Derart hergestellte Garnituren dienen der mechanischen Bearbeitung von suspendiertem Faserstoffmaterial. Damit ist vor allem das Mahlen von Papierfasern, also das Verändern von Fasereigenschaften, wie Länge, Flexibilität oder Oberfläche, gemeint.

Garnituren werden z. B. in Mahlmaschinen-sogenannte Refiner-eingebaut. Dabei hat die Suspension in Refinern einen Feststoffgehalt von etwa 2-8 %, in speziellen Maschinen auch darüber. Bei solchen Maschinen für höhere Stoffdichten spricht man z. B. von Hochkonsistenzrefinern, Dispergern oder Knetern. Übliche Maschinen haben mindestens einen Rotor und mindestens einen Stator mit entweder scheibenförmigen oder kegelförmigen Flächen, auf denen die Garnituren angebracht werden, so dass sich zwischen ihnen Spalte ausbilden können. Viele Garnituren weisen an den Arbeitsflächen Stege und Nuten auf, weshalb man auch von"Messer-Garnituren"spricht. Es ist bekannt, dass neben der Form solcher Stege auch das Material, aus dem sie bestehen, Auswirkungen auf die Bearbeitung des Faserstoffs hat.

Die Garnituren sind einem Verschieiß ausgesetzt und müssen daher in bestimmten Intervallen ersetzt werden. Der Verschleiß kann außerdem während der Lebensdauer dazu führen, dass sich die Bearbeitungswirkung ändert. Form und Oberfläche der Garnituren haben nämlich einen überragenden Einfluß auf den Bearbeitungseffekt.

Es ist daher verständlich, dass für die Entwicklung von Garnituren ein beträchtlicher Aufwand getrieben wird, der sich in der Gestaltung ihrer Form und in der Auswahl des Materials niederschlägt. Dabei hat es sich gezeigt, dass Materialien, die für die Bearbeitungselemente besonders geeignet sind, Eigenschaften haben, die bei ihrer Verwendung für den Grundkörper der Garnitur sehr problematisch sein können.

Insbesondere betrifft das Materialien, die sehr hart und spröde sind, wie z. B. Keramik, und daher nicht die für den Grundkörper notwendige Zähigkeit aufweisen. Ferner sind solche Materialien relativ teuer und aufwendig in der Herstellung und lassen sich im Vergleich zu normalen metallischen Werkstoffen nur mit großem Aufwand bearbeiten.

Der Grundkörper eines Bearbeitungswerkzeuges stellt die Verbindung der Bearbeitungselemente zu den übrigen Bauteilen, z. B. denen einer Mahlmaschine, her.

Wegen der hohen Kräfte, die in einer solchen Mahlmaschine auftreten, werden an den Grundkörper besonders hohe Festigkeitsanforderungen gestellt. Es muß auch möglich sein, ihn sicher mit der Mahimaschine zu befestigen, wozu z. B. hochverspannte Schrauben erforderlich sind. Wegen dieser Anforderungen ist ein besonders festes und zähes Material erforderlich.

Aus der DE 197 54 807 A1 ist bereits ein Verfahren zur Herstellung von Garnituren bekannt, bei dem diese aus getrennt hergestellten Teilen zusammengefügt werden. In dieser Publikation wird vorgeschlagen, das Bearbeitungselement durch Vulkanisieren an den Grundkörper zu binden. Es gibt Fälle, bei denen diese Art der Befestigung nicht optimal ist.

Bei den eingangs erwähnten mechanischen Bearbeitungsverfahren kommt es zu einer Erwärmung der Garnituren. Diese rührt von der hohen Energiedichte des Bearbeitungsvorganges her und ist z. B. besonders stark, wenn mit höheren Stoffdichten gemahlen wird. Es kann dann zu Beschädigungen der Garnitur kommen, wenn die verbundenen Materialien, z. B. Keramik und Chromstahl, ein unterschiedliches Wärmeausdehnungsverhalten haben. Die besonders gut geeigneten Keramiksorten haben nämlich eine im Vergleich zu Chromstahl deutlich geringere Wärmeausdehnung.

Dadurch kann die Bindung abreißen, was zu einem fatalen Garniturbruch führt. Zudem ist Keramik dieser Art recht spröde, so dass bei einer starren, flächigen Verbindung oder bei mehreren starren Befestigungspunkten durch Wärmedehnung Risse entstehen können.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, das Verfahren zur Herstellung von Garnituren so zu gestalten, dass für die Bearbeitungselemente besonders geeignete spröde Materialien verwendet werden können, und dass die Garnituren unempfindlich gegen Erwärmung sind.

Diese Aufgabe wird durch die im Kennzeichen des Anspruchs 1 genannten Merkmale gelöst.

Bei den Herstellungsverfahren dieser Art wird also-wie an sich bekannt-für die Bearbeitungselemente ein anderer Werkstoff verwendet als für den Grundkörper. Das hat den wesentlichen Vorteil, dass die Materialauswahl für die Bearbeitungselemente abgestimmt werden kann auf die gewünschte Bearbeitungstechnologie, während für den Grundkörper ein Material von hoher Festigkeit und Zähigkeit verwendet wird.

Kunststoffmaterial erhält durch eingelagerte Kohlefasern eine hohe Festigkeit und Zähigkeit. Diese Eigenschaften lassen sich mit besonderem Vorteil zur Lösung der gestellten Aufgabe nutzen, wenn sein Wärmeausdehnungsverhalten auf das des für die Bearbeitungselemente bevorzugten Materials abgestimmt wird. Die Veränderung und damit Einstellung des Wärmeausdehnungsverhaltens von kohlefaserverstärktem Kunststoff ist ohne weiteres möglich. Wärmeausdehnungskoeffizienten können "hineinkonstruiert"werden, auf Wunsch sogar differenziert in verschiedenen Richtungen. Es gibt auch glasfaserverstärkte Kunststoffe, deren Eigenschaften sich entsprechend den hier gestellten Anforderungen einstellen lassen.

Erfindungsgemäß hergestellte Garnituren haben zeitlich konstante Oberflächeneigenschaften und sind hochverschleißfest, mechanisch robust, thermisch unempfindlich sowie leicht von Gewicht.

Anzumerken ist, dass es Keramikstoffe gibt, deren Wärmeausdehnungsverhalten auf das von Stahl, z. B. von für den Grundkörper geeigneten Chromstahl, abgestimmt werden kann. Solche Stoffe erfüllen aber die technischen und wirtschaftlichen Anforderungen weniger gut, die an das Bearbeitungselement gestellt werden.

Die Erfindung wird erläutert anhand von schematischen Zeichnungen. Dabei zeigen : Fig. 1 perspektivisch : Eine erfindungsgemäß hergestellte Garnitur ; Fig. 2 eine erfindungsgemäß hergestellte Garnitur in geschnittener Seitenansicht ; Fig. 3 eine typische Mahigarnitur in Aufsicht ; Fig. 4 und 5 perspektivisch : Weitere erfindungsgemäß hergestellte Garnituren.

Fig. 1 zeigt den Grundkörper 1 mit einem damit verbundenen Bearbeitungselement 2.

Die Leisten 5 des Bearbeitungselementes 2 stehen um den Überstand c hervor und haben eine Vielzahl von Stirnflächen 11, wodurch eine Mahigarnitur entsteht, die auch als Messergarnitur bezeichnet wird. An der Kontaktfläche 3 des Bearbeitungselementes 2 und der Kontakffläche 4 des Grundkörpers 1 wurde eine kraftschlüssige Verbindung, z. B. durch Kleben hergestellt. Die so gebildete relativ dünne Klebeschicht ist sehr fest und weitgehend starr, d. h. sie ist nicht so elastisch, dass sie allein die Wärmedehnungen ausgleichen könnte.

Fig. 2 zeigt eine ähnliche Garnitur in Seitenansicht. Man erkennt den geschnittenen Grundkörper 1 mit dem darauf befestigten Bearbeitungselement 2, das mit verschiedenen langen Leisten 5 versehen ist. Die kürzere ist geschnitten gezeichnet. Der Grundkörper 1 ist durch tösbare Verbindungselemente 10 am Rotor 8 der Mahimaschine befestigt, welcher wiederum durch die Welle 9 angetrieben wird. Selbstverständlich können die nach dem Verfahren hergestellten Garnituren auch an einem Stator befestigt sein.

Eine typische Mahlgarnitur zeigt Fig. 3 in Aufsicht. Auf dem kreisringförmigen Grundkörper 1 befinden sich segmentförmige Bearbeitungselemente 2.

Diese tragen Leisten 5 mit der Breite b, sind geradlinig und zum Teil unterschiedlich lang. Es sind auch gebogene oder stärker gegen den Radius schräg gestellte Leisten vorstellbar. Das erfindungsgemäße Verfahren ist auch anwendbar, wenn keine mit Leisten versehenen Bearbeitungselemente, sondern-wie in Fig. 4 gezeigt- Bearbeitungselemente 2'mit Stirnflächen 11', die eine abrasiv poröse Oberfläche aufweisen, eingesetztwerdensollen.

Im in Fig. 5 gezeigten Beispiel sind im Grundkörper 1'Ausnehmungen 6 eingearbeitet, in die komplementäre Erhebungen 7 des Bearbeitungselementes 2'so hineinpassen, dass auf einer Seite ein Anschlag entsteht (linkes Beispiel). Dadurch kann vor dem Verbinden eine exakte Positionierung des Bearbeitungselementes erfolgen und die Festigkeit der Verbindung erhöht werden. Andere Erhebungen 7 können auch die Ausnehmungen 6' ausfüllen und z. B. in den Kunststoff des Grundkörpers mit eingegossen werden (rechts Beispiel).

Vorstellbar sind weitere Möglichkeiten, um einen festen Verbund zwischen Bearbeitungselement und Grundkörper herzustellen. Alternativ oder zusätzlich zu einer flächigen, also kraftschlüssen Verbindung kann eine Mehrzahl von Befestigungselementen, die über die Kontaktfläche verteilt sind, mit Formschluss die beiden Teile miteinander verbinden. Ist ihre Anzahl grob genug, dann können die Kräfte gleichmäßig auf das spröde Bearbeitungselement übertragen werden. Die erfindungsgemäße Herstellung der Garnituren ermöglicht es auch, dass die Fügepartner bei der Aushärtung des Kunststoffes miteinander verbunden werden.