Nach dem Stand der Technik werden keramisch gebundene Schleifkörper entweder aus einheitlichen homogenen Schleifkörpermassen gefertigt oder bestehen aus mehreren unterschiedlichen Massen, bei denen Korntype, Korngrö e, Bindungstype und Füllstoffe variieren können. Die so gefertigten Grundkörper durchlaufen anschlie end einen Sintervorgang, ehe sie als Fertigprodukt zum Einsatz gelangen. Gemä dieser Herstellungsweise ist jeder Schleifkörper ein Individuum. Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist die Verwirklichung der Idee, auch auf dem Sinterkeramiksektor vorgefertigte Elemente zu verwenden, soda z.B. an einem vorgefertigten Zentralteil einer Schleifscheibe jeweils unterschiedliche Schleifkränze angeformt werden können, soda für Schleifscheibenserien völlig unterschiedlichen Anwendungszwecks und demzufolge unterschiedlichen Aufbaus jeweils der gleiche Zentralteiltyp verwendet werden kann, was regelmä ig dann gar keine Rolle spielt, wenn die mechanische Belastbarkeit des Zentralteils höher oder gleich gro ist wie die der Peripherie.

Wie bekannt, werden sinterkeramische Schleifkörper nach FEPA und/oder nach der ÖNORM EN 12413 nach folgenden Kriterien klassifiziert: Art des Schleifmittels: A = Korund, C = Siliziumkarbid, Z = Zirkonkorund Körnung des Schleifmittels: Die Zahlen entsprechen der Mesh-Numerierung: grob: Zahlen von 4 bis 24 mittel: Zahlen von 30 bis 60 fein: Zahlen von 70 bis 220 sehr fein: Zahlen von 230 bis 1200 Bindungsart des Schleifkörpers: Hier bedeutet V keramisch gebunden.

Härtegrad des Schleifkörpers: A = extrem weich bis Z = extrem hart, wobei A - D = äu erst weich E - G = sehr weich H - K = weich L - O = mittel P - 5 = hart T - W = sehr hart X - Z = äu erst hart Gefüge (Struktur) des Schleifkörpers: ÖNORM Ziffern 0 - 14 (0 = dichtest, M = porösest ), FEPA Ziffern 0 - 20 (0 = dichtest, 20= porösest) Die Qualitätsangabe A 120 K7V für einen Schleifkörper hei t somit: keramisch gebunden (V), Abrasivmaterial: Korund (A), Körnung (120) etwa in der Mitte des "Fein"-Bereichs, Härte des Schleifkörpers im Grenzbereich des "Weich"-Bereichs zum "Mittel"-Bereich, mittlere Porosität.

In sinterkeramischen Schleifkörpern ist das Abrasivmaterial durch die sogenannte Bindung zusammengehalten, deren Anteil etwa 5 - 40 Gew.% des Schleifkörpers bildet und die zu 5 - 90 Gew.% aus Fritten, Rest anorganische (mineralische) Füllstoffe, wie z.B. Ton, und gegebenenfalls bis zu etwa 8 Gew.% Metalloxide, bestehen. Fritten sind vorgeschmolzene, künstliche Glasmassen der folgenden Zusammensetzungen: SiO2 35 - 70 % B203 10 -40 % Na2O 5 - 20 % K2O 1 - 20 % <BR> <BR> <BR> Al2O3 0 - 1 5 W0 <BR> <BR> <BR> Fe2O3 0 - 3 Wo <BR> <BR> <BR> TiO2 0-5% ZnO 0-10% CaO 0-10% MgO 0-10% Li2O 0- 5% Restelemente 0-5% (Zr, Ba, Co, Ni) Erfindungsgemä ist somit vorgesehen, da der Schleifkörper ein Verbundkörper ist, bei dem zumindest ein vorgesintertes Element mit Keramikmaterial zusammengesintert ist.

Mit anderen Worten betrifft die Erfindung verbundkeramische Scheifkörper, bei denen ein oder mehrere Schleifkörperelemente im vorgesinterten Zustand vorliegen, welche mit einem weiteren vorgesinterten Schleifkörperelement oder mit einer Rohkeramikmasse so verbunden werden, da diese nach einem neuerlichen Sinterproze bzw. einem der Verbindungsmasse entsprechenden Aushärteproze wieder eine Schleifkörpereinheit bilden, sowie das Verfahren zur Herstellung solcher Schleifkörper.

Dabei werden also in den Fertigungsproze Schleifkörperelemente integriert, die vorgefertigt sind. Diese vorgefertigten Schleifkörperelemente können jeden beliebigen Abschnitt des neuen Schleifkörpers bilden, z.B. bei Schleifscheiben den Bohrungsteil, den Peripherieteil oder einen Zwischenring.

Diese vorgefertigten Schleifkörperelemente können auch solche sein, die bereits im Einsatz gestanden haben, also rezyklierte Bestandteile sind, die mit weiteren vorgesinterten Schleifkörperelementen oder mit unterschiedlichsten Schleifkörper- massen verbunden oder verpre t und dadurch zu neuen Schleifkörpern geformt werden.

Bei den Schleifkörpern handelt es sich vorzugsweise um Schleifscheiben und Schleifringe; es fallen unter diese Definition auch Beläge, aber auch Schleifsegmente, Schleifstifte, Schleifblöcke, vorzugsweise alle gemä ISO-genormten Schleifkörperformen. Insbesondere betrifft die Erfindung Kombinationen aus einem vorgesinterten Schleifkörperelement und einem aus einer neuen schleifaktiven Masse gefertigten Schleifkörperteil, der auf das vorgesinterte Schleifkörperelement aufgebracht wird. Jedoch sind auch alle Kombinationen denkbar, wie beispielsweise der Einsatz von zwei oder mehreren vorgesinterten Schleifkörperelementen mit zwei oder mehreren neuen Schleifmasseelementen, die sowohl im Schleifkörperinnenteil wie auch an der Schleifkörperperipherie angeordnet sein können.

Die vorgesinterten Schleifkörperelemente können Korunde aller Art und jeder Zusammensetzung, aus SiC, Diamant, CBN (kubisches Bornitrid) und deren Kombinationen sowie alle sinterbaren anorganischen Grundmaterialien enthalten und unterschiedlichste Strukturen und Härten aufweisen.

Erfindungsgemä ist auch die Möglichkeit des Einsatzes diverser Hartstoffe, wie beispielsweise von Carbiden, Nitriden, Carbonitriden oder Siliciden von Metallen sowie aller hochharten Silikate natürlicher Herkunft oder aus synthetischen Herstellungsverfahren und letztlich auch von Sonderprodukten wie Wolframate oder Vanadate von seltenen Erden oder artverwandte Stoffe umfa t.

Das Zusammenfügen der Schleifkörperelemente erfolgt dabei z.B. einerseits durch direktes Aufsintern von Keramikmassen auf das vorgesinterte Schleifelement oder anderseits durch Anwendung von Primersystemen, die die Verbindung von Einzelelementen verbessern, erleichtern bzw. sicherstellen. Primer sind Sinterhilfen, die beim Brennen eine Bindephase bilden. Vorzugsweise werden keramische Primer eingesetzt, die im wesentlichen feingemahlene Gemische glaskeramischer Partikel sind (Glasfriuen, Ton, Feldspäte, Quarzsubstanzen).

Zur Verbindung der Schleifkörperelemente können aber auch keramische Folien angewendet werden. Bei der Fügefolientechnik wird zuerst ein Foliengie schlicker, der feinteilige und gut dispergierte Keramikbildner sowie einen organischen Binder und vorzugsweise einen Weichmacher enthält, zu einer dünnen Schicht gerakelt und diese zu einer flexiblen, sogenannten Keramik-Grünfolie getrocknet. Der Schlicker kann ein Wasserschlicker, aber auch ein Schlicker mit einem organischen Lösungsmittel sein.

Beim Brennen einer derartigen Folie "brennt" zuerst der organische Anteil (meist 15-20 Gew.-%) aus und die Keramikbildner sintern dann unter Ausbildung einer Sinterverbindungsschicht mit Schmelzphase zusammen. Dies ist eo ipso mit einer Schwindung verbunden, soda sich Fügefolien vor allem dann eignen, wenn zu sinternde Werkstoffe oder gesinterte Werkstücke unter Druck zusammengefügt werden können. Weiters ist beim Zusammenfügen von Werkstücken zu bedenken, da die Zersetzungsprodukte des organischen Anteils im wesentlichen lateral aus der Fügefolienschicht hinausdiffundieren müssen, das Aufheizen beim Verfahren gemä der Fügefolientechnik also vorsichtig erfolgen mu , um eine gleichmä ige, feste Bindung zu erhalten.

Beim direkten Aufsintern von schleifaktiven Massen auf ein vorgesintertes Schleifkörper- element wird der schleifaktive Teil z.B. einfach aufgepre t. Vorzugsweise wird dabei ein Element mit erhöhtem Bindungsanteil gefertigt (mit niedrigschmelzendem Bindungs- bestandteil), soda im folgenden Sinterproze eine optimale Verbindung der Teile durch Schmelzflu erfolgt.

Es ist aber auch jene Verbindungsvariante vorgesehen, bei der die Verbindung der Schleifkörpereinzelteile (vorgesintertes und aufzusinterndes Element) durch bzw. in Anwesenheit eines Primers sichergestellt wird, soda die Schleifkörperelemente übergangslos und so fest verbunden werden, da sie mindestens dem Festigkeitswert eines normal gefertigten Keramikschleifkörpers entsprechen und alle Vorgaben sowie gesetzliche Auflagen (nationale und internationale Normen, Anforderungsprofile von 1 nteressengemei nschaften, etc.) erfüllen können.

Die Erfindung hat sich auch als besonders geeignet für die Herstellung keramisch gebundener Diamant- und CBN-Schleifscheiben erwiesen. Durch den Einsatz der vorgesi nterten Schleifkörperelemente kann dabei das unterschiedliche Dilatationsverhalten von Belag und Grundkörper minimiert werden, wodurch auch die Gefahr der Ri bildung minimiert wird und auch im gro en Durchmesserbereich reproduzierbare Produktionen möglich werden. Dieser Vorteil gilt auch für alle Schleifkörper, bei denen sonstige hochwertige Schleifmittel zum Einsatz gebracht werden, wie insbesondere Borcarbide oder Nitride oder mikrokristalline keramische Sinterkorunde.

Wesentlich ist die Art der Verbindung der einzelnen Schleifkörperelemente sowie das Bindemittel, durch welches die Elemente aneinandergefügt werden. Dies vor allem deshalb,weil die Verbindung der Schleifkörperelemente allen technischen, normativen und sicherheitstechnischen Anforderungen und Vorschriften für Keramikschleifkörper entsprechen mu . Daher mu der Primer so rezeptiert sein, da er einerseits den Bindungselementen der vorgesinterten Basiskörper entspricht und mit diesen eine entsprechende Verbindung eingehen kann, andererseits aber auch in den Bindungschemismus der schleifaktiven Masse integrierbar sein mu . Es ist also sicherzustellen, da sich die beim Sinterproze bildenden Glaskeramikkörper des Primers sowohl in die Struktur des vorgesinterten Basiskörpers als auch in die Struktur des angesinterten Keramikmaterials eingebunden werden können.

Als Primer sind grundsätzlich alle glas- oder porzellanbildenden anorganischen Materialien vorgesehen, vorzugsweise werden dafür aber Fritten und jene Bindungs- materialien zum Einsatz kommen, welche inden Rezepturen der Bindungen eingesetzt wurden, aus denen die vorgesinterten Basiselemente bzw. die Keramikmassen gefertigt wurden. je nach Anwendungs- bzw. Einsatzbereich werden diese Primer vorzugsweise so auszulegen sein, da ihr Schmelzpunkt knapp über oder unter dem der Bindung der Basiselemente liegt.

Werden zur Verbindung der Schleifkörperelemente keramische Folien verwendet (Folien mit Stärken von vorzugsweise ca. 0,1 bis 0,5 mm aber auch dicker je nach der Porosität der Umgebung der Folien), so ist darauf zu achten, da das Folienmaterial ähnlich aufgebaut ist, wie die zu fügenden Keramikelemente.

Wichtig ist, da die organischen Bestandteile der Folie beim Sinterproze aus der Verbindungszone diffundieren, um Fehlstellen in der Verbindungszone ausschlie en zu können. Die Fügetemperatur bei diesen Folien liegt im Schnitt bei 1200"C. Der Werkstoff der Folie soll materialmä ig möglichst an die zu verbindenden Keramikteile angepa t sein, mu im Regelfall aber tiefer sintern.

Optimale Verbindungen werden sichergestellt, wenn die zu fügenden Schleifmittelelemente leicht konisch ausgeführt sind, da durch den beim Zusammenfügen entstehenden Axialdruck die Folie an die Grenzflächen der Schleifkörperelemente angepre t wird.

Die Herstellung von Schleifkörpern mit vorgesinterten Schleifkörperelementen unterscheidet sich wesentlich von den Herstellungsmethoden nach dem derzeitigen Stand der Technik. Dies vor allem deshalb, weil im Fertigungsproze bereits vorgefertigte Elemente, z.B. Scheibenelemente, integriert werden müssen, worauf bei herkömmlicher Fertigung nicht Rücksicht genommen werden mu . Dies macht es auch notwendig, da Formwerkzeuge ebenso wie die Arbeitsparameter der Pre - und Sinterproze -teilschritte den neuen Gegebenheiten angepa t werden müssen.

Bei der Vorbehandlung ist zu unterscheiden, ob das vorgesinterte Element neu gefertigt wurde oder ob es sich dabei um einen Schleifkörper handelt, der bereits ein oder mehrere Male im Einsatz gestanden ist.

Handelt es sich beim vorgesinterten Schleifkörperlement um einen noch nicht im Einsatz gewesenen Körper, so ist dieser ausschlie lich einer mechanischen Vorbehandlung zu unterziehen. Der Einsatzteil ist hier nach Hestellung der Ma haltigkeit einer Grenzflächenbearbeitung zu unterziehen, die sicherstellt, da diese frei von Verunreinigungen, Staub oder trennmittelähnlichen Materialien ist. Meist wird die Grenzfläche auch profiliert, wodurch es zu einer noch besseren Verbindung mit der aufzubringenden Keramikmasse kommt.

Vorbenutzte Schleifkörperelemente sind im Normalfall mit Ölen, Fetten, organischen Schmierstoffen, Kühl mitteln, Kühischmierstoffen, Metall und Schleifmittel- bzw.

Schleifgutschlämmen, etc., verunreinigt. Diese Verunreinigungen müssen, um eine sichere Verbindung gewährleiten zu können, quantitativ eliminiert werden. Dies wird dadurch erreicht, da das vorgesinterte Element, vorzugsweise nach Herstellung der Ma haltigkeit, je nach Art der Verunreinigung, einem Wasch-, Bedampfungs-, Ausglüh-, Abdreh- oder sonstigem chemischen, physikalischen oder mechanischen Reinigungsproze unterworfen wird. Der so gereinigte Teil ist anschlie end zu trocknen und danach einer Grenzflächen-behandlung zu unterziehen bzw. kann auf das trockene Element die Aufbringung der neuen Schleifmittel masse erfolgen.

Die Grenzflächenbehandlung, der Auftrag eines Primers auf diese und die Primerrezeptierung sind wesentliche Voraussetzung für eine sichere Verbindung der Schleifkörperteile. Dabei wird auf die Grenzfläche des vorgesinterten und vorbehandelten Elementes ein produktspezifischer Primer aufgebracht und zwar durch Aufspritzen, Aufstreichen oder Aufspachteln. Wichtig ist dabei, da der Primer in die Poren der Grenzfläche eintritt und damit sicherstellt, da beim Sinterproze eine optimale Verbindung erfolgen kann. Der Primer selbst kann dabei in flüssiger, pastöser, aber auch fester, pulverförmiger Form vorliegen. Bei flüssigen und pastösen Primern wird der vorbehandelte Schleifkörperteil einer weiteren Trocknung unterzogen; mit festen, pulverförmigen Primern behandelte Rohlinge können sofort dem Pre proze zugeführt werden.

Der Formenaufbau- und Pre proze unterscheidet sich ebenfalls grundlegend vom heutigen Standard der Herstellung keramisch gebundener Schleifkörper und wird für die Herstellung von Schleifscheiben näher beschrieben. Schon beim Aufbau der Pre form ist zu berücksichtigen, da in diesem Fall ein bereits vorgefertigtes, gesintertes Schleifscheibenelement in die Form integriert werden mu . Aus diesem Grund sind Bohrungsstempel, Formringe und Pre platten entsprechend der Endform des Schleifkörpers auszulegen, unter Berücksichtigung notwendiger Überma e zur Einhaltung vorgegebener Endma e nach dem Bearbeitungsproze der gesinterten Scheibe. Ebenso ist sicherzustellen, da das vorgesinterte Scheibenelement absolut plan auf der Grundplatte aufliegt und so fixiert wird, da ein Verschieben desselben ausgeschlossen ist. Zwingend ist bei dieser Preze stufe auch die exakte Kantenübereinstimmung zwischen Formring und vorgesintertem Basiselement, da anderenfalls beim Pre vorgang Kantenbrüche oder Mikrorisse entstehen können, die mit Sicherheit zum Ausschu des Schleifkörpers führen.

Als nächstes Herstellungskriterium ist die Formbefüllung mit Keramikmasse zu sehen.

Dabei ist zu beachten, da der Masseeintrag noch gleichmä iger erfolgen mu als bei Standardfüllvorgängen und vor allem dürfen durch Planierhilfen, wie Kämm- oder Schereinrichtungen die aktivierten Grenzflächen des Basiskörpers nicht in Mitleidenschaft gezogen werden.

Ist die Masse homogen und unwuchtfrei verteilt, erfolgt nach Auflage der Pre platte der eigentliche Pre vorgang. Dieser Vorgang ist deshalb kritisch, weil es beim Verpressen nicht zum Abdrücken der Primerauflage kommen darf, da sonst die Verbindung der Produktzonen nicht sichergestellt werden kann. Erreicht wird diese Forderung durch ein oder mehrstufiges Schlie en der Presse, wobei der Pre vorgang im Gegendruck- verfahren geführt wird.

Letztes Qualitätskriterium beim Pre vorgang ist das Aussto en des Grünkörpers.

Absolute Ebenflächigkeit der Aussto elemente ist deshalb zwingend, weil kleinste Niveauunterschiede zu unterschiedlichen Reibungsbelastungen am Schleifköperumfang (Au enflächen) führen, die Spannungszustände und letztlich Risse verursachen.

Die Zwischenlagerung der Grünkörper soll möglichst vibrationsfrei erfolgen, ebenso deren Transport.

Die Grünkörper müssen beim Einsatz flüssiger Benetzungsmittel vor dem eigentlichen Sinterproze einen Trocknungszyklus durchlaufen. Die dabei zu fahrende Temperaturkurve ist gegenüber Standardkurven flacher anzulegen und mu im Bereich um 600C sowie bei 90"C Stehzeiten enthalten, um entweichende Reaktions- bzw.

Verdampfungsprodukte problemlos über die Gefügekapillaren abführen zu können.

Beim Einsatz organischer Netzmittel, insbesonders wachsartiger Substanzen kann dieser Verfahrensschritt unterbleiben.

Die so vorbehandelten Grünkörper werden danach auf Hohlkugelkorund oder verwandten Materialien gesetzt und dem Sinterproze zugeführt. Die zu fahrenden Brandkurven sind abhängig von der Kombination der Schleifkörperelemente und unterscheiden sich von den Standardkurven vor allem durch mehrere Haltepunkte vorzugsweise in der Aufheizphase. Kontrolliertes Abkühlen verhindert Restspannungen im Fertigprodukt.

Die Ausgewogenheit zwischen Aufheizgeschwindigkeit und Haltepunkten sind ein Ma für die Reproduzierbarkeit und Qualität der Endprodukte.

Die Endbearbeitung unterscheidet sich von der Endbearbeitung dadurch, da die beidseitige Bearbeitung der Schleifkörperflächen derart gleichmä ig auszuführen ist, da der vorgesinterte Scheibenteil keinem oder nur geringem Abrieb unterzogen wird, um seine ursprüngliche Gestalt möglichst unverändert zu nutzen.

Die Erfindung wird nachfolgend unter Bezugnahme auf die Zeichnung näher beschrieben, in der die Fig.1 - 4 Ansichten von Radialschleifscheiben sind; die Fig.5 ist eine teilweise weggebrochene Schrägansicht eines Axialschleifkopfes und die Fig.6 eine Teilansicht eines Axialschleifrings. In der Zeichnung haben äquivalente Bauteile gleiche Bezugszeichen.

Fig.1 ist eine Ansicht einer Radialschleifscheibe mit einem vorgefertigten, gesinterten Nabenteil 1 mit Aufspannloch 2 und einem angesinterten Schleifkranz 3, der nicht vorgefertigt ist, sondern in einer Form als Keramikschüttmasse an den Nabenteil 1 angepre t und der so erhaltene Grünkörper gesintert wird, wobei Zusammensintern mit dem Nabenteil 1 stattfindet. Der Nabenteil 1 ist an seiner Radialfläche 4 mit einer Primerschicht 5 versehen, die dieses Zusammensintern ermöglicht und dabei sowohl in den Nabenteil 1 als auch in den Schleifkranz 3 eindringt, wie dies in Fig.2 in grö erem Ma stab zu erkennen ist; dabei ist die Verbindungszone im Nabenteil 1 mit 1' und im Schleifkranz 3 mit 3' bezeichnet.

Beim Ausführungsbeispiel nach Fig.3 ist die Au enzone der Scheibe kein aus Keramik- schüttgut angesinterter Schleifkranz 3, sondern ein vorgefertigter gesinterter Keramikring 6. Dies ist ein Beispiel, wo ein rezyklierter Nabenteil mit verschiedenen neu vorgefer- tigten Abrasivringen versehen werden kann.

In Fig.4 ist wie in den Fig. 1 - 3 ein Ausführungsbeispiel einer Radialschleifscheibe gezeigt, mit folgender Besonderheit: In einer Form wird ein recyklierter, an seiner radialen Au enfläche geprimter Nabenteil 1 mit Aufspannloch 2 zentriert sowie mit einem neu gefertigten, gesinterten Keramikring 7 umlegt, der kein Abrasivmaterial enthält und beidseits geprimt wird. Sodann werden die Ringräume 8,9 zwischen einerseits Nabenteil 1 und Keramikring 7 und anderseits Keramikring 7 und Formrand mit Schleifkranzschüttgut unter Druck gefüllt und der so erhaltene Grünkörper zusammengesintert.

Die Fig. 5 und 6 bedürfen keiner Erläuterung.

Grundsätzlich kann das Zusammensintern bzw. Ansintern zur Herstellung von erfindungsgemä en Schleifkörpern in jede Richtung erfolgen, also z.B. bei Scheiben das vorgefertigte Sinterelement an der Peripherie, an der Nabe oder dazwischen angeordnet sein, sowie auch an mehreren Positionen bis hin zum Extremfall, da - wie gemä Fig.3 - alle Bestandteile vorgesintert sind und lediglich über das Frittenmaterial verbunden werden. In der Regel wird jedoch für irgendeine Zone des Schleifkörpers angesintertes Keramikmaterialschüttgut auf herkömmliche Weise verpre t und nach der Wärmebehandlung des Grünkörpers gesintert.

Ein besonderer Effekt ist nicht nur dadurch gegeben, da man z.B. Kerne von abgearbei- teten Keramikschleifkörpern recyklieren und mit vom Kernmaterial verschiedenen Schleifzonen versehen kann, sondern auch dadurch, da man Hochleistungschleif- kränze mit teuersten Abrasivbestückungen vorfertigen und dann mit billigeren Keramik- schüttmaterial verpressen und zusammensintern kann.