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Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Bearbeitung von Stahlkanten an Wintersportgeräten. Diese kann auch als Handschleifvorrichtung ausgebildet sein.
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Zur Bearbeitung der Stahlkanten an Wintersportgeräten, insbesondere an Ski, sind stationäre Maschinen bekannt, in welchen rotierende Schleifscheiben stationär angeordnet sind. Der beispielsweise auf einem Träger vormontierte Ski wird zwecks Bearbeitung der betreffenden Stahlkante durch die Schleifeinrichtung hindurchgeführt. Bei stationären Maschinen sind jeweils für die Belagkante und die Seitenkante des Sportgeräts verschiedene Schleifscheiben oder Schleifbänder vorgesehen.
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Es sind ferner Handschleifeinrichtungen bekannt, die elektromotorisch angetriebene Topfscheiben als Schleifmittel aufweisen. Diese Handschleifvorrichtungen werden auf den Ski oder das Snowboard aufgesetzt und an der Kante des betreffenden Geräts vorbeigeführt, sodass die Topfscheibe mit dem vorher gewählten Schleifwinkel (Wirkwinkel) die betreffende Flanke der Stahlkante des Wintersportgeräts bestreicht.
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Problematisch bei den bekannten Vorrichtungen, insbesondere bei den Handschleifvorrichtungen ist das Ein- und Ausleiten des Schleifvorgangs, da es manchmal aufgrund des gegebenen Schleifwinkel (Wirkwinkel)s und aufgrund der Geometrie der Schleifscheibe unvermeidbar ist, dass die Schleifscheibe mit dem Kunststoffbelag des Sportgeräts in Eingriff gelangt. Der in der Regel aus Polyethylen bestehende Belag ist verhältnismäßig weich und setzt sofort die Schleifscheibe zu. Diese muss entsprechend häufig abgerichtet werden. Darüber hinaus ist es schwierig, den Anschliff gradfrei zu gestalten, da die Schleifgeräte in der Regel bereits unter Drehzahl an das Wintersportgerät angesetzt werden. Beim Schleifen von Ski und Snowboard läuft in der Regel die zu bearbeitende Kante nicht geradlinig, insbesondere bei stärker taillierten Ski und im Bereich der Skispitzen.
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Besonders problematisch ist der Umstand, dass die zu bearbeitende Stahlkante bzw. das zu bearbeitende Werkstück aufgrund der Geometrie des Schleifmittels zwei verschiedenen Schleifrichtungen ausgesetzt ist. Die mit bekannten Handschleifvorrichtungen erzeugten Schliffbilder sind daher in der Regel im Sinne eines präzisen Kantenschliffs unzureichend. Bekanntlich wird ein exaktes Schleifergebnis nur dann erzielt, wenn das Schleifmittel in einer ausgezeichneten Richtung relativ zum Werkstück bewegt wird. Mit der bisher betriebenen maschinellen Bearbeitung wird keine optimale Kantenqualität erzielt, weswegen die Feinbearbeitung der Kanten in der Regel eine händische Nachbearbeitung erfordert.
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Aus der
DE 39 14 977 A1 ist ein Schleifgerät zum Nachbearbeiten von Skikanten bekannt, bei dem der rotierende Schleifkörper mit einem zwischen 0 und 90° variierenden Anstellwinkel ausgerichtet wird. Der Schleifkörper kann dabei sowohl stirnseitig als auch mit seiner rotierenden Umfangsfläche auf die zu schleifende Skikante aufgesetzt werden.
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Eine Handschleifmaschine zum Schleifen von eine scharfe Kante bildenden Flankenflächen, insbesondere an auf der Skiunterseite angebrachten Stahlkantenleisten, ist beispielsweise aus der
US 2,308,676 bekannt.
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Aus der
DE 102 49 347 A1 ist eine Schleifeinrichtung für Werkstücke bekannt, insbesondere für deren Kanten, z. B. von Skiern, Snowboards oder dergleichen Sportgeräten, die sich durch eine lösbar anbringbare Haltevorrichtung mit einer daran gehaltenen, auf einer Fläche des Werkstücks abstützbaren Stützvorrichtung auszeichnet. An dem Stützteil ist die Haltevorrichtung um eine quer zum Stützteil verlaufende Schwenkachse schwenkbar und einstellbar gehalten. Die Schwenkachse erstreckt sich im Wesentlichen senkrecht zur Rotationsachse der Schleifspindel.
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Eine andere Schleifvorrichtung ist beispielsweise aus der
WO 2009/112698 A2 bekannt.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung der eingangs genannten Art so zu verbessern, dass mit einem einzigen Schleifmittel verschiedene Schleifrichtungen an dem zu bearbeitenden Werkstück erzielbar sind, ohne dass hierunter die Qualität der zu bearbeitenden Schleifkante leidet.
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Die Aufgabe wird gelöst durch eine Vorrichtung nach Anspruch 1. Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen.
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Erfindungsgemäß ist eine Vorrichtung zur Bearbeitung von Stahlkanten an Wintersportgeräten vorgesehen, insbesondere als Handschleifvorrichtung, mit einem Grundkörper umfassend wenigstens eine Aufnahme für einen Antrieb mit einer Schleifspindel und wenigstens einer von der Schleifspindel getriebenen Schleifscheibe, weiterhin umfassend Mittel zur Führung des Grundkörpers auf einem ortsfest eingespannten Werkstück, wobei die Schleifspindel und damit die Rotationsachse der Schleifscheibe in einem Winkel zwischen 0,3° bis 10°, vorzugsweise in einem Winkel zwischen 0,5° bis 5° geneigt bezogen auf die Vorschubrichtung am Werkstück ausgerichtet ist, sodass die Schleifscheibe nur an einer Stelle auf dem Umfang des von dieser beschriebenen Schleifkreises mit dem Werkstück in Eingriff gelangt.
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Die vorstehend beschriebene Winkel bezüglich der Vorschubrichtung am Werkstück wird im Allgemeinen als Freiwinkel bezeichnet. Dieser erfindungsgemäß konstruktiv fest vorgegebene Freiwinkel hat den Vorzug, dass die Schleifscheibe nur an einer Stelle des Umfangs mit dem Werkstück in Eingriff ist. Der Vorteil liegt im geradlinig geradfreien Schleifergebnis zu dem bislang im Stand der Technik bekannten „Kreuzschliff”.
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Auf diese Weise wird erfindungsgemäß sichergestellt, dass die Relativbewegung zwischen Schleifmittel und Werkstück nur in einer Richtung stattfindet. So kann eine äußerst präzise geschliffene Kante hergestellt werden. Darüber hinaus wird hierdurch eine entsprechend hohe Lebensdauer des Schleifmittels sichergestellt.
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Durch den mit der Handschleifvorrichtung gemäß der Erfindung realisierbaren Anstellwinkel der Schleifscheibe bezogen auf die Vorschubrichtung lässt sich darüber hinaus in vorteilhafter Art und Weise auch ein unnötiges Einfahren des Schleifmittels in den weichen Kunststoffbelag des Wintersportgeräts vermeiden.
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Von dem zuvor erwähnten Winkel (Freiwinkel) der Schleifscheibe bezogen auf die Vorschubrichtung ist erfindungsgemäß der Schleifwinkel (Wirkwinkel) zu unterscheiden, welcher demjenigen Winkel entspricht, den die beiden an die Kante angrenzenden Flanken des Materials einschließen. Der Schleifwinkel wird im Allgemeinen auch als sogenannter Wirkwinkel definiert. Diese Winkelstellung wird beispielsweise über ein Handrad mit Nonius voreingestellt und führt zum gewünschten Kantenwinkel am Wintersportgerät bzw. am Werkstück. Beispielsweise bei einem Ski als Wintersportgerät wird üblicherweise der Kantenwinkel der Seitenflanke zwischen 0° und 10° und der Kantenwinkel der Belagflanke zwischen 0° und 2° betragen.
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Bei einer zweckmäßigen Ausgestaltung der Vorrichtung gemäß der Erfindung ist vorgesehen, dass die Schleifscheibe als Topfscheibe ausgebildet ist.
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Die Schleifspindel, die die Rotationsachse der Schleifscheibe bildet, ist zweckmäßigerweise in ihrer Winkellage bezogen auf das Werkstück zwecks Einstellung eines Schleifwinkel (Wirkwinkel)s einstellbar. Die hierzu vorgesehene Kippachse erstreckt sich etwa parallel zur Vorschubrichtung der Schleifvorrichtung.
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Bei einer bevorzugten Variante der Vorrichtung gemäß der Erfindung ist vorgesehen, dass die Schleifspindel um eine weitere Schwenkachse in wenigstens zwei verschiedenen Winkelstellungen bezüglich des zu bearbeitenden Werkstücks ausrichtbar ist, sodass die Schleifscheibe mit zwei einen Winkel einschließenden Flanken einer Kante des Werkstücks in Eingriff bringbar ist. Vorzugsweise ist die Kinematik des hierfür vorgesehenen Verstellmechanismus so beschaffen, dass die Schleifscheibe in jeder der gewählten Winkelstellungen mit dem gleichen Drehsinn mit dem Werkstück in Eingriff bringbar ist.
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Hierzu ist es besonders vorteilhaft, wenn sich die Schwenkachse in einem Winkel von etwa 45° zur Rotationsachse der Schleifspindel erstreckt, sodass eine Drehung um etwa 180° um diese Schwenkachse eine Taumelbewegung der Schleifscheibe um etwa 90° erzeugt. Auf diese Art und Weise kann die Vorrichtung gemäß der Erfindung mit nur einer einzigen Schleifscheibe den Schliff beider die Kante begrenzenden Flanken der Stahlkante verwendet werden, und zwar mit gleichem Drehrichtungssinn der Schleifscheibe. Um eine Bearbeitung beider Kanten des Wintersportgeräts bzw. des Ski mit geringstmöglichem Aufwand zu ermöglichen, ist vorzugsweise der elektromotorische Antrieb drehrichtungsumschaltbar. Durch den Drehrichtungswechsel des Schleifantriebs ist in jedem Falle die optimale Bearbeitungsrichtung für den Schliff wählbar.
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Dieser kann beispielsweise als getriebeloser elektromotorischer Direktantrieb ausgebildet sein, wodurch die Handschleifvorrichtung gemäß der Erfindung besonders kompaktbauend ausfällt.
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Bei einer zweckmäßigen Ausgestaltung der Vorrichtung gemäß der Erfindung ist vorgesehen, dass die Schleifspindel in Längsrichtung der Rotationsachse verschiebbar gelagert ist, sodass die Andruckkraft einstellbar ist und die Schleifscheibe einem gekrümmten Verlauf der zu bearbeitenden Kante folgen kann.
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Besonders zweckmäßig ist es dabei, wenn die Schleifscheibe federnd vorgespannt mit dem Werkstück in Eingriff bringbar ist.
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Bei einer besonders zweckmäßigen Ausgestaltung der Vorrichtung gemäß der Erfindung ist ein handbetätigbarer Hubmechanismus vorgesehen, mit welchem die Schleifscheibe mit dem Werkstück in und außer Eingriff bringbar ist. Hierdurch ist es beispielsweise möglich, die Schleifscheibe vor Ansetzen der Vorrichtung auf das Werkstück in die Nicht-Eingriffsstellung zu bewegen und nach Herstellen einer entsprechenden Führung am Werkstück die Schleifscheibe in die Eingriffsposition zu bringen. Dies kann beispielsweise mittels eines Bowdenzuges oder eines Hebelmechanismus erfolgen. Hierdurch ist gewährleistet, dass beim Ein- und Ausleiten des Schleifvorgangs kein Grad an der zu bearbeitenden Kante entsteht.
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Zwecks Einstellbarkeit des Schleifwinkel (Wirkwinkel)s ist vorzugsweise ein selbsthemmender, handverstellbarer Schneckentrieb vorgesehen. Durch die Selbsthemmung des Schneckentriebs ist gewährleistet, dass auch bei stärkeren Vibrationen am Werkstück keine Verstellung des Schleifwinkel (Wirkwinkel)s erfolgt.
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Zweckmäßigerweise sind als Mittel zur Führung des Grundkörpers auf dem Werkstück zylindrische Führungswalzen vorgesehen, die drehbar an dem Grundkörper gelagert sind. Die zylindrischen Führungswalzen können mit Abstand an dem Grundkörper so zueinander angeordnet sein, dass der Grundkörper kippsicher auf der Belagfläche des zu bearbeitenden Wintersportgeräts geführt werden kann.
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Die Erfindung wird nachstehend anhand eines in den Zeichnungen dargestellten Ausführungsbeispiels erläutert.
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Es zeigen:
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1 eine Seitenansicht der Handschleifvorrichtung gemäß der Erfindung in einer ersten Stellung der Schleifspindel,
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2 eine perspektivische Draufsicht auf die Handschleifvorrichtung gemäß der Erfindung, wobei sich die Schleifspindel in einer zweiten Winkelstellung befindet,
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3 eine Unteransicht der in 1 dargestellten Handschleifvorrichtung,
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4 eine Vorderansicht der Handschleifvorrichtung gemäß der Erfindung auf einem Werkstück,
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5 eine Schnittansicht durch die in 4 dargestellte Handschleifvorrichtung entlang der Linien A-A in 4,
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6 eine Ansicht der Aufnahme für den Antrieb der Handschleifvorrichtung,
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7 eine Schnittansicht entlang der Linien C-C in 6,
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8 eine vereinfachte Schnittansicht, die den Antrieb mit Schleifspindel und Schleifscheibe zeigt und
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9 eine vergrößerte Ansicht der Aufnahme für den Elektromotor.
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Die Handschleifvorrichtung 1 gemäß der Erfindung umfasst einen Grundkörper 2 mit an diesem angeordneten zylindrischen Führungswalzen 3 zur Führung der Handschleifvorrichtung 1 an einem Werkstück in der nachstehend noch zu beschreibenden Art und Weise. Eine Aufnahme 4 für einen Antrieb 5 mit einer von diesem angetriebenen Schleifscheibe 6 sowie zwei an dem Grundkörper 2 vorgesehene Griffkugeln 7 als Handgriffe. Anstelle der Griffkugeln 7 können auch Griffbügel oder dergleichen an dem Grundkörper 2 befestigt sein.
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Die Handschleifvorrichtung 1 gemäß der Erfindung ist insbesondere als Kantenschleifvorrichtung für Ski und Snowboards ausgebildet. Hierzu ist vorgesehen, den Grundkörper 2 der Handschleifvorrichtung 1 über beispielsweise einen Ski 8 als ortsfest eingespanntes Werkstück zu bewegen, wobei mittels der Schleifscheibe 6, die als Topfscheibe ausgebildet ist, sowohl die Belagflanke als auch die Seitenflanke einer Stahlkante 9 des Ski schleifbar ist. Hierzu wird die Handschleifvorrichtung 1 mittels der Führungswalze 3 auf dem Belag 10 des beispielsweise in 4 dargestellten Ski 8 aufgesetzt.
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An dem Grundkörper 2 sind insgesamt vier zylindrische Führungswalzen 3 an dessen Unterseite drehbeweglich gelagert. Ein Paar zylindrische Führungswalzen 3a erstreckt sich bezogen auf die Vorschubrichtung der Handschleifvorrichtung 1 quer und etwa in Höhe der Schleifscheibe 6. Ein weiteres Paar zylindrische Führungswalzen 3b erstreckt sich außerhalb des zu schleifenden Bereiches jeweils vor und hinter den zylindrischen Führungswalzen 3a. Diese zylindrische Führungswalzen 3b sind länger als die zylindrischen Führungswalzen 3a, um bei auslaufendem Schliff in Richtung auf die Skispitze zu gewährleisten, dass die Handschleifvorrichtung 1 nicht verkantet wird.
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An dem Grundkörper 2 ist, wie vorstehend bereits erwähnt, weiterhin eine Aufnahme 4 für den Antrieb 5 mit der von diesem getriebenen Schleifscheibe 6 vorgesehen. Die Aufnahme 4 ermöglicht die Ausrichtung der Rotationsachse der Schleifscheibe 6 in verschiedenen Winkelstellungen bezüglich des Werkstücks, bzw. des Ski 8.
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Der Antrieb 5 umfasst einen mit 11 bezeichneten Elektromotor, welcher über eine Schleifspindel 12 direkt die Schleifscheibe 6 antreibt, d. h. ohne Zwischenschaltung eines Getriebes.
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Die Schleifspindel 12 erstreckt sich in einem Lagergehäuse 13 des Antriebs 5, welches von einem Spannfutter 14 der Aufnahme 4 gehalten wird.
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Das Spannfutter 14 ist schwenkbeweglich an dem Grundkörper 2 befestigt. Einerseits ist dieses mittels einem Handrad 15 zwecks Einstellung eines Schleifwinkel (Wirkwinkel)s um ein Kippgelenk 16 verstellbar, und zwar mittels eines Schneckentriebs 17, welcher als selbsthemmender Schneckentrieb ausgebildet ist (7). Das Spannfutter 14 ist an einem Kipparm 18 befestigt, der bezüglich des feststehenden Teils der Aufnahme 4 über den Schneckentrieb 17 und das Handrad 15 verstellbar ist.
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Andererseits ist das Spannfutter 14 bezüglich des Kipparms 18 um eine Schwenkachse 19 in zwei diametral gegenüberliegenden Winkelstellungen arretierbar. Die Arretierung erfolgt mittels einem federbelasteten Arretierstift 20. Über die Verstellung des Spannfutters 14 um die Schwenkachse 19 lässt sich der von dem Spannfutter gehaltene Antrieb 5 und somit auch die Schleifspindel 12 bezüglich des Ski 8 in zwei verschiedenen Winkelstellungen ausrichten, wie dies in 1 und 2 dargestellt ist. 1 zeigt eine erste Winkelstellung der Schleifspindel 12, bei welcher die Belagflanke der Stahlkante 9 schleifbar ist, in 9 befindet sich die Schleifspindel 12 in einem gegenüber der Ausrichtung in 1 um 90° verschwenkten Lage, in welcher die Seitenflanke der Stahlkante schleifbar ist. An dem Spannfutter 14 ist hierzu eine Kulissenführung 21 vorgesehen, welche als bogenförmiges Langloch ausgebildet ist, welches zwei Endanschläge für einen Anschlagzapfen 22 an dem Kipparm 18 bildet. Im Bereich der Endanschläge der Kulissenführung 21 sind am Außenumfang der hierfür an dem Spannfutter vorgesehenen Scheibe 23 jeweils nicht näher bezeichnete Bohrungen vorgesehen, die mit dem Arretierstift 20 zusammenwirken.
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Um die Schwenkachse 19 ist das Spannfutter 14 insgesamt um etwa 180° schwenkbar, wobei die Schwenkachse 19 sich im 45°-Winkel zu der Schleifspindel 12 erstreckt, sodass eine Verschwenkung des Spannfutters 14 von der ersten in die zweite Stellung und zurück jeweils eine Taumelbewegung der Schleifspindel 12 um etwa 90° bewirkt.
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Wie dies insbesondere 5 und 8 zu entnehmen ist, ist der Elektromotor 11 direkt an eine Motorführungsgehäuse 24 angeflanscht, welches in Längsrichtung, d. h. in Richtung der Längserstreckung der Schleifspindel 12 verschiebbar in dem Lagergehäuse 13 gehalten wird. Das Motorführungsgehäuse 24 ist axial verschiebbar, und zwar bezüglich des Lagergehäuses 13 drehfest, in dem Lagergehäuse 13 geführt.
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Das Lagergehäuse 13 ist wiederum teilweise von einer Stützhülse 25 umschlossen, die mittels einer Kontermutter 26 relativ zum Lagergehäuse 13 verstellbar ist. Die Stützhülse 25 dient als Widerlager für eine Druckfeder 27, welche andererseits das Motorführungsgehäuse 24 abstützt. Auf diese Art und Weise ist das Motorführungsgehäuse 24 axial relativ zu dem Lagergehäuse 13 federbelastet verschiebbar, sodass die Schleifscheibe 6 mit einstellbarer Vorspannung in Eingriff mit der Stahlkante 9 des zu bearbeitenden Ski federnd aufliegt.
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Wie dies insbesondere den 4 und 9 zu entnehmen ist, ist der Antrieb 5 so in dem Spannfutter 4 eingespannt, dass die Schleifspindel 12 und somit die Rotationsachse der Schleifscheibe 6 bezogen auf die Vorschubrichtung der Handschleifvorrichtung einen konstruktiv fest vorgegebenen Freiwinkel aufweist, der beispielsweise zwischen 0,5° und 5° betragen kann.
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Auf diese Art und Weise gelangt die Schleifscheibe 6 nur an einer Stelle auf dem Umfang des von dieser beschriebenen Schleifkreises mit dem Werkstück (der Stahlkante 9) in Eingriff. In der in 4 dargestellten Stellung der Schleifscheibe 6 ist diese mit der Belagflanke der Stahlkante 9 in Eingriff. Diese dreht sich beispielsweise im Uhrzeigersinn, sodass der Schliff gegen die Kante erfolgt. Befindet sich die Schleifscheibe in der in 2 dargestellten zweiten Winkelstellung in Eingriff mit der Seitenflanke der Stahlkante 9, so behält diese ihre Schleifrichtung bezogen auf die Stahlkante 9 bei, ebenso den Einstellwinkel bezogen auf die Vorschubrichtung.
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Mit 30 ist ein Betätigungsknopf bezeichnet, der über einen Kolben 31 einen nicht dargestellten hydraulischen Bowdenzug betätigt, über welchen ein Aktuatorzylinder 32 (siehe 9) betätigbar ist.
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Wie dies 9 zu entnehmen ist, ist der Elektromotor 11 mittels des Aktuatorzylinders 32 und eines Führungszylinders 33 gegen die Aufnahme 4 abgestützt. Über den Aktuatorzylinder 32 kann bei Betätigung des Betätigungsknopfs 30 der Elektromotor 11 und mit diesem das Motorführungsgehäuse 24 gegen den Druck der Druckfeder 27 von dem Werkstück abgehoben werden.
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Schließlich ist in 5 mit 40 ein Abziehstein bezeichnet, gegen welchen die Schleifscheibe 6 zwecks Abrichtung in Anlage gebracht werden kann. Der Abziehstein 40 ist drehbar am Grundkörper 2 gelagert.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Handschleifvorrichtung
- 2
- Grundkörper
- 3a, 3b
- zylindrische Führungswalzen
- 4
- Aufnahme
- 5
- Antrieb
- 6
- Schleifscheibe
- 7
- Griffkugeln
- 8
- Ski
- 9
- Stahlkante
- 10
- Belag
- 11
- Elektromotor
- 12
- Schleifspindel
- 13
- Lagergehäuse
- 14
- Spannfutter
- 15
- Handrad
- 16
- Kippgelenk
- 17
- Schneckentrieb
- 18
- Kipparm
- 19
- Schwenkachse
- 20
- Arretierstift
- 21
- Kulissenführung
- 22
- Anschlagzapfen
- 23
- Scheibe
- 24
- Motorführungsgehäuse
- 25
- Stützhülse
- 26
- Kontermutter
- 27
- Druckfeder
- 30
- Betätigungsknopf
- 31
- Kolben
- 32
- Aktuatorzylinder
- 33
- Führungszylinder
- 40
- Abziehstein
