion of clamping flanges, the non-grinding active Zone (2) from a structure-sealed, filler and optionally Organic plastic material containing reinforcing agents consists.
  • FIG. 1 shows an example of a grinding wheel according to the invention shown with an inner bore and clamping flanges.
  • the grinding wheel is over the non-grinding active zone 2 held on the shaft by the clamping flanges.
  • the size the non-grinding zone 2 corresponds essentially to the External dimensions of the clamping flanges.
  • Radially from the inside out a transition zone follows the non-grinding zone 2 3, which essentially consists of abrasive grain, that however within this area 3 by the organic Plastic material is impregnated to make a firm connection between the non-grinding zone 2 and the grinding zone To create 1.
  • the outer grinding zone 1 is thus complete for processing the object to be ground Available. If the grinding wheel to the desired minimum is ground off, which is made of grinding and safety technology This grinding wheel can meet requirements can be recycled with the aid of the present invention.
  • the non-grinding zone 2 is removed from the adherent Abrasive grain freed and an outer grinding zone 1 in itself manufactured in a known manner. Then the non-grinding active Zone 2 centered within the outer grinding zone 1 and the remaining space between the non-grinding active Zone 2 and the outer grinding zone 1 with a plastic material filled out and possibly a temperature treatment subject, you get a new grinding wheel, the non-grinding active zone 2 of a recycling is fed.
  • the grinding wheel shown in Figure 1 has a transition zone 3 between the outer grinding zone 1 and not active grinding zone 2, which consists essentially of the abrasive grain and the plastic material of the non-grinding zone (2) exists.
  • a transition zone 3 is in principle not absolutely necessary in the sense of the present invention.
  • transition zone 3 is a necessary one Depth does not exceed, otherwise the grinding wheel, due to contamination by the plastic material cannot be used optimally.
  • High clamping forces are possible with the aid of the present invention, in particular in the production of soft grinding wheels, for example hardness A (extremely soft) to J (medium), with a modulus of elasticity according to Grindo Sonic from 10 to 39 kN / mm 2 (depending on the grain size) or highly porous grinding media with a pore volume of more than 50%, which can be held with the aid of the present invention with secure clamping forces.
  • Mounting devices for grinding wheels usually consist of two flanges with ring-shaped wings, between which the grinding wheel is held non-positively.
  • Flanges according to DIN 6375 are mainly used in industry. They have a mounting flange and a counter flange, between which the grinding wheel can be clamped and balanced outside the machine.
  • the clamping force required to clamp a grinding wheel On the one hand, it must be so large that the pane is under maximum operating load not to slide between the Flanges coming; on the other hand, the clamping force only be chosen so large that it certainly won't damage to the grinding wheel and thus a risk of breakage can come.
  • the present invention now enables an uncomplicated one Construction of grinding wheel clamping devices and drives, so that a central shaft can often be dispensed with and the screw connection in the non-grinding zone 2 is possible.
  • a dovetail-shaped training can Abrasive discs from 20 mm width can be used usually immediately when the blanks are pressed, i.e. without later mechanical processing can be attached, for example for grinding discs, cylindrical grinding discs and centerless discs.
  • Grooves 4,5, both perpendicular 4 and in certain angular position 5, if necessary, both in the Grinding wheels, as well as in the non-grinding active to be cast Zone 2 are cut using a diamond saw as in Fig.2a and 2b shown.
  • Grinding wheels in particular non-grinding zone 2
  • channels running radially from the inside out which allow coolants or cooling lubricants, due to the centrifugal force of the rotating grinding wheel directly into the working area of the grinding wheels transport, instead of with high pressure against the air cushion to spray the rotating disc.
  • the Structural density i.e. the ratio of pore volume to Grain and binder volume is not in the prior art clearly defined. Numbers indicate with increasing number towards a more open structure.
  • pore formers are used in addition to hollow spherical grains, which evaporate when the grinding wheels burn or burn.
  • This material of the non-grinding zone 2 must be designed in such a way that contamination with the Coolants or coolants are practically avoided, otherwise recycling is not an option. Minor soiling of the surface can, however, be avoided further, for example mechanically or by cleaning, be removed.
  • the abrasive grain of the outer grinding zone 1 made of aluminum oxide, zirconium dioxide, silicon carbide, Boron carbide, garnet, emery, flint stone, cubic boron nitride and diamond or a mixture of these. Especially in this sense, aluminum oxide (corundum) and Silicon carbide.
  • the binder of the outer grinding zone 1 corresponds to that in Inorganic or organic known in the art Binders.
  • a distinction is usually made between ceramic, phenolic (or other resins) rubber, and / or magnesite-bonded grinding wheel, so that the physical Properties of the manufacturers are completely different. This Accordingly, it particularly affects the strength data the clearly defined clamping forces.
  • the proportion of binder is particularly preferably the outer one Grinding zone 1 1 to 50 wt .-% and is selected in particular from ceramic binders, in particular mullite, kyanite, Nepheline, syenite, clay, kaolin and fries or a mixture the same and from binders containing phenolic resin.
  • Active grinding zone 2 preferably consists of thermoplastic or thermosetting plastic materials, in particular from single or multi-component casting resins such as Polyester resins or epoxy resins. Choosing the appropriate Materials is essentially due to the breaking strength, the structural tightness and the storage stability without major Loss of strength determines which is crucial for the Prevention of contamination from coolants or coolants is. Accordingly, the non-grinding active Zone 2 has the lowest possible porosity at least Have surface. With a total service life of up to 3 Months, up to 12 cycles are possible.
  • Break-proof plastic materials as they are in the sense of the present Invention for the non-grinding zone 2 required are usually associated with high costs. Accordingly, it is in the sense of the present invention desirable, a high proportion, for example 5 to 200 Parts by weight, in particular 10 to 50 parts by weight, inorganic or organic fillers, especially sand, quartz sand, Wollastonite or abrasive grain residues, based on 100 parts by weight Add plastic material.
  • the abrasive grain remains preferably obtained from abrasive residues.
  • organically coated quartz flours such as wollastonite with doping of 1 to 100%, in particular 10 to 50% in general for increasing strength of plastic parts.
  • organic Coating agents can be silanes, for example are used, which are commercially available in a variety are. The selection is made according to the type of plastic material and of hardening. Activation is also possible in this context the transition zone 3 by an additional organic Coating.
  • the temperature of the hardening of the plastic materials can also an influence on the strength of the non-grinding zone Have 2.
  • a hardening of cold hardening plastic materials at room temperature is preferred according to the invention, since this is the Stress relief favors. Possible tensions when curing are degraded in the viscous state, provided that the curing at room temperature. The hardening shrinkage is in the liquid phase.
  • the plastic material of non-abrasive zone 2 contains reinforcing agents.
  • these include, in particular, reinforcements, in particular glass and / or wire mesh or the plastic material to understand added, strengthening fibers.
  • the size of the non-grinding zone 2 of the invention Grinding wheels should be at least the outside diameter of the Fasteners, especially the clamping flanges. This ensures that within the bracing area of the non-grinding zone 2 a load distribution occurs as evenly as possible.
  • the non-grinding active zone 2 is usually used slightly larger than the outside diameter of the fasteners be made, or as large as the Permits the use of the outer grinding zone 1.
  • grinding wheels are on the Basis of ceramic or resin-bonded abrasive grains on a scale of 200 to 1600 mm outside diameter, 10 to 600 mm width and all common holes, for example 32 to 550 mm, in particular 51 to 305 mm, excellently producible.
  • the term includes grinding wheels in the sense of the present invention in particular one-sided or recessed on both sides and / or on one side and / or on both sides tapered grinding wheels, cylindrical cup wheels, cylindrical Double cups, tapered cups, grinding plates, glued or screwed grinding wheels with Carrying disks, glued or screwed grinding cylinders.
  • a further embodiment of the present invention is the process for the preparation of the invention Grinding wheels characterized in that one a) the outer grinding zone 1 in a manner known per se manufactures and b) the area of non-grinding zone 2 with a structural seals, filler and optionally reinforcing agent filled plastic material and if necessary subjected to a temperature treatment.
  • the area of the non-grinding zone 2 with the Pour plastic material and if necessary by Harden exposure to elevated temperature is particularly preferred.
  • non-grinding zone pour out in multiple layers, for example two layers.
  • resins are used, if necessary at room temperature poured and hardened, very good physical Possess properties.
  • the viscosity of the plastic material to be filled in that may contain filler should be set that at least part of the plastic material penetrates into the outer grinding zone 1 and thus a transition zone 3 trains that an intimate connection between the non-grinding zone 2 and the outer grinding zone 1 for Provides.
  • a newer outer peripheral zone 1 in itself known manner and a new, custom-made or used inner zone 2 within the outer grinding zone 1 centered and the remaining space 2 'between the non-grinding zone 2 and the outer grinding zone 1 with a plastic material 2 'that meets the above requirements to the plastic material of the non-abrasive Zone 2 corresponds, filled, as in Fig. 3 and 4, in particular Embodiment is shown and optionally a temperature treatment subject.
  • the space 2 'to be filled is preferably designed such that as shown in Figures 3 and 4, since the undercut a particularly good interlocking of the materials causes. It is an alternative to the method described here here, too, the filling in layers as described above possible.
  • a grinding wheel with a not active grinding zone 2 shown next to the teeth 3 and 4 is designed such that the height the inner zone 2, 2 'somewhat above the level of the grinding active Zone 1 and the transition zone 3 protrude and therefore in each Level of recycling processed and new by the Plastic material can be poured out.
  • This area is in particular 0.5 to 3 mm, preferably 0.5 to 1.5 mm.
  • the level of the inner non-grinding zone 2 above that Level of active grinding zone 1 and transition zone 1 of course also a one-sided projection with the reachable by the same means.
  • the following exemplary embodiment illustrates the method for the production of the grinding wheel, the grinding wheel thus obtained themselves and their recycling.
  • a grinding wheel according to the invention was produced initially in the manufacture of the ceramic bonded outer zone in a manner known per se. With the user became the greatest possible Degree of wear of the grinding wheel set so determine the raw bore of the outer zone.
  • the non-grinding zone 2 was cut to a diameter of 255 mm, the transition zone 3 including the non-grinding active Zone 2 set to an area of 270 mm.
  • the dimensions of the blank were 353 x 15 x 253 mm with a recess of 260 x 2.5 mm compared to 353 x 15 x 147 mm usual manufacturing.
  • a volume comparison of the previous volume of 1213 cm 3 corresponds to a volume of 706.9 cm 3 corresponding to 58.3% by volume of the previous grinding wheel in a production according to the invention.
  • the blank of 353 x 15 x 253 mm was planned on both sides 13 mm to achieve flat side surfaces. Then followed machining the bore to a dimension of 255 +/- 0.5 mm. For this purpose, the grinding wheel was placed on a CNC lathe on the outside clamped in the three-jaw chuck and the hole with 2 roughing chips drilled to size.
  • the present blank now had the dimensions of 353 x 13 x 255 mm with a recess of 260 x 1.5 mm.
  • a metallic core was first used, too Plastics or the like, with a correspondingly smooth surface (Roughness ⁇ 0.3 ⁇ m) on a flat surface made of suitable Material, for example plastic or metal centered, placed at right angles.
  • suitable Material for example plastic or metal centered, placed at right angles.
  • the surface of the core and the The plate was coated with a release agent.
  • Corresponding complete plastic parts are also possible, for example silicone, polyethylene or polypropylene molded parts.
  • a metal adhesive from the company was available as casting resin - WEVO-Chemie with the resin types WEVO® metal adhesive A with a Mallison viscosity of 5.5 s and WEVO® Hardener B263 with a Mallison viscosity of 1.5 s.
  • W10 quartz powder and classified were used as fillers Abrasive residues from mechanical processing used in the grain size range 100 to 280.
  • the pourable mass was poured 0.6 to 0.8 mm above the level and after 24 hours the blank is demolded, the one after another could be machined for 48 hours.
  • the casting compound was with the viscosity of 65 set in this way s penetrated 3 to 4 mm deep into the panes according to Mallison.

Description

Gegenstand der Erfindung sind Schleifscheiben umfassend Schleifkorn und ein anorganisches oder organisches Bindemittel für dieses in einer äußeren Umfangszone und eine damit in Kontakt befindliche nicht schleifaktive Zone zur Aufnahme von Befestigungsmitteln, insbesondere Spannflanschen, ein Verfahren zur Herstellung der Schleifscheiben sowie ein Verfahren zur Wiederverwertung der verbrauchten Schleifscheiben.
Bei der Herstellung von keramisch- oder phenolharzgebundenen Schleifscheiben ist es nach dem Stand der Technik üblich, diese ganzheitlich aus den bekannten Korunden oder beispielsweise Siliciumcarbid herzustellen. Darüber hinaus bekannt sind. feinere oder härtere nicht schleifaktive Zonen bei phenolharzgebundenen oder keramischgebundenen Schleifscheiben. Diese nicht schleifaktiven Zonen bestehen jedoch aus dem Schleifkorn selbst und ausgewählten Bindemitteln und werden üblicherweise in einem Arbeitsgang mit der äußeren Nutzschicht erstellt. Die Innenzonen sollen bei phenolharzgebundenen Schruppscheiben die Festigkeit erhöhen oder erst ermöglichen, daß die notwendigen Bruchumfangsgeschwindigkeiten der Schleifscheiben erreicht werden können.
Die DE 42 44 476 A1 betrifft ein Stammblatt für Kreissägeblätter und/oder Trennschleifscheiben, bestehend aus einem kreisförmigen, zumindest teilweise aus einem mit eingebetteten Fasern verstärkten Kunststoffmaterial bestehenden Scheibenkörper. Die Fasern sind in mehreren übereinanderliegenden, stoffschlüssig verbundenen, ebenen, kreisförmigen und zum Scheibenkörper konzentrischen Faser-Lagen angeordnet. In einer ersten Art von Faser-Lage sind die Fasern in einer - bezogen auf den Scheibenkörper - zumindest annähernd radial in Richtung geradlinig ausgerichtet und in einer über den Umfang gleichmäßigen Verteilung angeordnet. In einer zweiten Art von Faser-Lage besitzen die Fasern einen zumindest annähernd kreisförmigen, zu dem Scheibenkörper im wesentlichen konzentrischen Verlauf, wobei die beiden Arten von Faser-Lagen mit einer in Abhängigkeit von der Größe des Scheibenkörpers gewählten Verteilung in dem Scheibenkörper angeordnet sind.
Im äußeren Umfangsbereich des Scheibenkörpers ist auf jeder seiner beiden Seiten ein ein- oder mehrteiliger Haltering befestigt. Diese beiden Halteringe liegen in parallelen Ebenen, und der Außenumfang des Scheibenkörpers ist bereichsweise zwischen diesen Halteringen angeordnet. Die funktionsfähige Trennscheibe besteht somit immer aus einer Dreiteilung; dem inneren verstärkten Kunststoff-Stammblatt, der am Umfang angebrachten Haltevorrichtung aus Stahl und den Schneidsegmenten. Verbindungsmechaniken sind beispielsweise das Schweißen, Löten und Klemmen. Bei den hier beschriebenen Trennscheiben ist es erforderlich, daß die äußeren schneidaktiven Segmente in axialer Richtung breiter sind als das beschriebene Stammblatt und die Haltevorrichtung.
Aus der DE-C-27 40 891 ist eine Umfangsschleifscheibe bekannt, die aus einem inneren Nabenteil und einem äußeren, einen Schleifkranz aus Schleifscheibenn tragenden Felgenteil besteht, wobei Nabe und Felge über vorgespannte - und damit die Funktion von "Speichen" ausübende - Drähte, Fasern oder Fäden miteinander verbunden sind. Dabei sind die "Speichen" in Kunststoff eingebettet. Zusätzlich zu den "Speichen" soll in den Kunststoff eine übliche, von Gewebematten gebildete Faserarmierung eingebettet sein. Bei diesem Stand der Technik ist also eine Vierteilung erkennbar, wobei hier eine faserarmierte, kreisrunde Kunststoffscheibe in deren Zentrum eine Nabe, die vorzugsweise aus Stahl oder Metall ausgebildet ist, mit einem Außenring versehen ist, der ebenfalls aus Stahl oder anderen Metallen geformt ist und zur Aufnahme der schneidaktiven Segmente dient.
In der DE 43 11 529 A1 wird eine Schleifscheibe, und zwar insbesondere eine Trenn-Schleifscheibe beschrieben, die einen ringzylindrischen inneren Tragkörper aus Metall und einen diesen umgebenden Schleifring aufweist, die miteinander verbunden sind. Der Schleifring steht beidseitig in Richtung der gemeinsamen Achse über den Tragkörper vor. Der Schleifring kann vollständig abgeschliffen werden. Der Tragkörper ist wiederverwendbar oder zumindest recyclebar.
In der DE 28 25 576 B2 wird ein Verfahren zum Auskleiden der Bohrung einer großen Schleifscheibe beschrieben. In der Praxis ist das Verfahren nur in sehr geringem Umfang eingeführt worden, da es sehr aufwendig ist und zudem die Schleifscheiben durch das geschilderte Verfahren von der Bohrung aus mit nur sehr schwer kontrollierbaren Kräften belastet werden. Es muß hier mit Granulat und parallel mit hohen Temperaturen gearbeitet werden. Die Problematik des Schmelzens läßt keine Wandstärke der Auskleidungen oberhalb 20 mm zu. Diese Druckschrift bezieht sich eindeutig auf eine Auskleidung der Bohrung und nicht auf eine Innenzone einer Schleifscheibe. Bei Schleifscheiben, die mit einer solchen Bohrungsauskleidung versehen sind, ergibt sich bei der Entsorgung die Problematik eines Dreistoffsystems aus Restschleifscheibe, Kühlmittel und Kunststoffauskleidung.
US-A-2,475,517 beschreibt eine Schleifscheibe, insbesondere eine Trennscheibe umfassend Schleifkorn aus thermoplastisch gebundenem Material und eine nicht schleifaktive Zone mit wenigstens einer Bohrung, wobei die nicht schleifaktive Zone aus einem Verstärkungsmaterial enthaltenden organischen Kunststoffmaterial besteht.
Darüber hinaus sind bei speziellen Schleifscheiben, nämlich Schleiftöpfen und aufschraubbaren Schleifscheiben sogenannte Böden oder Feinschichten im Einsatz, die teilweise auch aus Kunststoff bestehen. Diese dienen jedoch allgemein zur Aufnahme von Gewindestücken.
Den im Stand der Technik verbreiteten Lösungen ist gemeinsam, daß die nicht schleifaktive Zone oder Spannzone aus einem hochwertigen Material, nämlich dem Schleifkorn, besteht, das zu einer mehrfachen Wiederverwertung oder zum Recycling in der Regel kaum geeignet ist. Bei keramisch gebundenen Schleifmitteln ist eine Wiederaufbereitung durch mechanische Zerkleinerung der Rest-Schleifscheiben bekannt. Man erhält hier nur Korn-Qualitätsgemische. Als sogenanntes Regenerat wird dieses Material in Anteilen, speziell kunstharzgebundenen, minderwertigen Schleifscheibenqualitäten beigemischt. Phenolharzgebundene Restscheiben werden thermisch behandelt und die so mit hohem Aufwand gewonnenen Regenerate werden, speziell im Grobkornbereich (8-36), ebenfalls in Anteilen beigemischt. Dieses Verbrennen von Phenolharzverbindungen ist in Industriestaaten hinsichtlich des Umweltschutzes kaum noch realisierbar. Bedingt durch die notwendige Porosität der Schleifscheiben und der Anwendung von Kühlschmierstoffen während des Schleifens diffundiert darüber hinaus eine mehr oder weniger große Menge dieser Kühlschmierstoffe in die nicht schleifaktiven Zonen von Schleifscheiben, so daß diese praktisch nicht wiederverwertet werden können. Darüber hinaus ist die Ausbildung der nicht schleifaktiven Zonen von Schleifscheiben mit einem erheblichen Kostenfaktor bedingt durch das hochwertige Schleifkorn versehen.
Die nicht schleifaktiven Zonen von Schleifscheiben können aus befestigungs- und sicherheitstechnischen Gründen niemals vollständig zum Schleifen verwendet werden. Dementsprechend verbleibt nach den Lösungen des Standes der Technik regelmäßig ein Abfallprodukt aus hochwertigen Einsatzstoffen, daß für eine Wiederverwendung nur begrenzt und mit sehr hohem Kostenaufwand geeignet ist.
Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht somit in der Herstellung kostengünstiger Schleifscheiben durch Bereitstellung von mehrfach wiederverwendbaren und recyclefähigen nicht schleifaktiven Zonen zur Aufnahme von Befestigungsmitteln, insbesondere Spannflanschen.
Die vorstehend genannte Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst durch Schleifscheiben mit einem Außendurchmesser von 200 bis 1600 mm und 10 bis 600 mm Breite, umfassend Schleifkorn aus Aluminiumoxid, Zirkoniumdioxid, Siliciumcarbid, Borcarbid, Granat, Schmirgel und Flintstein oder eine Mischung aus diesen und anorganisches keramisches Bindemittel für dieses in einer äußeren Schleifzone (1) und eine damit in Kontakt befindliche nicht schleifaktive Zone (2) mit wenigstens einer Bohrung zur Aufnahme von Spannflanschen, wobei die nicht schleifaktive Zone (2) aus einem gefügedichten, Füllstoff und gegebenenfalls Verstärkungsmittel enthaltenden organischen Kunststoffmaterial besteht.
In der Fig. 1 wird beispielhaft eine erfindungsgemäße Schleifscheibe mit einer Innenbohrung sowie Spannflanschen dargestellt.
Die Schleifscheibe wird über die nicht schleifaktive Zone 2 durch die Spannflanschen auf der Welle gehalten. Die Größe der nicht schleifaktiven Zone 2 entspricht im wesentlichen den Außenmaßen der Spannflanschen. Radial von innen nach außen schließt sich an die nicht schleifaktive Zone 2 eine Übergangszone 3 an, die im wesentlichen aus Schleifkorn besteht, daß jedoch innerhalb dieses Bereiches 3 durch das organische Kunststoffmaterial imprägniert ist, um eine feste Verbindung zwischen der nicht schleifaktiven Zone 2 und der Schleifzone 1 zu schaffen. Die äußere Schleifzone 1 steht somit vollständig zur Bearbeitung des zu schleifenden Gegenstandes zur Verfügung. Wenn die Schleifscheibe auf das gewünschte Mindestmaß abgeschliffen ist, das sich aus schleif- und sicherheitstechnischen Anforderungen ergibt, kann diese Schleifscheibe mit Hilfe der vorliegenden Erfindung wiederverwertet werden. Hierzu wird die nicht schleifaktive Zone 2 vom anhaftenden Schleifkorn befreit und eine äußere Schleifzone 1 in ansich bekannter Weise hergestellt. Wird dann die nicht schleifaktive Zone 2 innerhalb der äußeren Schleifzone 1 zentriert und der verbleibende Zwischenraum zwischen der nicht schleifaktiven Zone 2 und der äußeren Schleifzone 1 mit einem Kunststoffmaterial ausgefüllt und gegebenenfalls einer Temperaturbehandlung unterworfen, so erhält man eine neuwertige Schleifscheibe, der nicht schleifaktive Zone 2 einer Wiederverwertung zugeführt wird.
Die in der Fig.1 dargestellte Schleifscheibe weist eine Übergangszone 3 zwischen der äußeren Schleifzone 1 und der nicht schleifaktiven Zone 2 auf, die im wesentlichen aus dem Schleifkorn und dem Kunststoffmaterial der nicht schleifaktiven Zone (2) besteht. Prinzipiell ist eine derartige Übergangszone 3 im Sinne der vorliegenden Erfindung nicht zwingend erforderlich. Wenn jedoch hohe Bruchumfangsgeschwindigkeiten der Schleifscheibe erwünscht sind, ist eine sehr feste Verbindung der äußeren Schleifzone 1 mit der nicht schleifaktiven Zone 2 erforderlich. Hierzu ist es erforderlich, daß das Kunststoffmaterial mehr oder weniger tief in die Schleifzone 1 eindringt, um eine außerordentlich gute Verbindung der nicht schleifaktiven Zone 2 mit der Schleifzone 1 auszubilden. Hierbei ist jedoch zu beachten, daß die Übergangszone 3 eine notwendige Tiefe nicht überschreitet, da anderenfalls die Schleifscheibe, bedingt durch die Kontamination durch das Kunststoffmaterial keiner optimalen Nutzung zugeführt werden kann.
Mit Hilfe der vorliegenden Erfindung ist eine optimale Nutzung der Rohstoffe möglich, wobei sich bei bestimmten Schleifscheiben eine mehr als 60 %ige Einsparung der hochwertigen Korunde oder Siliciumcarbide ergibt. Bedingt durch den höheren Mengendurchsatz pro Brenncharge der Außenzone wird weiterhin Energie eingespart. Ein weiteres Potential zur Energie- und Kosteneinsparung ergibt sich durch Gieß- oder Formverfahren mit kalt- oder warmaushärtenden Kunststoffen sowie aus der Möglichkeit der Neubestückung der nicht schleifaktiven Innen- bzw. Spannzonen. Darüber hinaus ist eine Verbesserung der Bruchumfangsgeschwindigkeiten möglich, woraus eine höhere Sicherheit resultiert, die durch den Einsatz von speziellen Armierungen weiter steigerungsfähig ist.
Hohe Spannkräfte, auch bei nicht idealer Flächenpressung der Spannflansche sind mit Hilfe der vorliegenden Erfindung möglich, insbesondere bei der Herstellung weicher Schleifscheiben, beispielsweise die Härte A (extrem weich) bis J (mittel), mit einem E-Modul nach Grindo Sonic von 10 bis 39 kN/mm2 (je nach Korngröße) oder hochporöser Schleifkörper mit einem Porenvolumen von mehr als 50 %, die mit Hilfe der vorliegenden Erfindung mit sicheren Spannkräften gehalten werden können. Aufnahmevorrichtungen für Schleifscheiben bestehen in der Regel aus zwei Flanschen mit ringförmigen Tragflächen, zwischen denen die Schleifscheibe kraftschlüssig gehalten wird. In der Industrie werden hauptsächlich Flansche nach DIN 6375 eingesetzt. Sie besitzen einen Aufnahmeflansch und einen Gegenflansch, zwischen denen die Schleifscheibe außerhalb der Maschinen eingespannt und ausgewuchtet werden kann.
Die erforderliche Einspannkraft zum Aufspannen einer Schleifscheibe muß einerseits so groß sein, daß die Scheibe unter maximaler Betriebsbelastung nicht zum Rutschen zwischen den Flanschen kommt; auf der anderen Seite darf die Einspannkraft nur so groß gewählt werden, daß es mit Sicherheit nicht zu einer Schädigung der Schleifscheibe und damit zu einer Bruchgefahr kommen kann.
Die Aufbringung einer definierten Einspannkraft und somit die Erzeugung einer bestimmten Scheibenbelastung durch diese Kraft ist jedoch aus folgenden Gründen nicht erreichbar:
  • Infolge Schrägstellung der Tragflächen durch Verbiegung der Flansche durch die Einspannkraft kommt es zu keiner ebenen Flächenpressung auf den Schleifscheiben.
  • Eine ungleichförmige Belastung der aufgespannten Schleifscheibe entsteht durch Unebenheiten der Schleifscheibe.
  • Eine Kontrolle mittels Momentenschlüssel kann nicht zur Ermittlung von Einspannkräften führen, weil die Reibbeiwerte von Schraubenkopf und Gewindeflanke starken Streuungen unterlegen sind.
Weiterhin ist keine allgemein gültige Definition der Flächenpressung der Spannflanschen möglich, da die Qualitäten und somit auch die Festigkeiten der Schleifscheibe herstellerspezifisch sind und daher nicht einheitlich definiert werden können.
Die vorliegende Erfindung ermöglicht nun einen unkomplizierten Aufbau von Schleifscheiben-Aufspanneinrichtungen und Antrieben, so daß vielfach auf eine zentrale Welle verzichtet werden kann und die Verschraubung in der nicht schleifaktiven Zone 2 möglich ist.
In der Regel werden durch Eingießen einer neuen, oder Angießen einer bestehenden Innen- oder Spannzone ausreichende Festigkeiten für den späteren Einsatz bis mindestens 63 m/s erreicht werden. Besondere Vorbereitungen wie Sandstrahlen der Fügeflächen oder zusätzliche Aufrauhung eingeschlossen, Aktivierung der Kunststoffflächen durch anlösen und der Schleifkörperflächen durch Imprägnieren und/oder Oberflächenbeschichten sind hierbei möglich. Erfindungsgemäß sind ferner mechanische Verankerungen der Fügeteile. Je nach Einsatzgebiet und Volumen der Schleifscheiben können die nicht schleifaktive Zone der Schleifscheiben, wie auch der Außenbereich der Übergangszone 3 definierte Geometrien aufweisen, die eine innige Verbindung ermöglichen. Eine schwalbenschwanzförmige Ausbildung kann bei Schleifscheiben ab 20 mm Breite zum Einsatz kommen und kann in der Regel sofort beim Pressvorgang der Rohlinge, also ohne spätere mechanische Bearbeitung angebracht werden, beispielsweise bei Schruppscheiben, Rundschliffscheiben und Centerlessscheiben. Es können Nuten 4,5, sowohl senkrecht 4 als auch in bestimmter Winkellage 5, falls erforderlich, sowohl in den Schleifscheiben, als auch in die zu vergießende nicht schleifaktive Zone 2 mittels Diamantsäge geschnitten werden, wie in Fig.2a und 2b dargestellt. Darüber hinaus ist es möglich, die Schleifscheiben, insbesondere die nicht schleifaktive Zone 2, mit radial von innen nach außen verlaufenden Kanälen auszustatten, die es erlauben, Kühlmittel oder Kühlschmierstoffe, bedingt durch die Zentrifugalkraft der rotierenden Schleifscheibe direkt in den Arbeitsbereich der Schleifscheiben zu transportieren, statt mit hohem Druck gegen das Luftpolster der rotierenden Scheibe zu sprühen.
Eine wesentliche Voraussetzung zur Realisierung der vorliegenden Erfindung ist die Gefügedichtigkeit des die nicht schleifaktive Zone 2 bildenden Kunststoffmaterials. Die Gefügedichtigkeit, d.h. das Verhältnis von Porenvolumen zu Körnungs- und Bindemittelvolumen ist im Stand der Technik nicht eindeutig definiert. Zahlenangaben deuten mit steigender Zahl auf ein offeneres Gefüge hin. Zur Erzielung von Schleifscheiben mit preß- und gießtechnisch nicht mehr zu steigerndem Porenvolumen werden neben Hohlkugelkorn auch Porenbildner eingesetzt, die beim Brennen der Schleifscheiben verdampfen oder verbrennen. Dieses Material der nicht schleifaktiven Zone 2 muß derart ausgebildet sein, daß eine Kontaminierung mit den Kühlmitteln oder Kühlschmiermitteln praktisch vermieden wird, da anderenfalls eine Wiederverwertung nicht in Betracht kommt. Geringfügige Verschmutzungen der Oberfläche können jedoch ohne weiteres, beispielsweise mechanisch oder durch Reinigung, entfernt werden.
Mit Hilfe der vorliegenden Erfindung ist es möglich, Schleifscheiben mit dem im Stand der Technik ansich bekannten Schleifkorn herzustellen, so daß in einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung das Schleifkorn der äußeren Schleifzone 1 aus Aluminiumoxid, Zirkoniumdioxid, Siliciumcarbid, Borcarbid, Granat, Schmirgel, Flintstein, kubischem Bornitrid und Diamant oder einer Mischung aus diesen besteht. Besonders bevorzugt in diesem Sinne sind Aluminiumoxid (Korund) und Siliciumcarbid.
Das Bindemittel der äußeren Schleifzone 1 entspricht den im Stand der Technik bekannten anorganischen oder organischen Bindemitteln. Hierbei wird üblicherweise unterschieden zwischen keramischer-, phenolharz- (oder anderen Harzen) gummi-, und/oder magensit-gebundener Schleifscheibe, so daß die physikalischen Eigenschaften der Hersteller völlig unterschiedlich sind. Dies betrifft dementsprechend besonders die Festigkeitskenndaten der klar zu definierenden Spannkräfte.
Besonders bevorzugt beträgt der Bindemittelanteil der äußeren Schleifzone 1 1 bis 50 Gew.-% und ist inbesondere ausgewählt aus keramischen Bindemitteln, insbesondere Mullit, Kyanit, Nephelin, Syenit, Ton, Kaolin und Fritten oder einer Mischung derselben sowie aus phenolharzenthaltenden Bindemitteln.
Das gefügedichte, Füllstoff und gegebenenfalls Verstärkungmittel enthaltende organische Kunststoffmaterial der nicht schleifaktiven Zone 2 besteht vorzugsweise aus thermoplastischen oder duroplastischen Kunststoffmaterialien, insbesondere aus Ein- oder Mehrkomponentengießharzen wie Polyesterharzen oder Epoxidharzen. Die Auswahl der entsprechenden Materialien wird im wesentlichen durch die Bruchfestigkeit, die Gefügedichtigkeit und die Lagerstabilität ohne größeren Festigkeitsverlust bestimmt, die ausschlaggebend für die Verhinderung der Kontamination durch Kühlmittel oder Kühlschmierstoffe ist. Dementsprechend sollte die nicht schleifaktive Zone 2 eine möglichst geringe Porosität wenigstens der Oberfläche aufweisen. Bei Gesamtstandzeiten von bis zu 3 Monaten sind bis zu 12 Zyklen möglich.
Bruchfeste Kunststoffmaterialien, wie sie im Sinne der vorliegenden Erfindung für die nicht schleifaktive Zone 2 erforderlich sind, sind üblicherweise mit hohen Kosten verbunden. Dementsprechend ist es im Sinne der vorliegenden Erfindung erwünscht, einen hohen Anteil, beispielsweise 5 bis 200 Gew.-Teile, insbesondere 10 bis 50 Gew.-Teile, anorganische oder organische Füllstoffe, inbesondere Sand, Quarzsand, Wollastonit oder Schleifkornreste, bezogen auf 100 Gew.-Teile Kunststoffmaterial zuzusetzen. Die Schleifkornreste werden vorzugsweise aus Schleifmittelresten gewonnen. In gleicher Weise ist es selbstverständlich auch möglich, Kunststoffabfälle als Füllstoffmaterial oder als das Kunststoffmaterial selbst einzusetzen, sofern die geforderten Qualitätsansprüche erfüllt werden können. So ist es beispielsweise möglich, organisch beschichtete Quarzmehle wie Wollastonit mit Dotierungen von 1 bis 100 %, insbesondere 10 bis 50 % allgemein zur Festigkeitssteigerung von Kunststoffteilen einzusetzen. Als organisches Beschichtungsmittel können beispielsweise Silane eingesetzt werden, die in einer Vielzahl im Handel erhältlich sind. Die Auswahl erfolgt nach Art des Kunststoffmaterials und des Härtens. Möglich ist in diesem Zusammenhang auch eine Aktivierung der Übergangszone 3 durch eine zusätzliche organische Beschichtung.
Auch die Temperatur der Härtung der Kunststoffmaterialien kann einen Einfluß auf die Festigkeit der nicht schleifaktiven Zone 2 haben. Eine Aushärtung kalthärtender Kunststoffmaterialien bei Raumtemperatur wird erfindungsgemäß bevorzugt, da dies den Spannungsabbau begünstigt. Mögliche Spannungen beim Aushärten werden im zähflüssigen Zustand abgebaut, sofern die Aushärtung bei Raumtemperatur erfolgt. Die Härtungsschrumpfung liegt in der Flüssigphase.
Zur Erhöhung der Sicherheit und der Verbesserung der Bruchumfangsgeschwindigkeit ist es in gleicher Weise im Sinne der vorliegenden Erfindung möglich, daß das Kunststoffmaterial der nicht schleifaktiven Zone 2 Verstärkungsmittel enthält. Hierunter sind erfindungsgemäß insbesondere Armierungen, insbesondere Glas und/oder Drahtgewebe oder dem Kunststoffmaterial beigemengte, festigkeitsfördernde Fasern zu verstehen.
Die Größe der nicht schleifaktiven Zone 2 der erfindungsgemäßen Schleifscheiben sollte wenigstens dem Außendurchmesser der Befestigungsmittel, insbesondere der Spannflanschen entsprechen. Hierbei wird gewährleistet, daß innerhalb des zu verspannenden Bereiches der nicht schleifaktiven Zone 2 eine möglichst gleichmäßige Verteilung der Belastung auftritt. Überlicherweise wird jedoch die nicht schleifaktive Zone 2 etwas größer als der Außendurchmesser der Befestigungsmittel hergestellt werden, oder so groß ausgebildet, wie es die Verwendungsmöglichkeit der äußeren Schleifzone 1 zuläßt. Mit Hilfe der vorliegenden Erfindung sind Schleifscheiben auf der Basis von keramisch- oder kunstharzgebundenen Schleifkörnern in einem Maßstab von 200 bis 1600 mm Außendurchmesser, 10 bis 600 mm Breite und allen üblichen Bohrungen von beispielsweise 32 bis 550 mm, insbesondere 51 bis 305 mm hervorragend herstellbar.
Mit Hilfe der vorliegenden Erfindung können praktisch alle bekannten Schleifscheiben des Standes der Technik ausgebildet werden. Dementsprechend umfaßt der Begriff Schleifscheiben im Sinne der vorliegenden Erfindung insbesondere einseitig oder beidseitig ausgesparte und/oder einseitig und/oder beidseitig verjüngte Schleifscheiben, zylindrische Schleiftöpfe, zylindrische Doppelschleiftöpfe, keglige Schleiftöpfe, Schleifteller, verklebte oder verschraubte Schleifscheiben mit Tragscheiben, verklebte oder verschraubte Schleifzylinder.
In einer weiteren Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist das Verfahren zur Herstellung der erfindungsgemäßen Schleifscheiben dadurch gekennzeichnet, daß man a) die äußere Schleifzone 1 in einer ansich bekannten Weise herstellt und b) den Bereich der nicht schleifaktiven Zone 2 mit einem gefügedichten, Füllstoff und gegebenenfalls Verstärkungsmittel enthaltenden Kunststoffmaterial ausfüllt und gegebenenfalls einer Temperaturbehandlung unterwirft.
Besonders bevorzugt im Sinne der vorliegenden Erfindung ist es, den Bereich der nicht schleifaktiven Zone 2 mit dem Kunststoffmaterial auszugießen und gegebenenfalls durch Einwirkung von erhöhter Temperatur zu härten.
Alternativ dazu ist es möglich, die nicht schleifaktive Zone mehrschichtig, beispielsweise zweischichtig, auszugießen. Dadurch ist es möglich, Harze mit unterschiedlichen physikalischen oder chemischen Eigenschaften, insbesondere schichtweise oder kreisringförmig zu kombinieren, um so beispielsweise die Haltbarkeit der nicht schleifaktiven Zone 2 weiter zu verbessern. Speziell für die freiliegende Außenfläche können somit Harze eingesetzt werden, die gegebenenfalls bei Raumtemperatur gegossen und ausgehärtet, sehr gute physikalische Eigenschaften besitzen.
Die Viskosität des einzufüllenden Kunststoffmaterials, daß gegebenenfalls Füllstoff enthalten kann, sollte derart eingestellt werden, daß wenigstens ein Teil des Kunststoffmaterials in die äußere Schleifzone 1 eindringt und somit eine Übergangszone 3 ausbildet, die eine innige Verbindung zwischen der nicht schleifaktiven Zone 2 und der äußeren Schleifzone 1 zur Verfügung stellt.
Nach dem Gebrauch der Schleifscheibe werden die Reste der äußeren Schleifzone 1 und gegebenenfalls die Reste der Übergangszone 3 von der äußeren Oberfläche der nicht schleifaktiven Zone 2, beispielsweise mechanisch, entfernt. In einem weiteren Arbeitsgang wird eine neuere äußere Umfangszone 1 in ansich bekannter Weise hergestellt und eine neue, eigens hergestellte oder gebrauchte Innenzone 2 innerhalb der äußeren Schleifzone 1 zentriert und der verbleibende Zwischenraum 2' zwischen der nicht schleifaktiven Zone 2 und der äußeren Schleifzone 1 mit einem Kunststoffmaterial 2', das den obengenannten Anforderungen an das Kunststoffmaterial der nicht schleifaktiven Zone 2 entspricht, gefüllt, wie in Fig.3 und 4, in besonderer Ausführungsform dargestellt ist und gegebenenfalls einer Temperaturbehandlung unterworfen.
Der zu füllende Zwischenraum 2' wird vorzugsweise so ausgebildet, wie in den Fig.3 und 4 dargestellt, da die Hinterschneidung eine besonders gute Verzahnung der Materialien bewirkt. Alternativ zu dem hier beschriebenen Verfahren ist auch hier die schichtweise Verfüllung wie oben beschrieben möglich.
In der Fig.5 wird weiterhin eine Schleifscheibe mit einer nicht schleifaktiven Zone 2 dargestellt, die neben den Verzahnungen gemäß den Fig. 3 und 4 derart ausgebildet ist, daß die Höhe der Innenzone 2, 2' etwas über das Niveau der schleifaktiven Zone 1 und der Übergangszone 3 hinausragt und somit bei jeder Stufe der Wiederverwertung abgearbeitet und neu durch das Kunststoffmaterial ausgegossen werden kann. Dieser Bereich beträgt insbesondere 0,5 bis 3 mm, bevorzugt 0,5 bis 1,5 mm. Neben dem in der Fig.5 ersichtlichen beidseitigen Überstand des Niveaus der inneren nicht schleifaktiven Zone 2 über dem Niveau der schleifaktiven Zone 1 und der Übergangszone 1 ist selbstverständlich auch ein einseitiger Überstand mit den selben Mitteln erreichbar.
Das nachfolgende Ausführungsbeispiel illustriert das Verfahren zur Herstellung der Schleifscheibe, die so erhaltene Schleifscheibe selbst sowie deren Wiederverwertung.
Beispiel:
Die Herstellung einer erfindungsgemäßen Schleifscheibe erfolgte zunächst in der Fertigung der keramisch gebundenen Außenzone in ansich bekannter Weise. Mit dem Anwender wurde der größtmögliche Abnutzungsgrad der Schleifscheibe festgelegt, um so die Rohbohrung der Außenzone zu ermitteln.
Es wurde eine Schleifscheibe mit den Maßen 350 x 12 x 150 mm in der Qualität EK aus Edelkorund, Körnung = 50 % Korn 80 und 50 % Korn 90, Härte = J (E-Modul 39 kN/mm2) Gefüge 9 (hochporös durch 1,2 % auf den Kornanteil bezogene Zugabe eines üblichen Porenbildners), Dichte der Schleifscheibe = 1,95 g/cm3, keramische Bindung (14 % bezogen auf das Korn).
Die nicht schleifaktive Zone 2 wurde auf einen Durchmesser von 255 mm, die Übergangszone 3 einschließlich der nicht schleifaktiven Zone 2 auf einen Bereich von 270 mm festgelegt.
Die Maße des Rohlings betrugen 353 x 15 x 253 mm mit einer Aussparung von 260 x 2,5 mm im Vergleich zu 353 x 15 x 147 mm bei üblicher Fertigung.
Ein Volumenvergleich des bisherigen Volumens von 1213 cm3 entspricht bei einer erfindungsgemäßen Fertigung einem Volumen von 706,9 cm3 entsprechend 58,3 Vol.-% der bisherigen Schleifscheibe.
Der Rohling von 353 x 15 x 253 mm wurde beidseitig geplant auf 13 mm zur Erzielung planer Seitenflächen. Anschließend erfolgte die Bearbeitung der Bohrung auf ein Maß von 255 +/- 0,5 mm. Hierzu wurde die Schleifscheibe auf eine CNC-Drehbank außen im Dreibackenfutter gespannt und die Bohrung mit 2 Schruppspänen auf Maß gebohrt.
Der vorliegende Rohling wies nun die Maße von 353 x 13 x 255 mm mit einer Aussparung von 260 x 1,5 mm auf.
Sinn dieser Aussparung war es, ein Verlaufen des Gießharz nach dem Gießvorgang zu verhindern.
Es mußte wegen des Härtungsschrumpfes circa 0,5 bis 1,5 mm über Scheibenniveau gegossen werden. Der Aussparungsrand staute die Gießmasse und verhinderte ein unerwünschtes Verlaufen auf der Seitenfläche der Scheibe.
Nach den mechanischen Vorarbeiten wurde das Auskleiden der Innenzone vorgenommen.
Hierzu wurde zunächst ein metallischer Kern, geeignet sind auch Kunststoffe oder ähnliches, mit entsprechend glatter Oberfläche (Rauhigkeit < 0,3 µm) auf einer planen Auflage aus geeignetem Material, beispielsweise Kunststoff- oder Metall-zentriert, rechtwinklig aufgesetzt. Die Oberfläche des Kerns und der Platte wurden mit Trennmittel beschichtet. Entsprechend komplette Formteile aus Kunststoff sind ebenfalls möglich, beispielsweise Silicon-, Polyethylen- oder Polypropylenformteile.
Zur Erzielung einer Fertigbohrung von 150 mm -0,+0,25 mm (H11) wurde ein Kernmaß von 150,2 mm gewählt.
Als Gießharz standen zur Verfügung ein Metallkleber der Firma - WEVO-Chemie mit den Harztypen WEVO® Metallkleber A mit einer Viskosität nach Mallison von 5,5 s und WEVO® Härter B263 mit einer Viskosität nach Mallison von 1,5 s.
Durch geeignete Wahl der Härtertypen ließen sich unterschiedliche Topfzeiten und damit eine Steuerung der bei großen Ansatzmengen auftretenden Reaktionswärme erzielen.
Als Füllstoffe wurden Quarzmehl der Type W10 sowie klassifizierte Schleifmittelrückstände der mechanischen Bearbeitung im Körnungsbereich 100 bis 280 eingesetzt.
700 g des Metallklebers A, 600 g Quarzmehl Millisil®W10 sowie klassifizierte Schleifmittelrestekorunde mit geringem Anteil SIC, Schüttgewicht 1,35 bis 1,62 kg/dm3, Kornbereich 150/180 100g, Kornbereich 180/220 150g und Kornbereich 220/240 350g wurden miteinander vermischt.
Anschließend erfolgte die Zugabe von 315 g Härter B263, wodurch die Viskosität verringert wurde.
Die gießfähige Masse wurde 0,6 bis 0,8 mm über Niveau gegossen und nach 24 Stunden der Rohling entformt, der nach weiteren 48 Stunden mechanisch bearbeitet werden konnte.
Versuche zur Ermittlung der Bruchfestigkeit ergaben, daß Scheiben ohne innere nicht schleifaktive Zone mit den Maßen 350 x 12 x 150 aus gleicher Fertigung und Qualität bei 109 bis 112 m/s, die erfindungsgemäßen Scheiben nach völliger Aushärtung bei 120 bis 125 m/s zu Bruch gingen, bei einer Sollbruchumfangsgeschwindigkeit von 70 m/s für den Einsatz bis 40 m/s Arbeitsgeschwindigkeit.
Die Gießmasse war mit der so eingestellten Viskosität von 65 s nach Mallison 3 bis 4 mm tief in die Scheiben eingedrungen.

Claims (13)

  1. Schleifscheibe mit einem Außendurchmesser von 200 bis 1600 mm und 10 bis 600 mm Breite umfassend Schleifkorn aus Aluminiumoxid, Zirkoniumdioxid, Siliciumcarbid, Borcarbid, Granat, Schmirgel und Flintstein oder eine Mischung aus diesen und anorganisches keramisches oder organisches Bindemittel für dieses in einer äußeren Schleifzone (1) und eine damit in Kontakt befindliche nicht schleifaktive Zone (2) mit wenigstens einer Bohrung zur Aufnahme von Spannflanschen, wobei die nicht schleifaktive Zone (2) aus einem gefügedichten, Füllstoff und gegebenenfalls Verstärkungsmittel enthaltenden organischen Kunststoffmaterial besteht.
  2. Schleifscheibe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die äußere Schleifzone (1) und die nicht schleifaktive Zone (2) in Kontakt stehen, durch eine Schleifkorn, Bindemittel und Kunststoffmaterial aufweisende Übergangszone (3).
  3. Schleifscheibe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Bindemittelanteil der äußeren Schleifzone (1) 1 bis 50 Gew.-% beträgt und das keramische Bindemittel ausgewählt ist aus Mullit, Kyanit, Nephelin, Syenit, Ton, Kaolin oder Fritten sowie einer Mischung derselben.
  4. Schleifscheibe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Bindemittelanteil der äußeren Schleifzone (1) 1 bis 50 Gew.-% beträgt und insbesondere aus phenolharzenthaltenden Bindemitteln ausgewählt ist.
  5. Schleifscheibe nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Kunststoffmaterial der nicht schleifaktiven Zone (2) und/oder der Übergangszone (3) ausgewählt ist aus thermoplastischen- oder duroplastischen Kunststoffmaterialien, insbesondere Ein- oder Mehrkomponenten Gießharzen wie Polyesterharzen oder Epoxidharzen.
  6. Schleifscheibe nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet,daß das Kunststoffmaterial der nicht schleifaktiven Zone (2) 5 bis 200 Gew.-Teile, insbesondere 10 bis 50 Gew.-Teile anorganische oder organische Füllstoffe, insbesondere Sand, Quarzsand, Quarzmehl oder Schleifkornreste, bezogen auf 100 Gew. -Teile Kunststoffmaterial, enthält.
  7. Schleifscheibe nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß das Kunststoffmaterial der nicht schleifaktiven Zone (2) als Verstärkungsmittel Armierungen, insbesondere Glas- und/oder Drahtgewebe oder festigkeitsfördernde Fasern und/oder radial von innen nach außen verlaufenden Kanäle zur Versorgung des Arbeitsbereiches mit Kühlmitteln und/oder Kühlschmierstoffen, enthält.
  8. Schleifscheibe nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Größe der nicht schleifaktiven Zone (2) wenigstens dem Außendurchmesser der Spannflanschen entspricht.
  9. Schleifscheibe nach einem der Ansprüche 1 bis 8, umfassend einseitig oder beidseitig ausgesparte und/oder einseitig oder beidseitig verjüngte Schleifscheiben, zylindrische Schleiftöpfe, zylindrische Doppelschleiftöpfe, keglige Schleiftöpfe, Schleifteller, verklebte oder verschraubte Schleifscheiben mit Tragscheiben und verklebte oder verschraubte Schleifzylinder.
  10. Schleifscheibe nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß die nicht schleifaktive Innenzone (2) Geometrien (4) und (5) zur Verzahnung mit der Übergangszone (3) oder der äußeren Schleifzone (1) aufweist.
  11. Verfahren zur Herstellung von Schleifscheiben nach einem der Ansprüche 1 bis 10 dadurch gekennzeichnet, daß man
    a) die äußere Schleifzone (1) herstellt und
    b) den Bereich der nicht schleifaktiven Zone (2) mit einem gefügedichten, Füllstoff und gegebenenfalls Verstärkungsmittel enthaltenden Kunststoffmaterial ausfüllt und gegebenenfalls einer Temperaturbehandlung unterwirft.
  12. Verfahren nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß man den Bereich der nicht schleifaktiven Zone (2) mit dem Kunststoffmaterial ausgießt und gegebenenfalls durch Einwirkung von erhöhter Temperatur härtet.
  13. Verfahren zu Wiederverwertung von Schleifscheiben nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß man die äußere Schleifzone (1) und die gegebenenfalls vorhandene Übergangszone (3) vollständig von der Oberfläche der nicht schleifaktiven Zone (2) entfernt, eine neue äußere Schleifzone (1) in ansich bekannter Weise herstellt, die gebrauchte nicht schleifaktive Zone (2) innerhalb der äußeren Schleifzone (1) zentriert und den verbleibenden Zwischenraum zwischen der nicht schleifaktiven Zone (2) und der äußeren Schleifzone (1) mit einem gefügedichten, Füllstoff und gegebenenfalls Verstärkungsmittel enthaltenden Kunststoffmaterial füllt und gegebenenfalls einer Temperaturbehandlung unterwirft.
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