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Die
Erfindung bezieht sich auf einen Exzenterschleifer nach dem Oberbegriff
des Anspruches 1.
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Stand der Technik
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In
der
DE 39 06 549 C2 wird
ein Exzenterschleifer beschrieben, der in einem Gehäuse
einen elektrischen Antriebsmotor aufweist, dessen Antriebswelle über
eine exzentrische Lagerung eine Tragwelle eines Schleiftellers antreibt,
an dessen Unterseite ein Schleifmittel zu befestigen ist. Über
die exzentrische Lagerung der Tragwelle wird eine überlagerte
kreisförmige und rotatorische Arbeitsbewegung des Schleiftellers
einschließlich des daran befindlichen Schleifmittels erreicht.
In der Arbeitsstellung wird der Schleifteller mit dem Schleifmittel
gegen die Oberfläche des zu bearbeitenden Werkstückes gedrückt,
wobei aufgrund der Lagerung der Tragwelle an der Antriebswelle eine
Rotation des Schleiftellers um die eigene Achse nur bedingt möglich
ist. Dagegen besteht im Leerlauf des Exzenterschleifers, also beim
Abheben des Schleiftellers von dem zu bearbeitenden Werkstück,
die Gefahr, dass der Schleifteller aufgrund der Lagerreibung mit
der Drehzahl der Antriebswelle zu rotieren beginnt.
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Um
die Eigenrotation des Schleiftellers im Leerlauf zu begrenzen, ist
eine Reibungsbremse vorgesehen, die zusammenwirkende Reibelemente
am Schleifteller und an der dem Schleifteller zugewandten Unterseite
des Gehäuses des Exzenterschleifers aufweist. Bei der Reibbremse
kann im Leerlauf des Exzenterschleifers ein außen liegender
Wälzkranz am Schleifteller an einem innen liegenden, zugeordneten
Wälzkranz am Gehäuse eine Abwälzbewegung
ausführen, wodurch zwar eine Eigenrotation des Schleiftellers
nicht verhindert wird, jedoch die Drehzahl des Schleiftellers gegenüber
der Motordrehzahl über die Teilung von Außen-
und Innenwälzkranz reduziert werden kann. Ein vollständiges
Unterbinden der Eigenrotation ist aber bei dieser Ausführung
nicht vorgesehen.
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Offenbarung der Erfindung
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Der
Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen gattungsgemäßen
Exzenterschleifer in der Weise auszubilden, dass bei möglichst
geringem Verschleiß der Reibbremse die Eigenrotation des Schleiftellers
im Leerlauf des Exzenterschleifers unterbunden wird.
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Diese
Aufgabe wird erfindungsgemäß mit den Merkmalen
des Anspruches 1 gelöst. Die Unteransprüche geben
zweckmäßige Weiterbildungen an.
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Der
erfindungsgemäße Exzenterschleifer weist in einem
Gehäuse einen Antrieb auf, in der Regel einen elektrischen
Antrieb, wobei im Rahmen der Erfindung auch ein hydraulischer oder
pneumatischer Antrieb in Betracht kommt, dessen Antriebswelle über
eine exzentrische Lagerung eine Tragwelle eines Schleiftellers antreibt.
An der Unterseite des Schleiftellers kann ein Schleifmittel befestigt
werden, beispielsweise ein Schleifpapier, das zur Bearbeitung auf
die Oberfläche eines Werkstückes aufgesetzt wird.
Aufgrund der Lagerung der den Schleifteller tragenden Tragwelle
in der Antriebswelle wird auf den Schleifteller zwangsweise eine
Exzenterbewegung übertragen. Eine Eigenrotation des Schleiftellers,
die von dem Lager der Tragwelle grundsätzlich ermöglicht
wird, ist im Schleifbetrieb aber aufgrund der auf den Schleifteller
wirkenden Schleifkräfte nur bedingt möglich.
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Um
im Leerlauf des Exzenterschleifers, also nach einem Abheben des
Schleiftellers von dem zu bearbeitenden Werkstück, aufgrund
der Lagerreibung ein Hochdrehen des Schleiftellers auf die Drehzahl
des Antriebsmotors zu verhindern, ist eine Reibbremseinrichtung
vorgesehen, welche die Eigenrotation des Schleiftellers im Leerlauf
verhindert oder zumindest abbremst. Diese Reibbremseinrichtung umfasst
zum einen ein Reibbremselement, welches an dem Gehäuse
des Exzenterschleifers angeordnet ist, und zum andern eine zugeordnete
Reibfläche am Schleifteller, welche von dem Reibbremselement
mit einer Reibkraft beaufschlagt wird. Die Reibfläche des Schleiftellers
weist gegenüber einer senkrecht zur Achse der Tragwelle
stehenden Horizontalebene einen in Radialrichtung von innen nach
außen abfallenden Verlauf auf. Dies bedeutet, dass die
dem Gehäuse zugewandte Reibfläche am Schleifteller
bezogen auf die Horizontalebene im Bereich der Rotationsachse des
Schleiftellers die höchste Erhebung aufweist, wohingegen
zum radial außen liegenden Rand des Schleiftellers die
Reibfläche abfällt.
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Diese
Ausführung hat den Vorteil, dass diejenige Seite des Schleiftellers,
die aktuell exzentrisch ausgelenkt wird, von dem Reibungselement
in stärkerem Maße beaufschlagt wird als die diametral
gegenüberliegende Seite des Schleiftellers, da aufgrund
des zur Mitte des Schleiftellers hin ansteigenden Verlaufs der Reibfläche
das Reibbremselement auf der ausgelenkten Seite einen geringeren
Abstand zum Reibbremselement aufweist und daher eher bzw. stärker
in Reibkontakt gelangt als auf der gegenüberliegenden Seite.
Hierdurch wird zum einen die Eigenrotation des Schleiftellers wirksam
gehemmt, da das Reibelement auf der exzentrisch ausgelenkten Seite
eine Reibkraft auf die Reibfläche ausübt. Zum
andern wird auch ein stabilisierender Effekt erreicht, der dadurch
zustande kommt, dass das Reibelement den Schleifteller an der exzentrisch ausgelenkten
Seite geringfügig nach unten drückt, wodurch der
Schleifteller wieder in seine normale Arbeitsposition gebracht wird
mit paralleler Achse der Tragwelle zur Antriebswelle. Ohne stabilisierendes Reibbremselement
besteht dagegen die Gefahr, dass der Schleifteller aufgrund des
exzentrischen Antriebes und des Lagerspiels aus der Antriebswellen-Normalen
kippt, wodurch die Lagerreibung verstärkt wird und ein
Hochdrehen der Eigenrotation des Schleiftellers zu befürchten
ist. Dieser Effekt kann mithilfe der erfindungsgemäßen
Ausführung vermieden oder zumindest stark reduziert werden.
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Die
Reibfläche am Schleifteller kann im Prinzip eine beliebige
Querschnittsgeometrie aufweisen, solange gewährleistet
ist, dass die Reibfläche zum Außenrand des Schleiftellers
hin abfällt. In besonders vorteilhafter Ausführung
ist die Reibfläche konisch ausgebildet und weist einen
Konuswinkel von mindestens 5° auf, was sich konstruktiv
besonders einfach realisieren lässt. Alternativ hierzu
ist aber auch ein nicht-konischer Verlauf möglich, insbesondere
ein Verlauf mit wechselndem Gefälle in Radialrichtung des
Schleiftellers gesehen, bezogen auf die Horizontalebene senkrecht
zur Drehachse des Schleiftellers. Hierbei kommt sowohl ein im mathematischen
Sinne streng monoton fallender als auch lediglich ein monoton fallender
Verlauf der Reibfläche in Betracht, also ein Verlauf mit
fallenden und horizontalen Abschnitten. Denkbar ist auch, dass Zwischenabschnitte
mit zum radial außen liegenden Rand hin ansteigendem Verlauf
in die Reibfläche eingebracht sind, solange die Reibfläche
im Mittel zwischen der Drehachse des Schleiftellers und ihrem äußeren
Rand ein abfallender Verlauf gewährleistet ist.
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Das
Reibbremselement ist zweckmäßigerweise als Reibring
ausgebildet, welches vorteilhafterweise in Umfangsrichtung einen
gleich bleibenden Querschnitt aufweist. Um ein nachgiebiges Verhalten des
Reibbremselementes zu unterstützen und verbessern, kann
es zweckmäßig sein, in den Querschnitt des Reibbremselementes
einen in der Länge dehnbaren Ausgleichsabschnitt vorzusehen.
Dieser Ausgleichsabschnitt, der beispielsweise im Querschnitt V-förmig
ausgebildet ist, erlaubt in Richtung der zu übertragenden
Reibbremskraft im Reibbremselement ein elastisch federndes Verhalten,
wodurch auch Schwankungen des Schleiftellers während des Umlaufs
ausgeglichen werden können.
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Die
Reibfläche kann gemäß einer vorteilhaften
Ausführung als separat ausgebildetes Kontaktbauteil ausgeführt
sein, welches mit dem Schleifteller verbunden ist. Die Ausführung
als separates Bauteil hat den Vorteil, dass die Reibfläche
aus einem anderen Material bestehen kann als der Schleifteller.
Als Materialien für die Reibfläche kommen diverse Kunststoffe
in Betracht, beispielsweise Polyamid, Polypropylen, Polycarbonat
oder PMMA. Alternativ hierzu kann die Reibfläche auch aus
Metall bestehen, insbesondere aus Aluminium oder Magnesium, oder aus
einem Schaumwerkstoff.
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Weitere
Vorteile und zweckmäßige Ausführungen
sind den weiteren Ansprüchen, der Figurenbeschreibung und
den Zeichnungen zu entnehmen. Es zeigen:
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1 einen
Schnitt durch einen Exzenterschleifer, dessen Schleifteller exzentrisch
angetrieben ist, wobei die dem Gehäuse des Exzenterschleifers
zugewandte Seite des Schleiftellers eine Reibfläche aufweist,
an der ein Reibbremselement anliegt, und die Reibfläche
einen zum Rand hin konisch abfallenden Verlauf aufweist,
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2 der
Schleifteller in Einzeldarstellung,
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3 der
Schleifteller in Draufsicht.
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In
den Figuren sind gleiche Bauteile mit gleichen Bezugszeichen versehen.
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Der
in 1 dargestellte Exzenterschleifer 1 weist
in einem Gehäuse 2 einen elektrischen Antriebsmotor 3 auf,
der über eine Stromzufuhr 4 mit elektrischem Strom
versorgt wird. An einer Antriebswelle 5 des Antriebsmotors 3 ist über
ein exzentrisch angeordnetes Lager eine Tragwelle 7 gelagert,
die einen Schleifteller 8 trägt, an dessen Unterseite 9 ein Schleifmittel
zur Bearbeitung der Oberfläche eines Werkstückes
zu befestigen ist. Das Lager 6 ist beispielsweise als Kugellager
ausgebildet und ermöglicht eine Eigendrehung der Tragwelle 7 um
die Drehachse 11, die zugleich die Rotations- bzw. Drehachse des
Schleiftellers 8 darstellt. Diese Drehachse 11 liegt
mit Exzenterabstand e parallel zur Drehachse 10 der Antriebswelle 5.
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In
den Schleifteller 8 sind über den Umfang verteilt
Bohrungen 12 eingebracht, über die bei der Bearbeitung
des Werkstückes anfallender Schleifstaub mithilfe eines
Staub- bzw. Motorlüfters 13 in das Gehäuse
eingesaugt wird, wobei der Staublüfter 13 fest
mit der Antriebswelle 5 des Antriebsmotors verbunden ist
und einen exzentrisch gestalteten, topfförmigen Innenraum
aufweist, in welchem das Lager 6 zur Lagerung der Tragwelle 7 aufgenommen ist.
Der durch die Bohrungen 12 transportierte Schleifstaub
wird über einen gehäuseseitigen Ausblasstutzen 14 in
einen nicht dargestellten Staubfangbehälter geleitet.
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Um
im Leerlauf, bei abgehobenem Schleifteller 8 von dem zu
bearbeitenden Werkstück, eine Eigenrotation des Schleiftellers
um die Drehachse 11 zu verhindern, welche durch Lagerreibung
im Lager 6 zustande kommt, ist eine Reibbremseinrichtung 15 zwischen
dem Gehäuse 2 und dem Schleifteller 8 vorgesehen,
die die Eigenrotation des Schleiftellers verhindert oder zumindest
abbremst. Diese Reibbremseinrichtung 15 umfasst eine Reibfläche 16 am Schleifteller
auf der dem Gehäuse 2 zugeordneten Oberseite sowie
ein Reibbremselement 17, das fest mit dem Gehäuse 2 verbunden
ist und in Reibkontakt mit der Reibfläche 16 tritt.
Das Reibbremselement 17 ist zweckmäßigerweise
als Reibring ausgeführt und besteht aus Gummi bzw. einem
Elastomerwerkstoff, beispielsweise TPE, EPDM oder NBR. Im Querschnitt
gesehen weist der Reibring 17 einen etwa V-förmigen
Ausgleichsabschnitt 18 auf, der in Richtung der Reibkraftbeaufschlagung
eine elastische Längendehnung und -kontraktion des Reibringes
ermöglicht.
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Die
Reibfläche 16 auf der Oberseite des Schleiftellers 8 weist
radial von innen nach außen gesehen, also von der Drehachse 11 in
Richtung des radial außen liegenden Randes 19 des
Schleiftellers gesehen einen abfallenden Querschnittsverlauf auf. Dieser
abfallende Verlauf bezieht sich auf eine Horizontalebene 20,
die senkrecht zur Drehachse 11 des Schleiftellers 8 steht.
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Im
Leerlauf des Exzenterschleifers kann, bedingt durch Lagerspiel und
den exzentrischen Antrieb, der Schleifteller 8 geringfügig
aus seiner Position mit parallelen Drehachsen gekippt werden, so dass
die Drehachse 11 des Schleiftellers geringfügig gegenüber
der Drehachse 10 der Antriebswelle 5 geneigt ist.
Hierbei wird die aktuell exzentrisch ausgelenkte Seite des Schleiftellers
um ein geringes Maß angehoben, wodurch die Reibfläche
an dieser Stelle in Kontakt mit dem Reibbremselement 17 gelangt und
von diesem eine Reibkraft erfährt, die die Eigenrotation
des Schleiftellers 8 abbremst. Außerdem drückt
das Reibbremselement 17 den leicht angehobenen Schleifteller
wieder nach unten in eine Position mit paralleler Drehachse zur
Drehachse 10 der Antriebswelle.
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Aufgrund
des radial von außen nach innen ansteigenden Querschnittsverlaufs
der Reibungsfläche 16 gelangt die aktuell exzentrisch
ausgelenkte Seite in stärkeren Reibkontakt mit dem Reibbremselement 17 als
die diametral gegenüberliegende Seite. Dadurch erfährt
der Schleifteller an der exzentrisch ausgelenkten Seite eine höhere
Bremskraft als diametral gegenüberliegend.
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Der
Einzeldarstellung nach 2 ist der Konuswinkel α zu
entnehmen, unter dem der konusförmige Abschnitt der Reibfläche 16 gegenüber
der Horizontalebene bzw. einer hierzu parallelen Ebene geneigt ist.
Im Ausführungsbeispiel nach 2 beschränkt
sich der konusförmige Abschnitt der Reibfläche 16 auf
einen verhältnismäßig radial weit außen liegenden
Bereich. Wesentlich dabei ist, dass die Reibfläche über
ihre gesamte radiale Erstreckung gesehen ausgehend von der Drehachse 11 in
Radialrichtung nach außen einen abfallenden Verlauf aufweist.
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Wie 2 weiter
zu entnehmen, ist die Reibfläche 16 Teil eines
Kontaktbauteiles 21, das separat von dem Schleifteller 8 ausgebildet,
jedoch mit diesem verbunden ist und die dem Gehäuse 2 zugewandte
Oberseite des Schleiftellers bildet. Dies eröffnet die
Möglichkeit, die Reibfläche 16 aus einem
anderen Material zu fertigen als den Schleifteller 8.
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Wie 2 und 3 darüber
hinaus zu entnehmen, kann es vorteilhaft sein, dass die Reibfläche 16 sich
nicht bis zum äußeren Rand 19 des Schleiftellers 8 erstreckt,
sondern in Radialrichtung gesehen gegenüber dem äußeren
Rand 19 zurückversetzt ist. Dies reicht grundsätzlich
aus, um zu gewährleisten, dass das Reibbremselement den
Schleifteller in der exzentrisch ausgelenkten Lage mit einer Reibkraft beaufschlagt.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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