DE102009013263A1

DE102009013263A1 - Polier- oder Schleifvorrichtung

Info

Publication number: DE102009013263A1
Application number: DE200910013263
Authority: DE
Inventors: Boris Kochanski
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2009-03-14
Filing date: 2009-03-14
Publication date: 2010-09-16
Also published as: EP2228173A3; EP2228173B1; EP2228173A2; DE202010013895U1

Abstract

Eine Polier- (1) oder Schleifvorrichtung zum Polieren oder Schleifen lackierter Oberflächen hat ein zentrisch oder exzentrisch rotierbares Polierkissen (2) bzw. Schleifglied, das mit seiner Unterfläche (3) in Anlage an die zu polierende bzw. zu schleifende Oberfläche bringbar ist, und einen Druckluftantrieb (4), mittels dem das Polierkissen (2) bzw. das Schleifglied rotierbar ist. Zur Erhöhung des Wirkungsgrads einer derartigen Polier- (1) oder Schleifvorrichtung wird vorgeschlagen, dass zwischen dem Druckluftantrieb (4) und dem Polierkissen (2) bzw. dem Schleifglied eine Druckluftleitvorrichtung (15, 16, 18) angeordnet ist, mittels der die Antriebsdruckluft (8) des Druckluftantriebs (4) von der Ausgangsseite desselben zum Polierkissen (2) bzw. zum Schleifglied leitbar ist, und dass das Polierkissen (2) bzw. das Schleifglied im Bereich seiner Unterfläche (3) mit Luftkanälen (20) ausgebildet ist, durch die hindurch die Antriebsdruckluft (8) von einem mittleren Bereich der Unterfläche (3) des Polierkissens (2) bzw. des Schleifglieds zum Umfangsrand (19) des Polierkissens (2) bzw. des Schleifglieds ableitbar ist.

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Polier- oder Schleifvorrichtung zum Polieren oder Schleifen lackierter Oberflächen, mit einem zentrisch oder exzentrisch rotierbaren Polierkissen bzw. Schleifglied, das mit seiner Unterfläche in Anlage an die zu polierende bzw. zu schleifende Oberfläche bringbar ist, und einem Druckluftantrieb, mittels dem das Polierkissen bzw. das Schleifglied rotierbar ist.
Um den Polier- oder Schleifvorgang zu optimieren und insbesondere, um die dabei entstehende Reibungs- bzw. Abwärme zu beseitigen, ist es bekannt, Kühlluft einzusetzen. Eine entsprechende Poliervorrichtung ist in der EP 0 691 181 A1 gezeigt. Bei dieser bekannten Poliervorrichtung ist bereits ein Druckluftantrieb vorgesehen. Der der Poliervorrichtung zugeführte Druckluftstrom wird stromauf des Druckluftantriebs aufgeteilt. Ein Teil dieses Druckluftstroms treibt den Druckluftantrieb der Poliervorrichtung an, während der andere Teil des Druckluftstroms als Kühlluft der Bearbeitungsfläche bzw. der Kontaktfläche zwischen einer Polierscheibe der Poliervorrichtung und der zu behandelnden lackierten Oberfläche zugeführt wird. Diese bekannte Poliervorrichtung hat einen vergleichsweise komplizierten technisch-konstruktiven Aufbau und darüber hinaus einen vergleichsweise hohen Druckluft- und Energieverbrauch.
Ausgehend von dem vorstehend geschilderten Stand der Technik liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, eine Polier- oder Schleifvorrichtung zur Verfügung zu stellen, die einerseits über einen vergleichsweise einfachen technisch-konstruktiven Aufbau verfügt und mittels der andererseits beim Polier- bzw. Schleifvorgang erheblich höhere Wirkungsgrade erzielbar sind.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, dass zwischen dem Druckluftantrieb und dem Polierkissen bzw. dem Schleifglied eine Druckluftleitvorrichtung angeordnet ist, mittels der die Antriebsdruckluft des Druckluftantriebs von der Ausgangsseite desselben zum Polierkissen bzw. zum Schleifglied leitbar ist, und dass das Polierkissen bzw. das Schleifglied im Bereich seiner Unterfläche mit Luftkanälen ausgebildet ist, durch die hindurch die Antriebsdruckluft von einem mittleren Bereich der Unterfläche des Polierkissens bzw. des Schleifglieds zum Umfangsrand des Polierkissens bzw. des Schleifglieds ableitbar ist. Erfindungsgemäß wird die den Druckluftantrieb beaufschlagende Antriebdruckluft nach ihrer mit einer erheblichen Abkühlung einhergehenden Entspannung im Druckluftantrieb noch einmal als Kühlluft an der Berührungsfläche zwischen dem Polierkissen bzw. dem Schleifglied und der zu behandelnden Oberfläche genutzt. Mittels der Kühlluft wird gezielt an der aktuellen Bearbeitungsfläche ein optimaler Abtransport der dort entstehenden Wärmeenergie gewährleistet, wobei darüber hinaus ein beschleunigter Abtransport der Lösungsmittel aus dem frischen Lack gesichert werden kann. Die gesamte der Polier- bzw. der Schleifvorrichtung zugeführte Druckluft wird sowohl als Antriebsdruckluft als auch als Kühlluft eingesetzt. Der Wirkungsgrad der erfindungsgemäßen Polier- oder Schleifvorrichtung ist im Vergleich zu aus dem Stand der Technik bekannten derartigen Vorrichtungen erheblich erhöht.
Wenn die im Bereich der Unterfläche des Polierkissens bzw. des Schleifglieds ausgebildeten Luftkanäle an der Unterfläche des Polierkissens bzw. des Schleifglieds offen sind, kann die dort strömende Luft in optimaler Weise ihre Wirkung als Kühlluft entfalten.
Wenn die im Bereich der Unterfläche des Polierkissens bzw. des Schleifglieds ausgebildeten Luftkanäle an der Unterfläche des Polierkissens bzw. des Schleifglieds geschlossen sind, kann die Unterfläche des Polierkissens bzw. des Schleifglieds ungestört und vollflächig ausgestaltet sein, mit den daraus resultierenden Vorteilen für den Polier- oder Schleifvorgang.
Gemäß einer vorteilhaften Ausführungsform der erfindungsgemäßen Polier- oder Schleifvorrichtung wird die Antriebsdruckluft dem Druckluftantrieb durch einen Handgriff der Polier- oder Schleifvorrichtung zugeführt.
Zweckmäßigerweise ist im bzw. am Handgriff ein Drosselventil vorgesehen, dessen Handhabe am Handgriff angeordnet ist und mittels dem der Massenstrom der Antriebsdruckluft steuerbar ist.
Um den Druckluftantrieb als solchen bereits mit einem möglichst hohen Wirkungsgrad auszugestalten, ist gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung dieser Druckluftantrieb als Gleichdruckturbine mit einem Turbinenrotor und einer Umkehrkammer derart ausgebildet, dass die An triebsdruckluft Schaufelräder des Turbinenrotors zumindest zweimal passiert.
Um die Nutzung der die Gleichdruckturbine beaufschlagenden Antriebsdruckluft als Kühlluft in konstruktiv-technisch wenig aufwendiger Weise möglich zu machen, wird vorgeschlagen, dass die Gleichdruckturbine einen Zwischenraum aufweist, durch den hindurch die Antriebsdruckluft nach zweimaligem Passieren der Schaufelräder des Turbinenrotors zur zwischen der Gleichdruckturbine und dem Polierkissen bzw. dem Schleifglied angeordneten Druckluftleitvorrichtung ableitbar ist.
Vorteilhaft ist die Druckluftleitvorrichtung als Hohlkanal in einer den Druckluftantrieb mit dem Polierkissen verbindenden Antriebswelle ausgebildet, an deren druckluftantriebsfernem Ende das Polierkissen bzw. das Schleifglied mittels eines Haltetellers befestigt ist, so dass die Antriebsdruckluft, nachdem sie den Druckluftantrieb durchströmt hat, entspannt und damit abgekühlt wurde, mit geringen technisch-konstruktiven Mitteln zum Polierkissen bzw. zum Schleifglied geleitet werden kann.
Die Abkühlung der den Druckluftantrieb verlassenden Antriebsdruckluft kann erhöht werden, wenn der Hohlkanal als Diffusor ausgebildet ist.
Um für das Polierkissen bzw. das Schleifglied einen optimalen Drehzahlbereich zur Verfügung zu stellen, ist es vorteilhaft, wenn zwischen dem Druckluftantrieb einerseits und der Abtriebswelle andererseits ein drehzahlreduzierendes Getriebe angeordnet ist.
Ein Abwürgen des Druckluftantriebs der Polier- oder Schleifvorrichtung wird in jedem Fall zuverlässig vermieden, wenn das Polierkissen bzw. das Schleifglied mittels der in ihm ausgebildeten und ein Schaufelgitter bildenden Luftkanäle als radiale Strömungsmaschine gestaltet ist, und der Anpressdruck der Polier- oder Schleifvorrichtung auf die Bearbeitungsfläche nicht den für eine fachmännische Bearbeitung zulässigen Wert übersteigt.
Je nach Anforderungsprofil an die erfindungsgemäße Polier- oder Schleifvorrichtung kann das durch die Luftkanäle ausgebildete Schaufelgitter als Turbine oder alternativ auch als Verdichter gestaltet sein. Bei einer Ausgestaltung des Schaufelgitters als Turbine bzw. als Verdichter kann das Druckniveau unmittelbar stromab des Druckluftantriebs beeinflusst werden. Somit ist es möglich, den thermodynamischen Gesamtwicklungsgrad der Polier- oder Schleifvorrichtung und somit die Kühlleistung positiv zu beeinflussen.
Die praktische Anwendbarkeit der erfindungsgemäßen Poliervorrichtung wird weiter erhöht, wenn das Polierkissen aus einem bis zu einem vorgebbaren Grenzdruck formstabilen und bei Überschreiten dieses Grenzdrucks elastisch verformbaren Werkstoff ausgebildet ist.
Im Folgenden wird die Erfindung anhand einer Ausführungsform unter Bezugnahme auf die Zeichnung näher erläutert.
Es zeigen:
1 eine Schnittdarstellung einer Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Poliervorrichtung;
2 eine Unteransicht eines Polierkissens der in 1 gezeigten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Poliervorrichtung; und
3 eine Prinzipdarstellung eines Druckluftantriebs der in 1 gezeigten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Poliervorrichtung.
Eine im Folgenden anhand der 1 bis 3 erläuterte Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Poliervorrichtung 1 dient dazu, lackierte Oberflächen, z. B. von Fahrzeugkarosserieteilen, zu polieren.
Hierzu hat die Poliervorrichtung 1 ein Polierkissen 2, welches in der dargestellten Ausführungsform kreisförmig ausgebildet ist. Das Polierkissen 2 wird mit seiner Unterfläche 3 in Anlage an die zu polierende Oberfläche gebracht und in eine Rotationsbewegung versetzt, so dass die Unterfläche 3 auf der zu polierenden Oberfläche mit einer vergleichsweise hohen Drehgeschwindigkeit rotiert.
Zur Erzeugung der Rotationsbewegung dient ein Druckluftantrieb 4, dessen Antriebsenergie mittels einer Antriebswelle 5 zum Polierkissen 2 übertragen wird.
Hierzu ist am druckluftantriebsfernen Ende der Antriebswelle 5 ein Halteteller 6 in geeigneter Weise drehfest angebracht, an dem seinerseits das Polierkissen 2 fixiert ist.
Zur Poliervorrichtung 1 gehört des Weiteren ein Handgriff 7, durch den hindurch Antriebsdruckluft 8 zum Druckluftantrieb 4 geführt wird. Zur Regelung des Massenstroms der Antriebsdruckluft 8 ist im Handgriff 7 ein in den Figuren nicht ge zeigtes Drosselventil vorgesehen, welches mittels einer am Handgriff 7 angelenkten Handhabe 9 verstellbar ist.
Die Antriebsdruckluft 8 wird durch einen in einem Gehäuse 10 der Poliervorrichtung 1 bzw. des Druckluftantriebs 4 vorgesehenen Druckluftkanal 11 zum Druckluftantrieb 4 geführt, der im dargestellten Ausführungsbeispiel als Gleichdruckturbine 4 ausgebildet ist.
Aus dem Druckluftkanal 11 wird die Antriebsdruckluft 8 zunächst über Schaufelräder 12 eines Turbinenrotors 13 der Gleichstromturbine 4 geführt, tritt dann in eine im Gehäuse des Druckluftantriebs 4 bzw. der Gleichdruckturbine 4 angeordnete Umkehrkammer 14 ein und wird dann, wie am besten aus 3 hervorgeht, erneut über die Schaufelräder 12 des Turbinenrotors 13 geführt. Danach tritt die Antriebsdruckluft 8 in einen in der Gleichdruckturbine ausgebildeten Zwischenraum 15 ein und wird von dort in einen Hohlkanal 16 eingeleitet, der in der Antriebswelle 5 ausgebildet ist, die die Antriebsverbindung zwischen der Gleichstromturbine 4 einerseits und dem Polierkissen 2 andererseits herstellt. Zwischen der Gleichstromturbine 4 und der mit dem Hohlkanal 16 versehenen Antriebswelle 5 ist ein drehzahlreduzierendes Getriebe 17 angeordnet.
Der den gleichdruckturbinenseitigen Zwischenraum 15 mit einem mittig im Polierkissen 2 ausgebildeten Hohlraum 18 verbindende Hohlkanal 16 der Antriebswelle 5 bildet mit dem Zwischenraum 15 und dem Hohlraum 18 eine Druckluftleitvorrichtung 15, 16, 18, mittels der die Antriebsdruckluft 8, nachdem sie den Druckluftantrieb bzw. die Gleichdruckturbine 4 der Poliervorrichtung angetrieben hat, zum Polierkissen 2 geführt wird.
Wie sich am besten aus 2 ergibt, ist das Polierkissen 2 mit vom Hohlraum 18 sich zum Umfangsrand 19 des Polierkissens 2 erstreckenden Luftkanälen 20 ausgebildet. Die Luftkanäle 20 bilden im an der Unterfläche 3 bzw. nahe der Unterfläche 3 angeordneten Bereich des Polierkissens ein Schaufelgitter, mit der Folge, dass das Polierkissen 2 wie eine radiale Strömungsmaschine arbeitet.
Die stromauf des in der Antriebswelle 5 ausgebildeten Hohlkanals 16 als Antriebsmedium für die Gleichdruckturbine 4 der Poliervorrichtung 1 dienende Antriebsdruckluft, die beim Betrieb der Gleichdruckturbine 4 entspannt und damit kühler wird, dient im Bereich des Polierkissens 2 der Poliervorrichtung 1 als Kühlmedium, mittels dem die bei der Relativbewegung zwischen dem Polierkissen 2 einerseits und der zu polierenden Oberfläche andererseits entstehende Wärme gezielt und gesteuert aus dem Bereich des Polierkissens 2 abtransportiert werden kann. Im Falle der vorstehend geschilderten Poliervorrichtung 1 wird somit die Antriebsdruckluft 8, die im Bereich der Gleichdruckturbine 4 stark abkühlt, im Rahmen einer Sekundärnutzung zum Abtransport der beim Poliervorgang erzeugten Wärmeenergie genutzt.
Im Betrieb der vorstehend geschilderten erfindungsgemäßen Poliervorrichtung 1 wird die Antriebsdruckluft 8, wie durch den Pfeil in 1 dargestellt, durch den Handgriff 7 zur Gleichdruckturbine 4 geführt. Mittels des am bzw. im Handgriff 7 vorgesehenen Drosselventils kann der Massenstrom der Antriebsdruckluft 8 gesteuert werden.
Die Antriebsdruckluft 8 wird beim Durchtritt durch die Gleichdruckturbine 4 mittels der Umkehrkammer 14 so geführt, dass sie die Schaufelräder 12 des Turbinenrotors 13 zweimal passiert. Nach dem zweimaligen Passieren der Schaufelräder 12 wird die Antriebsdruckluft 8 durch den Zwischenraum 15 in der Gleichdruckturbine 4 dem in der Antriebswelle 5 ausgebildeten Hohlkanal 16 zugeführt. Beim Durchtritt durch die Gleichdruckturbine 4 hat sich die Antriebsdruckluft 8 stark abgekühlt.
Durch den Hohlkanal 16 strömt die nunmehr abgekühlte Antriebsdruckluft 8 der mittels des Polierkissens 2 bearbeiteten Oberfläche entgegen.
Die ungehinderte Abströmung der Antriebsdruckluft 8 wird im Bereich des Polierkissens 2 dadurch gewährleistet, dass das Polierkissen 2 – wie vorstehend bereits erwähnt – mittels der Luftkanäle 20 als radiale Strömungsmaschine gestaltet ist.
Durch die abgekühlte Antriebsdruckluft 8 wird eine Kühlung der behandelten Oberfläche gewährleistet, wobei darüber hinaus für einen beschleunigten Abtransport der Lösungsmittel aus dem frischen Lack gesorgt werden kann.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

- EP 0691181 A1 [0002]

Claims

Polier- oder Schleifvorrichtung zum Polieren oder Schleifen lackierter Oberflächen, mit einem zentrisch oder exzentrisch rotierbaren Polierkissen (2) bzw. Schleifglied, das mit seiner Unterfläche (3) in Anlage an die zu polierende bzw. zu schleifende Oberfläche bringbar ist, und einem Druckluftantrieb (4), mittels dem das Polierkissen (2) bzw. das Schleifglied rotierbar ist, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen dem Druckluftantrieb (4) und dem Polierkissen (2) bzw. dem Schleifglied eine Druckluftleitvorrichtung (15, 16, 18) angeordnet ist, mittels der die Antriebsdruckluft (8) des Druckluftantriebs (4) von der Ausgangsseite desselben zum Polierkissen (2) bzw. zum Schleifglied leitbar ist, und dass das Polierkissen (2) bzw. das Schleifglied im Bereich seiner Unterfläche (3) mit Luftkanälen (20) ausgebildet ist, durch die hindurch die Antriebsdruckluft (8) von einem mittleren Bereich der Unterfläche (3) des Polierkissens (2) bzw. des Schleifglieds zum Umfangsrand (19) des Polierkissens (2) bzw. des Schleifglieds ableitbar ist.
Polier- oder Schleifvorrichtung nach Anspruch 1, bei der die im Bereich der Unterfläche (3) des Polierkissens (2) bzw. des Schleifglieds ausgebildeten Luftkanäle (20) an der Unterfläche (3) des Polierkissens (2) bzw. des Schleifglieds offen sind.
Polier- oder Schleifvorrichtung nach Anspruch 1, bei der die im Bereich der Unterfläche (3) des Polierkissens (2) bzw. des Schleifglieds ausgebildeten Luftkanäle (20) an der Unterfläche (3) des Polierkissens (2) bzw. des Schleifglieds geschlossen sind.
Polier- oder Schleifvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, mit einem Handgriff (7), durch den hindurch die Antriebsdruckluft (8) dem Druckluftantrieb (4) zuführbar ist.
Polier- oder Schleifvorrichtung nach Anspruch 4, mit einem Drosselventil, dessen Handhabe (9) am Handgriff (7) angeordnet ist und mittels dem der Massenstrom der Antriebsdruckluft (8) steuerbar ist.
Polier- oder Schleifvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, deren Druckluftantrieb als Gleichdruckturbine (4) mit einem Turbinenrotor (13) und einer Umkehrkammer (14) ausgebildet ist, so dass die Antriebsdruckluft (8) Schaufelräder (12) des Turbinenrotors (13) zumindest zweimal passiert.
Polier- oder Schleifvorrichtung nach Anspruch 6, bei dem die Gleichdruckturbine (4) einen Zwischenraum (15) aufweist, durch den hindurch die Antriebsdruckluft (8) nach zweimaligem Passieren der Schaufelräder (12) des Turbinenrotors zur zwischen der Gleichdruckturbine (4) und dem Polierkissen (2) bzw. dem Schleifglied angeordneten Druckluftleitvorrichtung (15, 16, 18) ableitbar ist.
Polier- oder Schleifvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, bei der die Druckluftleitvorrichtung (15, 16, 18) als Hohlkanal (16) in einer den Druckluftantrieb (4) mit dem Polierkissen (2) verbindenden Antriebswelle (5) ausgebildet ist, an deren druckluftantriebsfernem Ende das Polierkissen (2) bzw. das Schleifglied mittels eines Haltetellers (6) befestigt ist.
Polier- oder Schleifvorrichtung nach Anspruch 8, bei der der Hohlkanal (16) als Diffusor ausgebildet ist.
Polier- oder Schleifvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 9, bei der zwischen dem Druckluftantrieb (4) und der Antriebswelle (5) ein drehzahlreduzierendes Getriebe (17) angeordnet ist.
Polier- oder Schleifvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 10, bei der das Polierkissen (2) bzw. das Schleifglied mittels der in ihm ausgebildeten und ein Schaufelgitter bildenden Luftkanäle (20) als radiale Strömungsmaschine gestaltet ist.
Polier- oder Schleifvorrichtung nach Anspruch 11, bei der das durch die Luftkanäle ausgebildete Schaufelgitter als Turbine gestaltet ist.
Polier- oder Schleifvorrichtung nach Anspruch 11, bei der das durch die Luftkanäle ausgebildete Schaufelgitter als Verdichter gestaltet ist.
Poliervorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 13, deren Polierkissen (2) aus einem bis zu einem Grenzdruck formstabilen und bei Überschreiten des Grenzdrucks sich elastisch verformenden Werkstoff ausgebildet ist.