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Die
Erfindung geht aus von einer Vorrichtung zur Reduzierung der Vibration
eines Schwingschleifers mit den gattungsbildenden Merkmalen des
Anspruchs 1.
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Aus
dem deutschen Gebrauchsmuster
DE 298 01 109 U1 ist ein Schwingschleifer
bekannt, der anstatt der bekannten Schwingbeine, die zwischen seinem
Gehäuse
und seiner Schleifplatte angespritzt sind, beweglich zwischen den
beiden Teilen gelagerte Taumelelemente besitzt. An den beiden Enden sind
die jeweiligen Taumelelemente mit kugeligen Abrollkalotten versehen,
die in kugeligen Schalen des Gehäuses
beziehungsweise der Schleifplatte gelagert sind. An einem Ende des
Taumelelements ist jeweils ein Halteelement ausgebildet, das durch
eine Öffnung
in der kugeligen Schale hindurchgreift. Dadurch werden zwar die
Vibrationen des Schwingschleifers vermindert, diese Ausführungsform
ist jedoch aufwendig in der Herstellung.
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Aus
der deutschen Offenlegungsschrift
DE 100 60 855 A1 ist ein Schwingschleifer
bekannt, der Schwingbeine aufweist, die eine Übertragung der Vibration der
Schleifplatte auf das Gehäuse
reduzieren. Die Schwingbeine sind als inelastische säulenförmige Füße aus Aluminium
ausgeführt,
die jeweils von einem O-Ring aus Gummi umschlossen sind. Die O-Ringe
sind jeweils in einem Sitz entweder am Gehäuse oder am Schwingteller angeordnet.
Hierdurch wird auch eine gute Entkoppelung der radial wirkenden
Kräfte
der Schleifplatte gegenüber
dem Gehäuse
erreicht.
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Vorteile der
Erfindung
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Eine
erfindungsgemäße Vorrichtung
zur Reduzierung der Vibration eines Schwingschleifers mit den Merkmalen
des Anspruchs 1 hat dem gegenüber den
Vorteil, dass durch die Ausbildung des Schwingbeins mit dem zugeordneten
Sitz als ein kraftentkoppeltes Gelenk eine einfach herzustellende
und preiswerte Vorrichtung gegeben ist, bei der eine gute Entkoppelung
der radial wirkenden Kräfte
der Schwingplatte gegen das Gehäuse
erzielt wird. Dasselbe gilt auch für eine erfindungsgemäße Vorrichtung
zur Reduzierung der Vibration eines Schwingschleifers mit den Merkmalen
des Anspruchs 7, indem das Schwingbein als Spiralfeder ausgebildet
ist.
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Dadurch,
dass zumindest eines der beiden Enden des Schwingbeins im Wesentlichen
als eine Kugel und die ihnen zugeordneten Sitze jeweils im Wesentlichen
als eine Pfanne ausgebildet sind, ist eine besonders einfache Ausgestaltung
eines kraftentkoppelten Gelenks gegeben. Eine solche Ausgestaltung
mit einer Kugel, die in eine Pfanne eingreift, ist besonders preiswert
herzustellen. Insbesondere gilt dies für ein Schwingbein, welches
an seinen beiden Enden als Kugel ausgebildet ist und jeweils in
einen pfannenförmigen
Sitz eingreift.
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Dadurch
dass, die Pfanne die Kugel um mehr als 50 % umschließt und aus
einem elastischen Material besteht, ist es möglich, die Kugel in die Pfanne
hineinzudrücken,
so dass diese sehr gut von der Pfanne gehalten wird.
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Dadurch,
dass das Schwingbein aus Kunststoff ist, ist die gesamte Vorrichtung
sehr leicht und außerdem
ist das Schwingbein sehr preiswert herzustellen. Dadurch, dass das
Schwingbein aus Metall ist, wird ein guter Abtransport der im Arbeitsbetrieb des
Schwingschleifers entstehenden Wärme
durch die einer ständigen
Bewegung unterliegenden Schwingbeine gewährleistet.
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Dadurch,
dass das Schwingbein einstückig und/oder
rotationssymmetrisch um seine Mittellängsachse ausgebildet ist, ist
jeweils eine sehr einfache Ausführung
des Schwingbeins möglich,
was zu einer preiswerten Herstellung führt.
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Dadurch,
dass die Spiralfeder vorgespannt ist und auf Block liegt, können die
axial wirkenden Kräfte,
das heißt,
die Andruck- und Bedienkraft im Schleifbereich, problemlos übertragen
werden und darüber
hinaus kann ein Ausknicken der Spiralfeder weitestgehend verhindert
werden.
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Dadurch,
dass mindestens ein weiteres Dämpfungselement
vorhanden ist, das zwischen dem Gehäuse und der Schleifplatte angespritzt
ist, wird gewährleistet,
dass eine Rückstellkraft
die Schwingplatte immer wieder in ihre Ausgangslage zurückbewegt.
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Weitere
vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche.
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Zeichnungen
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Ein
Ausführungsbeispiel
der Erfindung ist in der nachstehenden Beschreibung an Hand der
zugehörigen
Zeichnung näher
erläutert.
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Die
Figuren zeigen:
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1 einen Schnitt durch ein
erstes Ausführungsbeispiel
eines erfindungsgemäßen Schwingbeins
mit kugelförmigen
Enden in pfannenförmigen Sitzen,
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2 eine schematische Darstellung
einer Kombination eines Schwingbeins gemäß 1 mit einem herkömmlichen angespritzten Schwingbein und
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3 einen Schnitt durch ein
zweites Ausführungsbeispiel,
in dem das Schwingbein erfindungsgemäß als Spiralfeder ausgebildet
ist.
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In 1 ist ein erstes Ausführungsbeispiel einer
Vorrichtung zur Reduzierung der Vibration eines Schwingschleifers
dargestellt. Der Schwingschleifer weist ein Gehäuse 2 und eine Schleifplatte 3 auf,
die in bekannter Art und Weise Bestandteile des Schwingschleifers
sind. Die Schleifplatte 3 ist dabei über bekannte Antriebsmittel
mit der Antriebsachse des Schwingschleifers verbunden. Da diese
Mittel bekannt und nicht Gegenstand der Erfindung sind, werden sie
nicht weiter beschrieben und sind auch nicht in der Zeichnung ausgeführt.
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Die
Vorrichtung zur Reduzierung der Vibration ist zwischen der Unterseite
des Gehäuses
2 und der
Rückseite
der Schleifplatte
3 angeordnet. Sie setzt sich zusammen
aus einem starren Schwingbein
1, welches mit seinem ersten
En
de 10 in einen ersten Sitz
20 an
der Unterseite des Gehäuses
2 eingreift und
gleichzeitig mit seinem zweiten Ende
11 in einen zweiten
Sitz
30 an der Rückseite
der Schleifplatte
3.
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Das
Schwingbein 1 ist rotationssymmetrisch um seine Mittellängsachse 13 ausgebildet.
Es besteht aus Kunststoff und ist einstückig ausgebildet. Kunststoff
hat den Vorteil, dass er sehr leicht ist. Es ist jedoch genauso
möglich,
das Schwingbein 1 aus Metall auszuführen. Eine metallische Ausführung hat den
Vorteil, dass die durch die Bewegung des Schleiftellers 3 und
die dadurch entstehende Reibung der Enden 10, 11 in
den Sitzen 20, 30 aufgrund der guten Wärmeleitfähigkeit
sehr gut abgeleitet werden kann.
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Da
die beiden Enden 10, 11 des Schwingbeins 1 gleich
ausgebildet sind und auch die beiden Sitze 20, 30,
in denen die beiden Enden 10, 11 gelagert sind,
wird im Folgenden lediglich eine Kombination aus dem ersten Ende 10 des
Schwingbeins 1 und dem ersten Sitz 20 des Gehäuses 2 beschrieben.
Die Ausführungen
gelten entsprechend auch für die
Kombination aus zweitem Ende 11 und dazugehörigen zweiten
Sitz 30.
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Das
erste Ende 10 ist in der Form einer ersten Kugel 10' ausgebildet.
Um die erste Kugel 10' gut aufnehmen
zu können,
ist der erste Sitz 20 als eine erste Pfanne 20' ausgebildet.
Dadurch entsteht ein Gelenk, das mit dem menschlichen Schulter-
beziehungsweise Hüftgelenk
vergleichbar ist. Die erste Kugel 10' wird dabei von der ersten Pfanne 20' bis über ihren Äquator umschlossen.
Dadurch ist das Schwingbein 1 bei normalen Betrieb des
Schwingschleifers unverlierbar mit dem Gehäuse 2 verbunden. Dies
gilt ebenso auf der Gegenseite mit Bezug auf die Schwingplatte 3.
Das Schwingbein 1 wird vor dem Betrieb mit seiner ersten
Kugel 10' in
den ersten Sitz 20' eingeklippst.
Hierfür
ist die erste Pfanne 20' aus
einem elastischen Kunststoff ausgebildet. Die erste Pfanne 20' ist einstückig mit
dem Gehäuse 2 ausgebildet,
da eine solche Ausgestaltung sehr einfach in einem Arbeitsgang mit
der Herstellung des Gehäuses 2 herzustellen
ist. Es ist aber ebenso möglich,
die erste Pfanne 20',
beziehungsweise im Allgemeinen den ersten Sitz 20, auch
nachträglich
als separates Teil mit der Unterseite des Gehäuses 2 zu verbinden.
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Durch
die dargestellte Verbindung aus erster Kugel 10' und erster
Pfanne 20' ergibt
sich ein Gelenk, das die radialen Kräfte und Momente, die parallel
zur Schleifplatte 3 wirken, nicht von der Schleifplatte 3 auf
das Gehäuse 2 überträgt. Im Gegensatz zu
den herkömmlichen
Systemen, die bei einer oszillierenden Bewegung der Schleifplatte
(3) eine radial umlaufende Kraftkomponente zwischen dem Schwingbein 1 und
dem Gehäuse 2 hervorrufen,
werden bei der erfindungsgemäßen Ausführungsform der
gebildeten Gelenke keine Vibrationen ins Gehäuse 2 übertragen.
Dagegen können
axial wirkende Kräfte – die senkrecht
zur Schleifplatte 3 wirken – aufgrund der geringen Auslenkung
(Exzentrizität)
und der fixierten Schleifplatte (Lager in der Plattenebene) übertragen
werden. Dadurch ist es möglich,
dass die Andruck- und
Bedienkraft im Schleifbetrieb auf die Schleifplatte (3) übertragen
wird und somit ein gutes Schleifergebnis erzielt wird.
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Neben
der Ausbildung des ersten Endes 10 als erste Kugel 10' ist auch jede
andere Oberflächengeometrie
möglich,
die eine stetige gekrümmte
Fläche
aufweist. Beispielsweise wäre
auch eine im Querschnitt parabelförmige oder hyperbelförmige Oberfläche des
ersten Endes 10 möglich.
Die Oberfläche
des ersten Sitzes 20 muss nur auf diese Form abgestimmt
sein, so dass ein möglichst
gut laufendes Gelenk vorhanden ist.
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In 2 ist schematisch ein größerer Abschnitt
des Zwischenraums zwischen Gehäuse 2 und Schleifplatte 3 dargestellt.
Auf der linken Seite ist ein Schwingbein 1 schema tisch
dargestellt, welches ähnlich
ausgebildet ist wie das Schwingbein 1 der 1. Es weist an seinen beiden Enden 10, 11 auch jeweils
eine Kugel 10', 11' auf, die jeweils
in Sitzen 20, 30 in Form von Pfannen 20', 30' eingesetzt
sind. Der Unterschied besteht darin, dass die Pfannen 20', 30' nicht über den Äquator der
Kugeln 10', 11' ragen und somit
keine Umschließung
der Kugeln 10', 11' erfolgt. Dadurch
ist es zwar nicht nötig,
die Kugeln 10', 11' in die Pfannen 20', 30' einzuklippsen,
aber das Schwingbein 1 ist dadurch nicht unverlierbar in
den Sitzen 20, 30 gehalten. Auch hier wird ein
Gelenk erhalten, welches die radial wirkenden Kräfte und Momente nicht von der
Schleifplatte 3 auf das Gehäuse 2 überträgt.
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Zusätzlich zu
dem Schwingbein 1 ist noch ein weiteres Dämpfungselement 5 auf
der rechten Seite ausgebildet. Es handelt sich hierbei um eine klassische
Ausführungsform
eines Schwingbeins, wie sie aus dem Stand der Technik bekannt ist.
Dieses weitere Dämpfungselement 5 ist
rotationssymmetrisch zu seiner Mittellängsachse ausgebildet und aus
einem elastischen Kunststoff gefertigt. Es ist an das Gehäuse 2 und
die Schleifplatte 3 angespritzt. Durch das weitere Dämpfungselement 5 ist
eine Rückstellkraft
vorhanden, die dazu führt,
dass die Schleifplatte 3 wieder automatisch in ihre radiale Ausgangsposition
bezüglich
des Gehäuses 2 zurückkehrt.
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Mit
einer solchen Kombination aus einer erfindungsgemäßen Vorrichtung
zur Reduzierung der Vibration des Schwingschleifers mit dem neuartigen Schwingbein 1 und
dem bekannten angespritzten weiteren Dämpfungselement 5 wird
eine gute Vibrationsdämpfung
bei gleichzeitig guter Rückstellung der
Schleifplatte 3 erreicht. Die Anordnung und mengenmäßige Verteilung
zwischen erfindungsgemäßen Schwingbeinen 1 und
bekannten weiteren Dämpfungselementen 5 kann
dabei frei für
jeden Anwendungsfall durch den Hersteller gewählt werden.
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In 3 ist ein Ausschnitt eines
weiteren Ausführungsbeispiels
einer erfindungsgemäßen Vorrichtung
zur Reduzierung der Vibration dargestellt. Hierbei ist eine Spiralfeder 42 zwischen
dem Gehäuse 2 und
der Schleifplatte 3 angeordnet. Die Spiralfeder 42 ist
mit ihrem ersten Ende 40 in einem ersten Sitz 20,
der an der Unterseite des Gehäuses 2 ausgebildet
ist, und mit ihrem zweiten Ende 41 in einem zweiten Sitz 30,
der an der Rückseite
der Schleifplatte 3 angeordnet ist, eingespannt. Die Spiralfeder 42 ist
rotationssymmetrisch um ihre Mittellängsachse 43 ausgebildet.
Die beiden Sitze 20, 30 sind so ausgestaltet,
dass die Spiralfeder 42 so in sie eingedrückt werden
kann, dass sie in radialer Richtung formschlüssig in den Sitzen 20, 30 gehalten
wird.
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Die
Spiralfeder 42 ist vorgespannt, so dass sie auf Block liegt.
Dadurch, dass die einzelnen Windungen der Spiralfeder 42 eng
aneinander anliegen, gibt es keinen Federweg. Dadurch können die
axialen Andruckkräfte
vom Bediener auf die Schleifplatte 3 übertragen werden und darüber hinaus
wird dadurch ein Ausknicken der Spiralfeder 42 weitgehend verhindert.
Gleichzeitig können
die axial wirkenden Kräfte – das heißt, die
Andruck-/Bedienkraft im Schleifbetrieb – weiterhin aufgrund der geringen
Auslenkung (Exzentrizität)
und der fixierten Schleifplatte 3 im Lager der Plattenebene übertragen
werden. Gleichzeitig werden die radial wirkenden Kräfte, die für die Vibration
des Gehäuses 2 bei
herkömmlichen Schwingbeinen
verantwortlich sind, stark gedämpft.
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Die
Spiralfeder 42 muss nicht zwingend auf Block liegen – wobei
dies jedoch bevorzugt wird –,
da die axialen Kräfte im
Schleifbetrieb auch gegen die Federkraft der Spiralfeder 42 vom
Gehäuse 2 auf
die Schleifplatte 3 übertragen
werden könnten.
Ebenfalls sind andere Befestigungsformen der Enden 40, 41 der
Spiralfeder 42 in den beiden Sitzen 20, 30 möglich.
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Ein
Schwingschleifer kann entweder aus einer vorgegebenen Anzahl von
Schwingbeinen 4 in Form einer Spiralfeder 42 ausgestattet
sein oder auch mit einer Kombination dieser Schwingbeine 4 mit
Schwingbeinen 1 gemäß den 1 und 2 in Form eines starren Schwingbeins 1,
das als kraftentkoppeltes Gelenk mit den Sitzen 20, 30 zusammenwirkt.
Darüber
hinaus ist auch eine Kombination mit den in 2 rechts dargestellten klassischen Dämpfungselementen 5 möglich. Prinzipiell
ist es auch möglich,
alle drei dargestellten Schwingbeine 1, 4 und
Dämpfungselemente 5 in
einem einzigen Schwingschleifer miteinander zu kombinieren. Bei
allen Kombinationsmöglichkeiten
können
die einzelnen Schwingbeine 1, 4 und Dämpfungselemente 5 in
einer beliebigen Anordnung und mengenmäßigen Verteilung zueinander
am Schwingschleifer angebracht sein.
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- 1
- Schwingbein
- 2
- Gehäuse
- 3
- Schleifplatte
- 4
- Schwingbein
- 5
- Dämpfungselement
- 10
- erstes
Ende des Schwingbeins
- 10'
- erste
Kugel
- 11
- zweites
Ende des Schwingbeins
- 11'
- zweite
Kugel
- 12
- kraftentkoppeltes
Gelenk
- 13
- Mittellängsachse
des Schwingbeins
- 20
- erster
Sitz
- 20'
- Pfanne
- 30
- zweiter
Sitz
- 30'
- Pfanne
- 40
- erstes
Ende der Spiralfeder
- 41
- zweites
Ende der Spiralfeder
- 42
- Spiralfeder
- 43
- Mittellängsachse
der Spiralfeder
- 44
- Windung
- 50
- Mittellängsachse
des Dämpfungselements