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Die Erfindung bezieht sich auf ein Schleif- bzw. Schneidwerkzeug für eine Werkzeugmaschine mit Drehantrieb nach dem Oberbegriff des Anspruches 1.
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Stand der Technik
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In der
EP 0 487 948 B1 wird ein Schleif- bzw. Schneidwerkzeug für eine Handwerkzeugmaschine mit Drehoszillationsantrieb beschrieben. Das Schleif- bzw. Schneidwerkzeug weist einen Abtragungsgrundkörper mit U-förmigem Querschnitt auf, dessen Stirnseiten Schneidkanten bilden. Der Abtragungsgrundkörper ist einteilig mit einem Befestigungsabschnitt ausgeführt, über den das Werkzeug lösbar an der Werkzeugwelle zu befestigen ist. Der Befestigungsabschnitt erstreckt sich quer zum U-förmigen Abtragsgrundkörper und ist einteilig mit einem Schenkel des Grundkörpers ausgebildet. Der Befestigungsabschnitt ist im Bereich seines dem U-förmigen Abtragungsgrundkörper abgewandten Bereichs mit der Werkzeugwelle verbunden, deren Antriebsdrehachse parallel versetzt zu den Schenkeln des Abtragungsgrundkörpers verläuft. Bei der Drehoszillationsbewegung wird somit der U-förmige Abtragungsgrundkörper mit einem verhältnismäßig langen Hebel zur Antriebsdrehachse verschwenkt.
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Hierbei ist zu beachten, dass auf Grund des großen Hebels bei der Werkstückbearbeitung verhältnismäßig große Kräfte bzw. Momente in die Werkzeugmaschine eingeleitet werden und vom Benutzer abgestützt werden müssen. Die hohen Kräfte und Momente belasten den Benutzer und können zu einer Reduzierung der Standzeit der Maschine führen.
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Offenbarung der Erfindung
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zu Grunde, mit einfachen konstruktiven Maßnahmen ein Schleif- bzw. Schneidwerkzeug für eine Werkzeugmaschine mit Drehantrieb so auszubilden, dass die auf die Werkzeugmaschine wirkenden Kräfte reduziert sind und die Standzeit erhöht ist.
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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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Das erfindungsgemäße Schleif- bzw. Schneidwerkzeug kann in Werkzeugmaschinen, insbesondere in Handwerkzeugmaschinen mit Drehantrieb eingesetzt werden, beispielsweise zur Erzeugung von Nuten. In Betracht kommen sowohl Antriebe mit nur einer Drehrichtung als auch Drehoszillationsantriebe mit wechselnder Drehrichtung. Der Antrieb in der Werkzeugmaschine erfolgt vorzugsweise über einen elektrischen Antriebsmotor.
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Das Schleif- bzw. Schneidwerkzeug weist einen Abtragungsgrundkörper sowie einen Befestigungsabschnitt auf. Der Abtragungsgrundkörper besitzt eine Bearbeitungskante oder eine Bearbeitungsfläche und dient zur Werkstückbearbeitung, wohingegen über den Befestigungsabschnitt eine lösbare Verbindung mit der Werkzeugwelle der Werkzeugmaschine hergestellt wird. Der Befestigungsabschnitt und der Abtragungsgrundkörper sind fest miteinander verbunden, sie können ggf. ein einteilig ausgeführtes Bauteil bilden.
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In den Befestigungsabschnitt ist eine Ausnehmung zur Aufnahme der Werkzeugwelle eingebracht, wobei die Achse der Ausnehmung mit der Antriebsdrehachse zusammenfällt. Im montierten Zustand und bei Betrieb der Werkzeugmaschine wird das Schleif- bzw. Schneidwerkzeug um die Antriebsdrehachse angetrieben.
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Der Befestigungsabschnitt und der Abtragungsgrundkörper sind in der Weise zueinander angeordnet, dass die Antriebsdrehachse durch den Befestigungsabschnitt zugleich eine Symmetrieachse für den Abtragungsgrundkörper bildet. Der Abtragungsgrundkörper ist bezogen auf die Symmetrieachse insbesondere punktsymmetrisch ausgeführt. Gegebenenfalls kommt auch Rotationssymmetrie in Betracht.
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In dieser Ausführung liegt der Abtragungsgrundkörper in einer Flucht mit der Antriebsdrehachse, wodurch der Hebelarm zwischen der Antriebsdrehachse und der Bearbeitungskante bzw. -fläche auf einen Minimalwert verkürzt wird. Bezogen auf die Antriebsdrehachse sind der Abtragungsgrundkörper und der Befestigungsabschnitt axial versetz zueinander angeordnet. Dadurch werden Reaktionskräfte, die bei der Werkstückbearbeitung entstehen, minimiert, so dass die Belastung auf die Werkzeugmaschine und auch für den Bearbeiter entsprechend reduziert und die Standzeit erhöht ist.
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Ein weiterer Vorteil liegt darin, dass das Massenträgheitsmoment reduziert ist. Somit können kleiner dimensionierte Antriebsmotoren in der Werkzeugmaschine eingesetzt werden.
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Je nach Ausführung weist die Bearbeitungskante bzw. -fläche entweder über ihre gesamte Länge bzw. Fläche einen Abstand zur Antriebsdrehachse auf oder, gemäß einer alternativen Ausführung, die Bearbeitungskante bzw. -fläche wird von der Antriebsdrehachse geschnitten, so dass mindestens ein Punkt bzw. ein kleiner Bereich unmittelbar mit der Antriebsdrehachse zusammenfällt. In beiden Fällen weisen aber auch die zur Antriebsdrehachse beabstandeten Abschnitte nur einen verhältnismäßig kleinen Abstand auf.
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Es können grundsätzlich konstruktiv verschieden aufgebaute Schleif- bzw. Schneidwerkzeuge mit dem Abtragungsgrundkörper in einer Flucht mit der Antriebsdrehachse vorgesehen sein. Gemäß einer bevorzugten Ausführung weist der Abtragungsgrundkörper eine flächige Auflageseite auf, die bei der Werkstückbearbeitung auf dem Werkstück aufliegt und an der die Bearbeitungskante bzw. -fläche gebildet ist. Die flächige Auflageseite kann eben oder gebogen ausgeführt sein, beispielsweise konvex nach außen gebogen. Vorteilhafterweise bildet eine Seitenkante des Abtragungsgrundkörpers eine Bearbeitungskante, die beispielsweise im Sinne einer Schnittkante als Messer, Säge oder partikelbestückte Schneide ausgeführt sein kann. Im Falle des Abtragungsgrundkörpers mit flächiger Auflageseite befindet sich die Seitenkante im Seitenbereich der Auflageseite, wohingegen die auf dem Werkstück aufliegende Unterseite der Auflageseite nicht zur Abtragung und Werkstückbearbeitung dient, sondern nur zur Abstützung.
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Um das Schleif- bzw. Schneidwerkzeug an der Werkzeugwelle sichern und wieder lösen zu können, ist in die Auflageseite des Abtragungsgrundkörpers zweckmäßigerweise eine Montageausnehmung eingebracht, die koaxial zur Antriebsdrehachse angeordnet ist. Diese Montageausnehmung erlaubt das Einführen eines Werkzeugs, über das beispielsweise eine Mutter festgezogen bzw. gelöst werden kann, welche Teil einer Befestigungseinrichtung zur Befestigung des Schleif- bzw. Schneidwerkzeugs an der Werkzeugwelle ist.
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Der die flächige Auflagefläche aufweisende Abtragungsgrundkörper ist beispielsweise U-förmig ausgebildet. Der Abtragungsgrundkörper ist vorteilhafterweise mit zwei Wandbereichen, beispielsweise den beiden Schenkeln der U-Form, mit den gegenüberliegenden Randbereichen des Befestigungsabschnitts verbunden, so dass ein zumindest im Wesentlichen geschlossener Hohlkörper entsteht, der eine verhältnismäßig hohe Steifigkeit aufweist.
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Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausführung weist der Abtragungsgrundkörper einen innen liegenden Absatz auf, der zur Aufnahme eines Befestigungselements der Befestigungseinrichtung dient, über die das Schleif- bzw. Schneidwerkzeug mit der Werkzeugmaschine bzw. der Werkzeugwelle befestigt wird.
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In einer weiteren Ausführung des Schleif- bzw. Schneidwerkzeugs ist der Abtragungsgrundkörper eben bzw. flächig und in einer Ebene liegend ausgebildet, wobei die dem Befestigungsabschnitt abgewandte Stirnkante des Abtragungsgrundkörpers die Bearbeitungskante bildet. Der Abtragungsgrundkörper erstreckt sich vorzugsweise orthogonal zur Ebene des Befestigungsabschnitts, wobei die Bearbeitungskante von der Antriebsdrehachse geschnitten wird. Zur besseren Montage des Schleif- bzw. Schneidwerkzeugs an der Werkzeugwelle kann in den Abtragungsgrundkörper benachbart zum Befestigungsabschnitt eine Montageausnehmung eingebracht sein.
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Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausführung ist an dem Abtragungsgrundkörper ein Auflage- und Führungsabschnitt angeformt, der den Abtragungsgrundkörper quer zur Antriebsdrehachse überragt. Der Auflage- und Führungsabschnitt ermöglicht ein Aufliegen des Schleif- bzw. Schneidwerkzeugs auf dem zu bearbeitenden Werkstück zu Beginn des Bearbeitungsvorgangs, was die Bearbeitung vereinfacht. Gegebenenfalls sind zwei Auflage- und Führungsabschnitte am Abtragungsgrundkörper angeformt, so dass an zwei Stellen eine Abstützung am Werkstück möglich ist.
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Es kann zweckmäßig sein, dass der Befestigungsabschnitt in zwei separate Hälften unterteilt ist, die jeweils mit dem Abtragungsgrundkörper verbunden sind. Die Trennlinie zwischen den Hälften verläuft vorzugsweise symmetrisch durch den Befestigungsabschnitt, insbesondere durch die Ausnehmung im Befestigungsabschnitt zur Aufnahme der Werkzeugwelle. Im montierten Zustand ist der Befestigungsabschnitt mit beiden Hälften fest in der Befestigungseinrichtung verankert, über die die Verbindung zur Werkzeugwelle hergestellt wird, so dass keine Schwächung in der Stabilität des Schleif- bzw. Schneidwerkzeugs gegeben ist.
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Grundsätzlich ist es vorteilhaft, dass der Befestigungsabschnitt und der Abtragungsgrundkörper einteilig ausgebildet sind. Gemäß einer alternativen Ausführung ist vorgesehen, dass der Befestigungsabschnitt und der Abtragungsgrundkörper als separate Bauteile ausgeführt sind, die aber fest miteinander verbunden sind.
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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 eine perspektivische Darstellung eines Schleif- bzw. Schneidwerkzeugs für eine Werkzeugmaschine, mit einem als Hohlkörper ausgebildeten Abtragungsgrundkörper, an dem einteilig ein Befestigungsabschnitt angeformt ist, über den das Schleif- bzw. Schneidwerkzeug lösbar an der Werkzeugwelle einer Werkzeugmaschine zu befestigen ist,
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2 das Schleif- bzw. Schneidwerkzeug aus 1 in einer weiteren perspektivischen Ansicht,
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3 das Schleif- bzw. Schneidwerkzeug in noch einer perspektivischen Ansicht,
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4 in einer weiteren Ausführung ein Schleif- bzw. Schneidwerkzeug, das einen plattenförmigen Abtragungsgrundkörper aufweist.
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In den Figuren sind gleiche Bauteile mit gleichen Bezugszeichen versehen.
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In den 1 bis 3 ist ein erstes Ausführungsbeispiel eines Schneid- bzw. Schleifwerkzeugs 1 dargestellt, das in Werkzeugmaschinen, insbesondere Handwerkzeugmaschinen mit Drehantrieb einsetzbar ist. Bei dem Drehantrieb handelt es sich entweder um eine fortlaufende Drehung in einer Richtung oder um einen Drehoszillationsantrieb.
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Das Schneid- bzw. Schleifwerkzeug 1 umfasst einen Befestigungsabschnitt 2 und einen einteilig mit dem Befestigungsabschnitt 2 ausgebildeten Abtragungsgrundkörper 3 zur Werkstückbearbeitung. In den Befestigungsabschnitt 2 ist eine zentrische Ausnehmung 4 eingebracht, die zur Aufnahme einer Werkzeugwelle 5 dient, deren Antriebsdrehachse mit 6 bezeichnet ist. Die Antriebsdrehachse 6 bildet zugleich eine Symmetrieachse sowohl für den Befestigungsabschnitt 2 als auch für den Abtragungsgrundkörper 3, der in einer Flucht mit der Symmetrieachse liegt. Bezogen auf die Antriebsdrehachse 6 liegen der Befestigungsabschnitt 2 und der Abtragungsgrundkörper 3 axial versetzt zueinander.
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In den Befestigungsabschnitt 2 sind in einem Kreis um die zentrische Ausnehmung 4 eine Reihe kleinerer Ausnehmungen 7 eingebracht, in die noppenförmige Erhebungen einer Befestigungseinrichtung einragen, welches fest mit der Werkzeugwelle 5 verbunden ist. Auf diese Weise wird das Drehmoment von der Werkzeugwelle 5 auf das Schneid- bzw. Schleifwerkzeug 1 übertragen.
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Grundsätzlich kommen auch alternative Schnittstellengeometrien zur Verbindung des Befestigungsabschnitts 2 mit der Befestigungseinrichtung an der Werkzeugwelle 5 in Betracht.
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Der Befestigungsabschnitt 2 ist symmetrisch in zwei Hälften 2a und 2b unterteilt, die durch eine Trennlinie 8 voneinander separiert sind, welche mittig durch die zentrische Ausnehmung 4 geführt ist. Im montierten Zustand werden die beiden Hälften 2a und 2b des Befestigungsabschnitts 2 von der Befestigungseinrichtung festgeklemmt, über die die Befestigung des Schneid- bzw. Schleifwerkzeugs 1 an der Werkzeugwelle 5 erfolgt.
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Der Abtragungsgrundkörper 3 ist konvex nach außen gebogen, insbesondere teilkreisförmig gebogen, wobei die außen liegende Seite eine Auflageseite 9 bildet, welche bei der Werkstückbearbeitung auf der Werkstückoberseite aufliegt. Die Vorderkante des Abtragungsgrundkörpers 3 bildet eine Bearbeitungskante 10, die als Schneid- oder Schleifkante ausgeführt ist. Auch die gegenüberliegende Seitenkante des Abtragungsgrundkörpers 3 kann eine Bearbeitungskante zur Werkstückbearbeitung bilden.
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In den Abtragungsgrundkörper 3 ist eine Montageausnehmung 11 eingebracht, die mit der Antriebsdrehachse 6 fluchtet. Durch die Montageausnehmung 11 kann zur Befestigung bzw. zum Lösen des Schneid- bzw. Schleifwerkzeugs 1 an der Werkzeugwelle 5 von unten ein Werkzeug eingeführt werden, um beispielsweise eine Befestigungsmutter lösen zu können.
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Der teilkreisförmig gebogene Abtragungsgrundkörper 3 geht benachbart zum oben liegenden Befestigungsabschnitt 2 in horizontale, nach außen gerichtete Auflageflächen 12 über, die jeweils einen innen liegenden Absatz zur Aufnahme eines Befestigungselements der Befestigungseinrichtung bilden, über das die Befestigung des Schneid- bzw. Schleifwerkzeugs mit der Werkzeugwelle erfolgt. Die Auflageflächen 12 sind einteiliger Bestandteil des Abtragungsgrundkörpers 3 und werden an ihrer Außenseite von vertikalen Wandabschnitten 13 begrenzt, über die die einteilige Verbindung zum oben liegenden Befestigungsabschnitt 2 erfolgt.
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An den Auflageflächen 12 sind seitlich überstehende Auflage- und Führungsabschnitte 14 angeformt, welche zu Beginn der Werkstückbearbeitung auf die Oberseite des Werkstückes aufgelegt werden und hierdurch eine verbesserte Führung für die Handwerkzeugmaschine bieten.
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In 4 ist ein zweites Ausführungsbeispiel für ein Schneid- bzw. Schleifwerkzeug dargestellt, bestehend aus einem scheibenförmigen Befestigungsabschnitt 2 und einem sich hierzu senkrecht erstreckenden, ebenen bzw. flächigen Abtragungsgrundkörper 3 in Form einer Platte, dessen dem Befestigungsabschnitt 2 abgewandte Stirnkante die Bearbeitungskante 10 bildet. Auch in diesem Ausführungsbeispiel bildet die Antriebsdrehachse 6 eine Symmetrieachse für den Abtragungsgrundkörper 3; die Antriebsdrehachse 6 liegt in der Mittelebene des plattenförmigen Abtragungsgrundkörpers 3.
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Der Abtragungsgrundkörper 3 ist mit einer Montageausnehmung 11 versehen, welche sich auf der dem Befestigungsabschnitt 2 zugewandten Seite befindet.
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Auch beim Ausführungsbeispiel gemäß 4 sind das Befestigungsabschnitt 2 und der Abtragungsgrundkörper 3 einteilig ausgeführt.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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