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Die
vorliegende Erfindung betrifft eine Schleifmaschine, insbesondere
eine Deckenschleifmaschine, umfassend eine Antriebseinheit, einen mittels
der Antriebseinheit in Rotation versetzbaren Schleifteller, ein
den Schleifteller aufnehmendes Schleifkopfgehäuse mit einer
den Schleifteller zu der zu schleifenden Fläche hin frei
gebenden Öffnung und ein Halteelement zum Halten der Deckenschleifmaschine.
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Solche
Deckenschleifmaschinen, die sich im übrigen nicht nur zum
Schleifen einer Decke, sondern auch zum Schleifen von Wänden
oder anderen Flächen eignen, sind aus dem Stand der Technik,
z. B. aus der
EP 0
727 281 B1 , in verschiedensten Ausführungen bekannt.
Häufig ist bei solchen (Decken-)Schleifmaschinen, wie dies
z. B. auch bei der Schleifmaschine nach der
EP 0 727 281 B1 der Fall ist,
im Bereich des Schleifkopfgehäuses ein Anschluss für
einen zu einem Staubsauger führenden Luftkanal vorgesehen,
um während des Schleifbetriebs die mit Schleifstaub kontaminierte
Luft aus dem Schleifkopfgehäuse abzusaugen.
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Ferner
ist aus der
DE
20 2005 011 659 U1 ein weiteres Schleifgerät der
vorgenannten Art bekannt, bei welchem ergänzend zu den
vorgenannten Merkmalen auch Mittel zur Erzeugung eines Unterdrucks
innerhalb des Schleifkopfgehäuses vorgesehen sind, durch
die das Kopfteil des Schleifgeräts bzw. das Schleifgerät – infolge
einer aus dem Unterdruck resultierenden Kraft – an die
zu schleifende Fläche gezogen bzw. an ihr gehalten wird.
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Hierbei
ist die den dortigen Schleifteller umgebende Haube relativ zum Schleifteller
gegen eine Federkraft verstellbar und an ihrem (zu der zu schleifenden
Fläche weisenden) Rand mit einem austauschbaren Gleitring
ausgestattet, der im Schleifbetrieb mit der Vorderseite des Schleiftellers
fluchtet und dadurch den Spalt zwischen der Haube und der bearbeiteten
Oberfläche für einen Saugluftstrom weitestgehend
oder vollständig verschließt. Hierdurch kann innerhalb
der Haube mittels eines an der Haube angeschlossenen Staubsaugers
ein Unterdruck erzeugt werden, welcher das Kopfteil des Schleifgeräts gewissermaßen
an der Wand bzw. der Decke ansaugt und dort ggfs. gegen dessen gesamte
Gewichtskraft hält. Das Arbeiten mit einem solchen Schleifgerät
ist wegen der genannten Unterdruckerzeugungsmittel wesentlich erleichtert
und für die Bedienperson weniger ermüdend, da
hierdurch insbesondere bei Deckenschleifarbeiten über Kopf
kein bzw. nicht mehr das gesamte Gewicht des Schleifgeräts
gehalten werden muss.
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Nichtsdestotrotz
weist auch dieses Gerät gewisse Nachteile auf.
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Erstens
erfordert ein solchermaßen ausgestaltetes Schleifgerät,
insbesondere wenn damit das Gesamtgewicht des Schleifgeräts
an einer Decke gehalten werden soll, eine besonders leistungsstarke Saugeinrichtung,
die zur Beibehaltung der Betriebssicherheit auch unter erschwerten
Bedingungen (starke Staubentwicklung und entsprechend schnell verschmutzende
Staubfilter innerhalb der Saugeinrichtung) noch eine hinreichend
große Saugleistung gewährleisten muss. Zweitens
ist der innerhalb der Haube erzeugbare Unterdruck – und
damit die über dessen Anlagefläche erzielbare
Ansaugkraft – auch von einer hinreichenden Ebenheit der
zu schleifenden Fläche abhängig, was in der Praxis
bzw. im konkreten Anwendungsfall nicht immer gegeben ist. Im Bereich
einer (mehr oder weniger) großen Unebenheit der zu schleifenden
Fläche kann der Spalt zwischen Haube und zu bearbeitender
Fläche von dem Gleitring nicht mehr ”weitestgehend” bzw. ”vollständig” verschlossen
werden, wodurch es zu einem unerwünschten Lufteintritt
unter die Haube des Schleifkopfs kommt. Hierdurch kann der von dem
Staubsauger erzeugte Unterdruck unmittelbar kollabieren, so dass
die das Schleifgerät an die zu schleifende Fläche
ziehende Kraft plötzlich wegfällt bzw. maßgeblich reduziert
wird. Das gleiche Problem kann sich auch bei Bedienfehlern ergeben,
z. B. wenn die mit dem Schleifgerät arbeitende Bedienperson
den Schleifkopf durch eine ungeschickte Bewegung verkippt, wodurch
ebenfalls der vormals in der Haube vorherrschende Unterdruck plötzlich
kollabiert. Das von der Bedienperson in diesem Moment ggfs. nicht
hinreichend fest gehaltene Schleifgerät kann sich dann
von der zu schleifenden Decke (bzw. Wand) lösen und – bei
hoher Drehzahl des Schleiftellers – auf den Boden herabfallen,
was mit einem erheblichen Verletzungsrisiko für die Bedienperson
oder andere umstehende Personen verbunden ist. Und schließlich
sind die im vorgenannten Stand der Technik vorgesehenen Gleitringe
einem hohem abrasiven Verschleiß ausgesetzt, was ebenfalls
zu einer fortschreitenden Verminderung der erforderlichen Dicht-
bzw. Drosselwirkung eines solchen Gleitrings führt. Die
Gleitringe müssen daher zum Zwecke der Erzielung eines
möglichst hohen Unterdrucks häufig ausgetauscht
werden.
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Ausgehend
von dem vorstehend erläuterten Stand der Technik besteht
die Aufgabe der vorliegenden Erfindung darin, eine sich an der zu
schleifenden Fläche gewissermaßen selbsttätig
haltende (Decken-) Schleifmaschine der eingangs genannten Art bereitzustellen,
welche in möglichst zuverlässiger Art und Weise
funktioniert, möglichst unabhängig von dem Vorhandensein
einer Saugeinrichtung bzw. möglichst unabhängig
von der Saugleistung einer gegebenenfalls zusätzlich angeschlossenen
Saugeinrichtung ist und bei welcher die vorstehend erläuterten
Nachteile vermindert sind bzw. erst gar nicht auftreten. Eine auf
die Schleifmaschine in Richtung der zu schleifenden Fläche
wirkende Kraft soll also in besonders vorteilhafter Weise bereits
ohne das Zutun einer fakultativ anschließbaren Staubabsaugvorrichtung,
also mit alternativen Mitteln hierzu, erzielt werden.
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Diese
Aufgabe wird mit einer Schleifmaschine nach Anspruch 1 gelöst.
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Diese
ist in Ergänzung zu den bereits einleitend genannten Merkmalen
insbesondere dadurch gekennzeichnet, dass die Mittel zur Erzeugung
des Unterdrucks (Unterdruckerzeugungsmittel) lamellenartige Elemente
umfassen, welche im Schleifbetrieb der Schleifmaschine gemeinsam
mit dem Schleifteller um dessen Achse rotieren und dabei innerhalb des
Schleifkopfgehäuses eine einen statischen Unterdruck hervorrufende
Luftströmung verursachen.
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Soweit
vorliegend davon gesprochen ist, dass die als Mittel zur Unterdruckerzeugung
fungierenden lamellenartigen Elemente mit dem Schleifteller um dessen
Achse rotieren, so ist darunter im erfindungsgemäßen
Sinne zu verstehen, dass die lamellenartigen Elemente (ein- oder
mehrteilig) an dem Schleifteller ausgebildet oder auf geeignete
Weise drehfest an ihm (ggfs. lösbar bzw. austauschbar)
befestigt sind.
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Mithin
stellen die erfindungsgemäß vorgesehenen lamellenartigen
Elemente und die im Schleifbetrieb hierdurch erzeugte Luftströmung
ein neues Prinzip zur Unterdruckerzeugung bereit, mit welchem eine
(Decken-)Schleifmaschine entgegen ihrer Gewichtskraft zu einer zu
schleifenden Fläche hingezogen bzw. ganz an dieser gehalten
werden kann.
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Besonders
bevorzugt sind die lamellenartigen Elemente so gestaltet bzw. innerhalb
des Schleifkopfgehäuses am Schleifteiler so angeordnet,
dass sich dort bei angetriebenem Schleifteller (auch) eine stationäre
Luftzirkulation einstellt, die zu einem statischen Unterdruck in
der gewünschten Größe beiträgt bzw.
diesen alleine verursacht.
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Dem
die statischen und dynamischen Druckverhältnisse miteinander
verknüpfenden ”Gesetz von Bernoulli”,
aus welchem ableitbar ist, dass (unter den jedenfalls näherungsweise
auch hier vorherrschenden Bedingungen) die Summe aus statischem
und dynamischen Druck stets konstant ist, kommt bei der Erläuterung
des sich im Rahmen der vorliegenden Erfindung einstellenden Unterdrucks
(und der hieraus resultierenden Kraft) eine besondere Bedeutung zu.
Denn die mittels der lamellenartigen Elemente hervorgerufene Luftströmung
bzw. Luftzirkulation innerhalb des Schleifkopfgehäuses
(welches im Schleifbetrieb auf Seiten seiner Öffnung von
der zu schleifenden Fläche bedeckt ist) verursacht einen hohen
dynamischen Luftdruck, so dass sich – unter Anwendung der
oben genannten Konstanz der Summe aus statischem und dynamischem
Luftdruck – der sich innerhalb des Schleifkopfgehäuses
einstellende statische Luftdruck gegenüber dem Luftdruck
außerhalb des Schleifkopfgehäuses entsprechend
reduziert. Da ein bestimmter (Unter-)Druck bekanntermaßen
gleich der hiervon auf eine bestimmte Fläche ausgeübten
Kraft ist, entspricht im Rahmen der vorliegenden Erfindung also
der über die Fläche der Öffnung des Schleifkopfgehäuses
gemittelte (statische) Unterdruck multipliziert mit eben dieser
Fläche der Schleifkopfgehäuseöffnung
gerade der auf die Schleifmaschine wirkenden Kraft.
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Das
vorliegend genutzte Prinzip der Erzeugung einer – einen
statischen Unterdruck verursachenden – Luftströmung
bzw. Luftzirkulation innerhalb des Schleifkopfgehäuses
mittels der mit dem Schleifteller mitrotierenden lamellenartigen
Elemente erweist sich gegenüber dem vorbekannten Stand
der Technik aus mehreren Gründen als überlegen:
Zunächst
ist hierbei anzuführen, dass die vorliegend gewählten
Mittel zur Unterdruckerzeugung im Vergleich zum Stand der Technik
weniger abhängig von etwaigen Unebenheiten der zu schleifenden
Fläche sind. Es hat sich nämlich in der praktischen
Anwendung einer erfindungsgemäßen Deckenschleifmaschine
gezeigt, dass sich die erfindungsgemäß mittels
der lamellenartigen Elemente im Schleifbetrieb einstellende und
den Unterdruck verursachende Luftzirkulation nicht erst dann einstellt,
wenn das den Schleifteller umgebende Schleifkopfgehäuse
der zu schleifenden Fläche bereits mit seinem umlaufenden Rand
zur Anlage kommt, sondern dass sich die den Unterdruck im erfindungsgemäßen
Sinn ausbildende Luftzirkulation (bei entsprechend angetriebe nem Schleifteller)
schon dann einstellt, wenn das Schleifkopfgehäuse noch
einen gewissen Abstand (bis hin zu mehreren Zentimetern) von der
zu schleifenden Fläche hat. Dies gilt im Übrigen
auch dann, wenn der mit angetriebenem Schleifteller in Deckennähe
gebrachte Schleifkopf zunächst noch nicht exakt parallel
zur Decke ausgerichtet ist – bezogen die Grundfläche
des Schleiftellers bzw. die Ebene der im Wesentlichen kreisförmigen Öffnung
des Schleifkopfgehäuses. Das Schleifkopfgehäuse
wird also (sofern der Schleifteller samt der daran angeordneten
Lamellen in Rotation versetzt ist) bereits bei Annäherung
desselben an die zu schleifende Fläche gezogen und richtet
sich ausgehend von einer zunächst schiefen Lage zu der
zu schleifenden Fläche auch selbsttätig parallel
hierzu aus.
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Der
Effekt der Einstellung einer (stationären) Luftzirkulation
bereits bei Annäherung des Schleifkopfs an die zu schleifende
Fläche kann in der Praxis auch daran erkannt werden, dass
sich (bei Verwendung eines eine bestimmte Ausgangsleistung bereitstellenden
Antriebsmotors) die Drehzahl der Schleifmaschine merklich erhöht,
sobald das Schleifkopfgehäuse mit seiner den Schleifteller
freigebenden Öffnung einer (zu schleifenden) Grenzfläche
angenähert wird. Die vormals – ohne an die Öffnung
angrenzende Grenzfläche – von den Lamellen und
dem Schleifteller erzeugte (turbulente) Luftströmung weicht
dann einer sich teilweise selbsttätig aufrechterhaltenden
Luftzirkulation, die dem Antriebsmotor weniger Leistung abverlangt
als die Erzeugung der turbulenten Luftströmung (ohne benachbarte
Grenzfläche). Dies erklärt die in der Praxis beobachtete Drehzahlerhöhung
des Schleiftellers bei Annäherung des Schleifkopfs an eine
Fläche und macht die bereits in diesem Stadium erfolgende
Unterdruckerzeugung plausibel.
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Dadurch
ergibt es sich auch, dass der im erfindungsgemäßen
Sinn mittels rotierender Lamellen und einer hierdurch hervorgerufenen
Luftströmung/Luftzirkulation erzielte Unterdruck nicht
kollabiert (bzw. sich nicht in einem solche Maße wie im vorbekannten
Stand der Technik verringert), wenn z. B. infolge einer Unebenheit
der Decke im Bereich des umlaufenden Randes des Schleifkopfgehäuses
ein zusätzlicher Luftkontakt zur Umgebungsluft entsteht. Auch
in diesem Fall bleibt nämlich die von den Lamellen induzierte
und einen Unterdruck hervorrufende Luftströmung bzw. -zirkulation
im Wesentlichen aufrecht erhalten.
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Der
erfindungsgemäß mittels der rotierenden lamellenartigen
Elemente erzeugte Unterdruck sowie die hieraus resultierende, in
Richtung der zu schleifenden Fläche wirkende Kraft auf
den Schleifkopf erweisen sich somit im Vergleich zum Stand der Technik
als wesentlich stabiler gegen eine nicht optimale Lage des Schleifkopfgehäuses
zu der zu schleifenden Fläche bzw. gegen etwaige Unebenheiten
in dieser Fläche. Dies erhöht neben der Bediensicherheit auch
die Zuverlässigkeit und Benutzerfreundlichkeit der Schleifmaschine.
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Im Übrigen
hat sich gezeigt, dass sich die für eine geeignet hohe
Anziehungskraft notwendige Luftströmung bzw. -zirkulation
auch ohne einen ”Gleitring” im Bereich des Randes
der Öffnung des Schleifkopfgehäuses einstellt.
Vielmehr reicht es aus, was zur Vermeidung einer Staubverwirbelung
in die Umgebung auch sinnvoll ist, wenn das Schleifkopfgehäuse
an seinem der zu schleifenden Fläche zuweisenden Randbereich
eine umlaufende, zum Staubschutz jedoch möglichst dichte
Bürstenanordnung aufweist. Von einer weitestgehend luftdichten Verbindung
zwischen zu schleifender Fläche und Schleifkopfgehäuse
kann daher in vorteilhafter Weise abgesehen werden, wodurch auch
der häufige Austausch von den im Stand der Technik zur
Unterdruckerzeugung vorgesehenen Gleitringen vermieden werden kann.
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Ferner
sind der von der Rotation der lamellenartigen Elemente aufgebrachte
Unterdruck und die hieraus resultierende Kraft auf die Schleifmaschine
(bzw. auf deren Schleifkopf) unabhängig von der Saugleistung
eines z. B. zur Schleifstaubabsaugung ggfs. zusätzlich
an das Schleifkopfgehäuses angeschlossenen Staubsaugers.
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Der
allein von den lamellenartigen Elementen erzeugte Unterdruck sollte
daher – durch geeignete Gestaltung und Ausrichtung der
die Luftströmung bzw. -zirkulation induzierenden lamellenartigen Elemente – möglichst
groß sein, um bereits mit den rotierenden lamellenartigen
Elementen eine in Richtung zu der zu schleifenden Fläche
wirkende Kraft zu erzeugen, die bevorzugt wenigstens 60% oder wenigstens
80% der Gewichtskraft der gesamten Deckenschleifmaschine entspricht.
Die zum Halten der Deckenschleifmaschine an der zu schleifenden
Decke dann noch notwendige Differenzkraft kann dann z. B. durch
eine zusätzliche Unterdruckerzeugung mittels zusätzlicher
Unterdruckerzeugungsmittel (z. B. einer über geeignete
Luftführungskanäle an dem Schleifkopfgehäuse
geeignet angeschlossenen Luftabsaugeinrichtung) aufgebracht werden.
Diese zusätzlichen Mittel müssen dann nicht – wie
im Stand der Technik – alleine den zum Halten der Schleifmaschine
an der zu schleifenden Decke notwendigen Unterdruck aufbringen und
unterliegen daher (wesentlich) geringeren Anforderungen an ihre
Saugleistung.
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Um
den erfindungsgemäß erzeugbaren Vorteil jedoch
vollumfänglich zur Geltung zu bringen ist in einer ersten
besonders bevorzugten Weiterbildung der vorliegenden Erfindung vorgesehen,
dass der im Schleifbetrieb innerhalb des Schleifkopfgehäuses
allein mittels der lamellenartigen Elemente erzeugte Unterdruck
(d. h. ohne des sich ggfs. hinzuaddierenden Einflusses einer fakultativ
anschließbaren Luftabsaugvorrichtung) so hoch ist, dass
die Schleifmaschine mit einer die Gewichtskraft der gesamten Schleifmaschine übersteigenden
Kraft an der zu schleifenden Fläche gehalten wird. Ein
Ausfall oder eine Leistungsminderung eines zum Absaugen des Schleifstaubes
angeschlossenen Staubsaugers hat damit keinen spürbaren
bzw. keinen sicherheitsrelevanten Einfluss auf die Funktionsweise
der Schleifmaschine inklusive der auf sie in Richtung zu der zu schleifenden
Fläche wirkenden Kraft.
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Soweit
vorliegend mehrfach davon gesprochen wird, dass einige der genannten
technischen Merkmale ”im Schleifbetrieb” der Schleifmaschine
zu erfüllen sind, so betrifft dies selbstverständlich
den Betrieb der Schleifmaschine bei einer üblichen und von
der Antriebseinheit bereitstellbaren Drehzahl des Schleiftellers,
die (im Lastfall) vorzugsweise im Bereich von wenigstens 1000 Umdrehungen
pro Minute, vorteilhaft im Bereich von 2000–3000 oder gar
bis zu 5000 Umdrehungen pro Minute reicht. Auch höhere
Drehzahlen sind zur Erhöhung des erzeugbaren Unterdrucks
mittels der erfin dungsgemäß vorgesehenen lamellenartigen
Elemente prinzipiell denkbar.
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Nichtsdestotrotz
ist bei einem fakultativ durchaus möglichen und aus Gründen
der steten Abfuhr der Schleifprodukte auch zu bevorzugenden Anschluss
einer geeigneten Absaugeinrichtung mittels eines hierzu am Schleifkopfgehäuse – bevorzugt rückseitig – vorzusehenden
Anschlusses für eine (Ab-)Luftleitung dafür Sorge
zu tragen, dass der von der Absaugeinrichtung erzeugte Luftsog die
von den lamellenartigen Elementen erzeugte Luftströmung bzw.
-zirkulation und den hieraus resultierenden Unterdruck nicht in
nachteiliger Art verringert, sondern vorteilhaft sogar nochmals
erhöht.
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Falls
der von den lamellenartigen Elementen infolge ihrer konkreten Ausgestaltung
und Anordnung hervorgerufene Unterdruck z. B. nur einer Kraft entspricht,
die geringer als das Gesamtgewicht der Schleifmaschine ist, so ist
der für eine vollständige Überwindung
der Gewichtskraft der Schleifmaschine notwendige zusätzliche
Unterdruck im Schleifkopfgehäuse von der Absaugeinrichtung
aufzubringen, so dass in einem solchen Fall verschiedene Unterdruckerzeugungsmittel
zum Halten der Schleifmaschine an der Decke zusammen wirken.
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Eine
weitere bevorzugte Ausgestaltung der vorliegenden Erfindung sieht
vor, dass die lamellenartigen Elemente von einer Stirnseite des
Schleiftellers axial in Richtung der zu schleifenden Fläche
abragen und dabei die Schleifkörper der Deckenschleifmaschine
bilden. Dies führt zu einer – auch im Schleifbetrieb
bestehenden – Beabstandung der Stirnfläche des
Schleiftellers von der ihr gegenüber liegenden und zu schleifenden
Fläche.
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Hierdurch
bewirken die im vorgenannten Sinne von der Stirnfläche
des Schleiftellers abragenden Schleifkörper – auch
im Bereich des Schleiftellers – eine im Wesentlichen um
die Achse des Schleiftellers (zwischen dessen Grundfläche
und der zu schleifenden Fläche) zirkulierende Luftströmung und
somit eine Erhöhung des dynamischen Luftdrucks auch in
diesem Bereich. Mit anderen Worten: Der Bereich des Schleiftellers
kann infolge eines sich auch in dem Bereich einstellenden statischen
Unterdrucks zur Erzeugung der notwendigen Haltekraft für die
Schleifmaschine beitragen, was bei den bisher bekannten Unterdruckerzeugungsmitteln
nicht der Fall war, da hier der Schleifteller mit seinem auf ihm befindlichen
Schleifmittel (z. B. einer Schleifscheibe) vollflächig
der zu schleifenden Fläche anlag. Die Unterdruckerzeugung
mit den vorbekannten Absaugeinrichtungen beschränkte sich
daher auf die den Schleifteller innerhalb der Haube des Schleifkopfs umgebende
Ringfläche als aktive Fläche für die
auf die Schleifmaschine ausgeübte Kraft.
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Der
im vorstehend erläuterten Sinn auch im Bereich des Schleiftellers,
d. h. zwischen den rotierenden Schleifkörpern, ansetzende
statische Unterdruck und die deshalb in Richtung zu der zu schleifenden
Fläche wirkende Kraft sorgt dann – bei geeignet
gefederter Lagerung des Schleiftellers zum Schleifkopfgehäuse – gleichzeitig
auch für eine auf den Schleifteller in Deckenrichtung wirkende
Anziehungskraft und somit für eine Erhöhung der
von den rotierenden Schleifkörpern auf die Decke (bzw.
die sonstige zu schleifende Fläche) ausgeübten
Schleifkraft.
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In
einer weiteren zweckmäßigen Weiterbildung der
vorliegenden Erfindung kann dann ergänzend vorgesehen sein,
dass die lamellenartigen Elemente wenigstens in ihrem die zu schleifende
Fläche berührenden Schleifbereich mit einem austauschbaren
Schleifmittel, insbesondere einem Schleifpapier, bestückt
sind oder selbst austauschbar am Schleifteller befestigt sind. Hierdurch
wird in besonders einfacher Weise gewährleistet, dass das
verschleißende Schleifmittel – ggfs. mit den lamellenartigen
Elementen – bei Bedarf erneuert werden kann.
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Besonders
vorteilhaft ist es ferner, wenn die die Schleifkörper bildenden
lamellenartigen Elemente bezogen auf die Axialrichtung des Schleiftellers
federnd am Schleifteller gelagert oder federelastisch ausgestaltet
sind. Hierdurch kann der beim Schleifen vorherrschende Anpressdruck
der Schleifkörper auf die zu schleifende Fläche
auf besonders zweckmäßige Weise eingestellt bzw.
beeinflusst werden.
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In
diesem Zusammenhang (jedoch nicht nur dann) erweist es sich außerdem
als von besonderem Vorteil, wenn ein die Öffnung für
den Schleifteller umgebender Randbereich des Schleikopfgehäuses
in seiner Nichtbetriebsstellung die Schleifkörper seitlich überragt
und derart federnd gelagert ist, dass er beim Andrücken
des Schleifkopfgehäuses an die zu schleifenden Fläche
entgegen einer Federkraft so ausgelenkt wird, dass die am Schleifteller
befindlichen Schleifkörper mit der zu schleifenden Fläche
in Berührung kommen.
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In
einer nochmaligen Weiterbildung kann dann bevorzugt vorgesehen sein,
dass die federnde Lagerung des Schleifkopfgehäuses zum
Schleifteller einen Anschlag aufweist, durch den der maximale Anpressdruck
der ihrerseits federnd ausgebildeten Schleifkörper an die
zu schleifende Fläche vorgegeben ist. Hierdurch ergibt
sich – in Zusammenhang mit der von den Unterdruckerzeugungsmitteln
im Schleifbetrieb verursachten Kraft auf den Schleifteller und das
gesamte Schleifkopfgehäuse – ein stets konstanter,
dem genannten Maximalwert entsprechender Anpressdruck der entgegen
ihrer Federelastizität der zu schleifenden Fläche
zur (dynamischen) Anlage kommenden Schleifkörper.
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Außerdem
ist im Rahmen der vorliegenden Erfindung von Vorteil, wenn sich
die lamellenartigen Element in radialer Richtung des Schleiftellers
erstrecken, da hierdurch eine geeignete Luftzirkulation im erfindungsgemäßen
Sinn hervorgerufen werden kann. Insbesondere wenn hierbei die lamellenartigen Elemente
in Richtung zu der zu schleifenden Fläche von dem Schleifteller
abragen ist es dann ferner von Vorteil, wenn der Schleifteller zumindest
in dem Zwischenbereich der Schleifkörper, d. h. in dem
durch die radiale Erstreckung der lamellenartigen Elemente begrenzten
Kreisring, keine offenen Durchbrechungen aufweist, da dies die Einstellung
einer besonders wirksamen Luftzirkulation zwischen Schleifteller
und zu schleifender Fläche begünstigt.
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Die
lamellenartigen Elemente sind zur Erzielung einer geeigneten Luftströmung
bzw. -zirkulation bevorzugt gegen den Schleifteller, d. h. gegen
die senkrecht auf der Drehachse stehende Stirnfläche des
Schleiftellers, angestellt, und zwar in besonders vorteilhafter
Weise in einem Winkel von etwa 40°–65° Grad.
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Das
Haltelement ist vorteilhaft als teleskopisch in seiner Länge
verstellbares Halterohr ausgestaltet und verschwenkbar am Schleifkopfgehäuse befestigt
ist, was die Handhabbarkeit einer erfindungsgemäßen
Deckenschleifmaschine positiv beeinflusst. Sofern, was einen weitere
bevorzugte Weiterbildung der vorliegenden Erfindung ist, die Antriebseinheit
in oder am Schleifkopfgehäuse angeordnet ist, kann in vorteilhafter
Weise das Elektroanschlusskabel für den Antriebsmotor innerhalb
des hohlen Halterohres geführt sein, und zwar – um
dessen teleskopische Verstellbarkeit zu gewährleisten – in
Spiralform.
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Ferner
kann ein hohles Halterohr – neben seinem in vorteilhafter
Weise geringem Gewicht – gleichzeitig der Luftführung
für eine Schleifstaubabsaugung dienen und hierzu schleifkopfseitig über eine
flexible Luftführleitung mit einem diesbezüglichen
Anschluss am Schleifkopfgehäuse verbunden sein sowie auf
der dem Schleifkopfgehäuse abgewandten Seite einen Anschluss
für eine Luftabsaugeinrichtung, z. B. einen Anschlussstutzen
zum Anschließen eines Staubsauger, aufweisen. Ein am Haltelement
bzw. Halterohr separat angebrachter Griff ist bevorzugt drehbar
an diesem befestigt angeordnet.
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Als
Antriebsmotor kommt bei einer erfindungsgemäßen
Schleifmaschine bevorzugt ein bürstenloser und als Außenläufer
aufgebauter Elektromotor zum Einsatz, der trotz geeigneter Leistung
in besonders kompakter Bauweise und mit geringem Gewicht erhältlich
ist.
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Besonderes
Augenmerk ist im Rahmen der vorliegenden Erfindung schließlich
auch auf das Gesamtgewicht der erfindungsgemäßen
Schleifmaschine zu richten, da dieses schließlich von dem
mittels der ”Unterdruckerzeugungsmittel” erzeugten
Unterdruck und der hieraus resultierenden Kraft an der zu schleifenden
Fläche gehalten werden muss. Es hat sich gezeigt, dass
es von besonderem Vorteil ist, wenn das Gesamtgewicht der erfindungsgemäßen (Decken-)Schleifmaschine
drei Kilogramm oder – nochmals vorteilhaft – zwei
Kilogramm nicht überschreitet.
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Nachfolgend
wird ein Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung
anhand der Zeichnung näher erläutert.
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Dabei
zeigt:
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1 eine
perspektivische Ansicht des Ausführungsbeispiels einer
erfindungsgemäßen Deckenschleifmaschine,
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2 zwei
mit verschiedenen lamellenartigen Elementen bestückte Schleifteller
zur Verwendung in der Schleifmaschine aus 1,
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3 den
Schleifteller aus 2 (unten) ohne und mit Kontakt
zu der zu schleifenden Fläche,
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4 einen
Schnitt durch die erfindungsgemäße Schleifmaschine
aus 1 und
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5 zwei
Detailansichten zur Kabelführung im Halterohr und zur Anordnung
des Griffs.
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Das
in den 1 und 4 in einer perspektivischen
Ansicht sowie in einer Schnittdarstellung dargestellte Ausführungsbeispiel
einer erfindungsgemäßen Deckenschleifmaschine 1 umfasst einen
Schleifkopf 2 und ein hieran mittels eines Gelenks 3 um
eine Achse schwenkbar befestigtes Haltelement 4 in Form
eines Halterohrs mit einem Griff 5. Das Gehäuse 6 des
Schleifkopfes 2 um fasst eine Montageplatte 7,
auf welcher ein elektrischer Antriebsmotor 8 montiert ist,
der im Schleifbetrieb zusammen mit einem in 1 nicht
dargestellten Kegelradgetriebe aus zwei um 90° zueinander
versetzten Kegelrädern 9, 10 als Antriebseinheit
fungiert und den in 1 vom Schleifkopfgehäuse 6 verdeckten Schleifteller 12 über
einen mit dem Schleifteller 12 und dem drehtellerseitigen
Kegelrad 10 drehfest verbundenen Achszapfen 11 in
Rotation versetzt. Für gute Rotationseigenschaften des
Drehtellers 12 ist der Achszapfen 11 mittels Kugellagern
gegen das Schleifkopfgehäuse 6 gelagert.
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Das
Schleifkopfgehäuse 6 weist ferner eine in 1 nach
oben und in 4 nach links weisende Öffnung 13 auf,
die den Schleifteller 12 zu einer zu schleifenden Fläche 14,
insbesondere einer zu schleifenden Decke oder Wand, hin freigibt.
Diese Öffnung 13 wird von einem den Schleifteller 12 umlaufenden
und sich in Richtung zu der Fläche 14 erstreckenden
Rand 15 begrenzt, der an seinem der zu schleifenden Fläche 14 zuweisenden
Ende mit einer umlaufenden Borstenanordnung 16 abschließt.
Diese dient insbesondere als Staubschutz für die Umgebung,
da der im Schleifbetrieb entstehende Schleifstaub anderenfalls wegen
der innerhalb des Schleifkopfgehäuses vorherrschenden Luftströmung
bzw. -zirkulation in die Umgebung abgegeben werden könnte.
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Das
den Schleifteller 12 (mit Ausnahme des Bereichs der Öffnung 13)
im Wesentlichen vollständig umgebende Schleifkopfgehäuse 6 umfasst
ferner einen an der Montageplatte 7 über geeignete
Bolzen 17, 18 federnd gelagerten Schleifkopfgehäuseteil 19, der
die eigentliche Aufnahme für den relativ zur Tragplatte 7 (mit
Ausnahme seiner Drehbarkeit) lagefest angeordneten Schleifteller 12 bildet.
Infolge der federnden Lagerung des Gehäuseteils 19,
sind der Schleifteller 12 und der den Schleifteller 12 umgebende
Rand 15 des Schleifkopfgehäuses in ihrer Relativlage
verstellbar.
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An
der zur Fläche 14 weisenden Stirnfläche 21 des
in 4 gezeigten Schleiftellers 12, der in 2 (unten)
und in 3 nochmals detaillierter dargestellt ist, sind
insgesamt vier lamellenartige Elemente 20 drehfest befestigt,
die axial von der genannten Stirnseite 21 des Schleiftellers 12 abragen, sich
jeweils in radialer Richtung auf dem Schleifteller erstrecken und
gleichmäßig, d. h. hier in jeweils 90° Abstand, über
den Umfang des Schleiftellers 12 verteilt sind. Ersichtlich
kann auch eine größere (z. B. fünf, sechs,
sieben oder gar mehr) oder eine kleinere (z. B. drei oder gar nur
zwei) Anzahl an lamellenartigen Elementen 20 vorgesehen
sein.
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Die
Lamellen 20 dienen im vorliegenden Ausführungsbeispiel
der Erfindung gleichzeitig als Schleifkörper, so dass die
zur Fläche 14 weisende Stirnfläche 21 des
Schleiftellers 12 während des eigentlichen Schleifvorgangs
beabstandet zur Fläche 14 ist. Damit die lamellenartigen
Elemente 20, die bevorzugt aus einem robusten und eine
gewisse Flexibilität aufweisenden Kohlefasermaterial 23 hergestellt
sind, die ihnen zugedachte Schleiffunktion erfüllen kann,
sind sie auf ihrer in die Drehrichtung R weisenden Vorderseite mit
einem Schleifmittel 22 in Form eines besonders robusten
Schleifpapiers beschichtet, welches auf geeignete Weise (austauschbar)
an den lamellenartigen Elementen 20 befestigt werden kann.
Alternativ hierzu können auch die lamellenartigen Elemente 20 austauschbar
am Schleifteller 12 befestigt sein oder gar der gesamte
Schleifteller 12 zum Austausch vorgesehen sein. Die Lamellen 20 können
im übrigen auch aus anderen Werkstoffen, z. B. aus Kunststoff
oder Leichtmetall, hergestellt sein und weisen infolge des gewählten
Materials und ihrer Schrägstellung (Winkel alpha, vgl. 3 oben)
zur Stirnfläche 21 des Schleiftellers 12 eine
gewisse Federelastizität auf, so dass sie z. B. abhängig von
ihrem Anpressdruck an die zu schleifende Fläche 14 innerhalb
gewisser Grenzen gemäß Pfeil E zum Schleifteller
gebogen werden.
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Vergleichbare
Eigenschaften hat im Übrigen auch der zweite, in 2 oben
dargestellte Schleifteller, auf welchem ebenfalls vier lamellenartige
und wiederum als Schleifkörper fungierende Elemente 20' in ähnlicher
Weise und Anordnung befestigt sind. Hier bestehen die Schleifkörper
aus einem ungefähr keilförmigen Grundkörper 23' aus
einem elastischen Schaumstoff, welcher auf seiner in Drehrichtung
R weisenden Vorderseite und seiner zur Wand bzw. Decke weisenden
Oberseite wieder mit einem robusten Schleifpapier 22' ausgestattet
ist. Auch hier ergibt sich eine vergleichbare Elastizität
(vgl. Pfeil E') wie im zuvor erläuterten Ausführungsbeispiel.
Ferner ist der Schleifteller 12 bzw. 12' im Bereich
eines Kreisrings, der nach Innen durch den gestrichelt eingezeichneten
Kreis und nach Außen durch den Umfang des Schleiftellers
begrenzt ist, nicht durchbrochen.
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Mit
Verweis auf die 3 und 4 kann nun
am Beispiel des in 2 unten gezeigten Schleiftellers
erläutert werden, wie mittels der lamellenartigen Elemente 20 innerhalb
des Schleifkopfgehäuses 6 (in 3 nur teilweise
dargestellt) ein Unterdruck im Schleifkopfgehäuse 6 und
eine daraus resultierende Kraft F auf den Schleifkopf 2 erzielt
wird.
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Die
um die Drehachse S des Schleiftellers 12 gemäß Pfeil
R rotierenden Lamellen bzw. Schleifkörper 20 können
in der oberen Darstellung aus 3, in welcher
die Schleifmaschine noch einen gewissen Abstand von der zu schleifenden
Fläche 14 hat, noch im Wesentlichen frei mit dem
Schleifteller rotieren, während sie in der unteren Darstellung
aus 3, welche den eigentlichen Schleifbetrieb zeigt,
in Reibkontakt mit der zu schleifenden Fläche 14 stehen.
Sie schaufeln daher, bei bevorzugten Lastdrehzahlen von etwa 2000
bis 3000 Umdrehungen pro Minute (oder mehr), die im Schleifkopfgehäuse
zwischen der zu schleifenden Fläche und dem Drehteller
vorhandene Luft in Richtung der aus der Zeichenebene heraus bzw.
in diese hinein zeigenden Pfeile A und B, was aufgrund der Rotation
des Schleiftellers 12 samt Lamellen 20 zu einer
im Wesentlichen um die Achse S kreisenden Zirkularströmung
innerhalb des Schleifkopfgehäuses (zwischen Schleifteller 12 und
zu schleifender Decke 14) führt.
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Ein
weiterer Effekt ergibt sich aufgrund der in Schleiftellernähe
auf die Luft wirkende Zentrifugalkraft, die dort, d. h. unmittelbar über
der zur Fläche 14 weisenden Stirnseite 21 des
Schleiftellers 12, jeweils zwischen zwei benachbarten Lamellen 20 einen nach
radial außen gerichteten Luftstrom gemäß Pfeil D
verursacht. Da die hierfür im Wesentlichen aus der Schleiftellermitte
bezogene Luft auf anderem Wege wieder dorthin gelangen muss, wird
sich in unmittelbarer Nähe der zu schleifenden Fläche 14 ein
nach radial innen gerichteter Luftstrom gemäß Pfeil
C einstellen, der schleiftellermittig in Richtung des Schleiftellers 12 abbiegt
und dort wieder gemäß Pfeil D nach außen
transportiert wird. In Superposition dieser beiden Luftströmungen
stellt sich eine im Wesentlichen um die zentrale Achse S rotierende
Luftzirkulation ein, die in Schleiftellernähe gewissermaßen
spiralförmig nach radial außen wandert und in
Decken- bzw. Wandnähe spiralförmig nach radial
innen wandert ist. Diese mittels der Antriebseinheit 8 und
den lamellenartigen Elementen 20 induzierte Luftzirkulation
bzw. Luftströmung erzeugt einen hohen dynamischen Luftdruck
und damit einen entsprechend verringerten statischen Luftdruck innerhalb
des Schleifkopfgehäuses 6, wodurch der gesamte
Schleifkopf 2 (auch über den an in axialer Richtung
an der Montageplatte 7 befestigten Schleifteller 12)
mit einer Kraft gemäß Pfeil F in Rechtung der
zu schleifenden Fläche gezogen wird. Übersteigt
diese Kraft F das Gesamtgewicht G (vgl. 1) der Schleifmaschine,
so wird diese im Schleifbetrieb an einer Decke gehalten, was im
erfindungsgemäßen Sinn bezweckt ist.
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Die
vorstehend erläuterten Luftströmungsverhältnisse
stellen sich im Wesentlichen bereits ein, wenn der Schleifkopf 2 (mit
rotierendem Schleifteller 12) der Decke oder einer sonstigen
zu schleifenden Fläche 14 angenähert
wird, und noch gar nicht mit seinem Rand 15 bzw. der daran
befindlichen Borstenanordnung 16 der Fläche anliegt.
Die auf den Schleifteller wirkende Kraft F sorgt dann im Übrigen auch
dafür, dass der zuvor mit seiner Borstenanordnung 16 die
Schleifkörper 20 überragende Schleifkopfgehäuseteil 19,
welcher federnd an der Montageplatte 7 gelagert ist, gegen
die Federkraft gemäß Pfeil Z verstellt wird, wodurch
ein höherer Anpressdruck auf die Schleifkörper 20 ausgeübt
wird, der sich in einer elastischen Verformung der Schleifkörper 20 zeigt
(vgl. 3 unten). Ist nun diese Verstellbarkeit mittels
geeigneter Anschlagselemente 24, 25 begrenzt,
so stellt sich im Schleifbetrieb ein definierter Anpressdruck der
(elastischen bzw. gefederten) Schleifkörper 20 an
die zu schleifende Fläche 14 ein.
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Am
Schleifkopfgehäuse 6 ist außerdem ein Anschluss 26 für
einen Luftschlauch 27 vorgesehen, wobei Letzterer schleifkopfseitig
luftleitend mit dem hohlen Griffrohr 4 verbunden ist, an
welchem – auf der gegenüberliegenden Seite – ein
weiterer Anschluss 28 für einen (handelsüblichen)
Staubsauger zur Schleifstaubabsaugung vorgesehen ist. Somit kann
mit Schleifstaub kontaminiert Luft aus dem Schleifkopfgehäuse 6 gemäß Pfeil
L (vgl. 4) abgesaugt werden, was ggfs.
mit einer zusätzlichen Unterdruckerzeugung innerhalb des
Schleifkopfgehäuses 6 und dementsprechend mit
einer Erhöhung der die Schleifmaschine 1 an einer
zu schleifenden Fläche haltenden Kraft F verbunden ist.
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Das
den Antriebsmotor 8 mit Strom versorgende Elektrokabel 29 wird
ebenfalls schleifkopfseitig in das hohle Halterohr 4 geführt,
wo es, um die teleskopische Längenveränderbarkeit
des Halterohres 4 nicht zu beeinträchtigen, als
Spiralkabel geführt ist, wie dies in 5 oben
dargestellt ist.
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5 unten
zeigt schließlich noch die konkrete Ausgestaltung des am
Halterohr 4 angeordneten Handgriffs 5, welcher
unter Verwendung eines sich in Umfangsrichtung erstreckenden Langloches 30 gegenüber
dem Halterohr verdrehbar ist.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- - EP 0727281
B1 [0002, 0002]
- - DE 202005011659 U1 [0003]