DE19529461A1 - Schleifgerät zur Bearbeitung gewellter Kanten und Flächen - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Schleifgerät zur Bearbeitung gewellter Kanten und Flächen mit einer rotierenden Schleifscheibe, die einen Antrieb auf­ weist, und einer Haltevorrichtung, in der ein bear­ beitetes Werkstück lösbar befestigt und radial zur Drehachse der Schleifscheibe gegen ihre Kante ver­ fahrbar ist.

Gewellte Kanten und Flächen, insbesondere die Schneiden von Messern mit Wellenschliff, lassen sich nur unter erheblichen Schwierigkeiten mit Schleifgeräten bearbeiten, da dieser Vorgang stän­ dig wechselnde Abstände bzw. Ausrichtungen von Werkzeug und Werkstück zueinander erfordert. Dies gilt sowohl für die Herstellung der Oberfläche als auch für Nachbearbeitungen bei Abnutzungen, insbe­ sondere die bei häufigem Gebrauch regelmäßig erfor­ derliche Schärfung von Messern.

Neben einer manuellen Bearbeitung des Wellenschlif­ fes, die bei der Kleinstserienfertigung oder der Bearbeitung bzw. Schärfung einzelner Gegenstände üblich, sich aber aufgrund des hohen Zeitaufwandes und der damit verbundenen Kosten im allgemeinen nicht als wirtschaftlich erweist, ist die Herstel­ lung und Nachbearbeitung von Wellenschliffen durch Pakete von Schleifscheiben bekannt. Zu diesem Zweck wird eine größere Zahl von Schleifscheiben unter­ schiedlichen Durchmessers auf einer gemeinsamen Welle aneinander angrenzend derartig befestigt, daß die äußere Kontur des Scheibenpaketes dem herzu­ stellenden Schliff entspricht. Die zu bearbeitenden Gegenstände sind zweckmäßig in einer Haltevorrich­ tung befestigt und werden gegen das von einem An­ trieb in Rotation versetzte Scheibenpaket bewegt. Die werkstückspezifischen Kosten nehmen bei diesem Verfahren jedoch mit abnehmender Stückzahl schnell zu, da für einen einzelnen Schleifvorgang eine große Zahl von Schleifscheiben erforderlich ist, die in geeigneter Weise zusammenzustellen sind.

Somit besteht im Stande der Technik keine Möglich­ keit, Wellenschliffe in geringen Stückzahlen ko­ stengünstig zu bearbeiten, wie es insbesondere beim Schärfen von Messern in der Gastronomie erforder­ lich ist. Hilfsweise ist es üblich, Messer zur Schärfung an Unternehmen zu geben, für die der Ein­ satz von Schleifscheibenpaketen infolge größerer Stückzahlen rentabel ist. Der Kostenvorteil gegen­ über einer Neuanschaffung ist jedoch vergleichs­ weise gering, so daß auf eine Schärfung älterer Messer häufig verzichtet und ein Ersatz vorgezogen wird.

Vor diesem Hintergrund hat sich die Erfindung zur Aufgabe gestellt, ein Schleifgerät zu entwickeln, mit dem eine schnelle und preisgünstige Bearbeitung von Werkstücken in kleinen Mengen möglich ist.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß das Werkstück in der Haltevorrichtung oder die Schleifscheibe parallel ihrer Drehachse mit einem Vortrieb verschiebbar ist, Vortrieb und Radialbewe­ gung durch eine Übersetzungsvorrichtung gekoppelt sind, die bei einer Verschiebung eine oszillierende Bewegung der Haltevorrichtung oder Schleifscheibe in radialer Richtung erzeugt, und die Amplitude und der Abstand der Extrema der Oszillation dem zu er­ zeugenden Schliff entsprechen.

Das vorgeschlagene Schleifgerät weist eine Halte­ vorrichtung auf, in der die Werkstücke befestigbar und parallel der Drehachse der Schleifscheibe mit einem Vortrieb verschiebbar sind. Für die Funktion ist dabei lediglich die Möglichkeit einer Relativ­ bewegung der Bauelemente erforderlich, so daß bei der technischen Realisierung des Gerätes auch eine entlang ihrer Achse verschiebbare Schleifscheibe mit einer ortsfesten Haltevorrichtung zusammenwir­ ken kann. Weiterhin lassen sich beide Bauelemente in zur Drehachse der Schleifscheibe radialer Rich­ tung aufeinander zu bewegen, um die Werkstücke zur Bearbeitung gegen die Scheibenkante verfahren zu können. Vortrieb und Radialbewegung sind durch eine Übersetzungsvorrichtung gekoppelt, die bei einer Verschiebung in Richtung der Drehachse eine oszil­ lierende Bewegung der Haltevorrichtung, alternativ der Schleifscheibe, in zur Drehachse radialer Rich­ tung erzeugt. Die radiale Amplitude und der axiale Abstand der Extrema entsprechen dabei dem zu erzeu­ genden Schliff, und sind vorzugsweise ebenso wie der Verlauf der Oszillation, etwa dreieckig oder sinusförmig, einstellbar. Geeignete Übersetzungs­ vorrichtungen umfassen beispielsweise unrunde Scheiben oder eine Kurbelwelle, die bei einer Um­ drehung die Radialbewegung erzeugt; eine sehr fle­ xible Kopplung ist jedoch auch durch von einer elektronischen Steuerung kontrollierte und aufein­ ander abgestimmte Servomotoren denkbar, die die Be­ wegungen erzeugen. Die Haltevorrichtung besteht zweckmäßig aus zwei gegeneinander beweglichen Tei­ len, von denen der eine durch den Vortrieb verscho­ ben wird, während der andere schlittenartig auf ihm befestigt die radiale Bewegung ausführt. Zur Bear­ beitung gewellter Flächen und einer flexiblen Ein­ stellung ist denkbar, daß Schleifscheibe oder Hal­ tevorrichtung auch in zur Scheibenkante tangenti­ aler Richtung verschiebbar sind.

Das erfindungsgemäße Schleifgerät gestattet die voll- oder teilautomatische Bearbeitung gewellter Kanten und Flächen. Während sich die Investitions­ kosten im Vergleich zu Geräten mit Scheibenpaketen erheblich verringern, da lediglich eine einzelne Schleifscheibe eingesetzt wird, steht im Vergleich zur manuellen Einzelfertigung die wesentlich abneh­ mende Bearbeitungszeit der Werkstücke im Vorder­ grund, nachdem der Benutzer lediglich eine Befesti­ gung und den Vortrieb vorzunehmen hat. Somit ver­ mindern sich im Bereich der Fertigung und Schärfung kleiner Mengen von Werkstücken, etwa dem Nachschär­ fen von Messern in der Gastronomie, die stückspezi­ fischen Bearbeitungskosten erheblich. Weiterhin entfällt im Vergleich zur manuellen Bearbeitung die Gefahr von Fertigungsfehlern oder einer unsachgemä­ ßen Bearbeitung.

In einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung erfolgt der Vortrieb der Haltevorrichtung durch eine Spindel. Damit wird die Möglichkeit eröffnet, durch unterschiedliche Steigungen des Spindelgewin­ des den Abstand benachbarter Oszillationsmaxima, d. h. den Wellenabstand durch einen Spindelaustausch zu verändern, wenn die Zahl der Oszillationen pro­ portional der Zahl der Spindelumdrehungen ist. In der Folge ist eine einfache Einstellung unter­ schiedlicher Wellenschliffe möglich.

Die Wellung einer geraden Schneide ist vergleichs­ weise selten und in erster Linie bei Brotmessern üblich, während im allgemeinen Fall auch gekrümmte Schneiden mit einem Wellenschliff versehen sind. Um auch gebogene Kanten oder Flächen mit einer Wellung bearbeiten zu können, ist es von Vorteil, wenn der radialen Oszillation weitere Bewegungen in radialer Richtungen überlagerbar sind. Die Bewegungsform entspricht der Gestalt des zu bearbeitenden Werk­ stücks, wobei nicht ausgeschlossen ist, daß es sich gleichfalls um eine Oszillation handelt, die im Er­ gebnis zu einem Doppelwellschliff führt.

Auf vorteilhafte Weise ist die Radialbewegung da­ durch begrenzt oder erzeugbar, daß die Haltevor­ richtung durch eine Konturscheibe, d. h. eine Scha­ blone, die bevorzugt austauschbar ist, in radialer Richtung geführt wird. Dabei ist je nach Ausführung der Haltevorrichtung sowohl die einseitige Begren­ zung der Bewegung durch einen Anschlag als auch, im Falle einer Haltevorrichtung mit gegeneinander be­ weglichen Teilen, eine beidseitige Führung entlang einer Schiene des Teils denkbar, der keine oszilla­ torische Bewegung ausführt. Die Konturscheibe ent­ spricht in ihrer Gestalt dem zu erzeugenden Werk­ stück, kann jedoch gemäß der Art der Abtastung, z. B. über einen Hebel, in der Größe oder den Umris­ sen abweichen.

In einer Ausgestaltung der Erfindung ist vorgese­ hen, daß die Konturscheibe auf der auf die Schleif­ scheibe zuweisenden Seite der Haltevorrichtung be­ festigt ist und unter der Einwirkung einer Feder an einem bezüglich der Schleifscheibe raumfesten An­ schlag anliegt. Die Oszillationsbewegung der Halte­ vorrichtung kann somit nur soweit erfolgen, wie es die Konturscheibe zuläßt. Besteht die Haltevorrich­ tung aus zwei Teilen, ist denkbar, daß der Vortrieb stets entlang einer Geraden erfolgt, während nur der oszillierend bewegte Teil der Haltevorrichtung durch die Konturscheibe bestimmt ist. Eine Verrin­ gerung der Reibungskräfte ist erreichbar, indem als Anschlag ein Rad oder eine drehbare Rolle Verwen­ dung findet.

Die Bearbeitungsmöglichkeiten lassen sich wesent­ lich erhöhen, wenn die Haltevorrichtung um eine Achse drehbar ist, die parallel der ihr zugewandten Kante der Schleifscheibe verläuft, d. h. senkrecht zur Vortriebsrichtung und senkrecht zur Verbin­ dungslinie zwischen Haltevorrichtung und Drehachse der Schleifscheibe. Je nach Abstand vom Umfang der Schleifscheibe sind durch Drehung um die Achse un­ terschiedliche Wirkungen erzielbar. Bei großem Ab­ stand entspricht ein Verschwenken um die Achse ei­ ner Bewegung des Werkstücks in Vortriebsrichtung, die jedoch mit abnehmenden Abstand auf einer zuneh­ mend stärker gekrümmten Bahn erfolgt. Damit erüb­ rigt sich gegebenenfalls die Verwendung einer Kon­ turscheibe oder der Vortrieb kann ausschließlich durch Drehung der Haltevorrichtung um die Achse er­ folgen. Ist die Drehachse sehr nah dem Umfang der Schleifscheibe angeordnet, läßt sich eine Ausrich­ tung zum Werkstück in der Weise einstellen, daß die Schleifscheibe stets senkrecht der Werkstückober­ fläche bzw. -kante ausgerichtet ist und der Schliff somit in vorteilhaftem Winkel erfolgt.

Insbesondere wenn die Drehung um die Achse die Funktion des Vortriebs hat, ist auch sie bevorzugt durch eine bzw. die Übersetzungsvorrichtung mit dem Vortrieb oder der Radialbewegung gekoppelt, wodurch indirekt auch die Abstimmung mit der jeweils ande­ ren Bewegung gegeben ist. Denkbar ist auch eine ge­ meinsame Übersetzungsvorrichtung zwischen Vortrieb, Radial- und Drehbewegung. Art und Ort der Ankopp­ lung richten sich nach dem zulässigen Spiel zwi­ schen den Bewegungskomponenten.

Um einen variablen Arbeitsabstand zur Bearbeitung unterschiedlicher Werkstücke zu ermöglichen und eine Nachstellung bei Verschleiß der Schleifscheibe zu gestatten, ist letztere in radialer Richtung re­ lativ zur Haltevorrichtung verschiebbar und fest­ legbar.

Zum Vortrieb der Haltevorrichtung und damit auch zum Antrieb der oszillatorischen Bewegung, die im einfachsten Fall manuell angetrieben werden, dient bevorzugt ein Motor. Damit wird ein vollautomati­ scher Betrieb des Schleifgerätes erreichbar.

Weitere Einzelheiten, Merkmale und Vorteile der Er­ findung lassen sich dem nachfolgenden Beschrei­ bungsteil entnehmen, indem anhand der Zeichnung ein Ausführungsbeispiel der Erfindung näher erläutert wird.

Die Zeichnung zeigt die schematische Darstellung einer erfindungsgemäßen Schleifmaschine. Die um die Drehachse (1) rotierende Schleifscheibe (2) wird von einem Antrieb (3) bewegt und dient zur Bearbei­ tung eines Werkstücks, das in der Klemme (4) einer Haltevorrichtung (5) festlegbar ist. Dabei läßt sich mit einer Zustellspindel (6) ein geeigneter Abstand während der Bearbeitung einstellen und die Schleifscheibe (2) bei Abnutzung nachführen. Die Haltevorrichtung (5) ist um eine Achse (7) drehbar und läßt sich durch die von einem Motor (8) oder einer Kurbel angetriebene Vortriebsspindel (9) ver­ schwenken, indem der mit ihr über eine Stange (10) verbundene und mit einem Innengewinde versehene Körper (11) verschoben wird. In der Klemme (4) be­ festigte Werkstücke werden dabei etwa parallel der Drehachse (1) bewegt, wobei Anpassungen an die ge­ wünschte Werkstückkontur in der Weise erreicht wer­ den, daß die Haltevorrichtung (5) über eine Kontur­ scheibe (12) an einem ortsfesten Anschlag (13) an­ liegt.

Zur Erzeugung eines Wellenschliffes ist die Vor­ triebsspindel (9) mittels einer Übersetzungsvor­ richtung (14), beispielsweise einem Getriebe, mit einer Welle (15) verbunden, die eine oszillatori­ sche Bewegung der Haltevorrichung (5) in der Ebene der Schleifscheibe (2) bewirkt. Dabei kann die Hal­ tevorrichtung aus zwei in Blickrichtung übereinan­ der angeordneten Teilen bestehen, die in einer Füh­ rung gegeneinander verschiebbar sind, wobei nur der mit der Klemme (4) versehene Teil die oszillatori­ sche Bewegung ausführt und mit der Welle (15) in Verbindung steht, während die Achse (7), die Stange (10) und die Konturscheibe (12) am anderen Teil der Haltevorrichtung (5) befestigt sind. Aufgrund der Übertragungsvorrichtung (14) ist eine präzise Ab­ stimmung des Vortriebs und der oszillatorischen Be­ wegung gewährleistet, so daß ein Wellenschliff er­ folgt, dessen Gestalt sich durch Änderungen der Steigung der Vortriebsspindel (9), der Kontur­ scheibe (12) und des Übersetzungsverhältnisses der Übersetzungsvorrichtung (14) einstellen läßt.

Im Ergebnis entsteht eine Schleifvorrichtung, die von einfachem Aufbau und leicht zu handhaben ist, und die eine schnelle und preisgünstige Bearbeitung gewellter Oberflächen in geringen Stückzahlen ge­ stattet.

Claims (10)

1. Schleifgerät zur Bearbeitung gewellter Kanten und Flächen mit einer rotierenden Schleifscheibe, die einen Antrieb aufweist, und einer Haltevorrich­ tung, in der ein bearbeitetes Werkstück lösbar be­ festigt und radial zur Drehachse der Schleifscheibe gegen ihre Kante verfahrbar ist, dadurch gekenn­ zeichnet, daß

• - das Werkstück in der Haltevorrichtung (5) oder die Schleifscheibe (2) parallel ihrer Drehachse (1) mit einem Vortrieb verschiebbar ist,
• - Vortrieb und Radialbewegung durch eine Überset­ zungsvorrichtung (14) gekoppelt sind, die bei einer Verschiebung eine oszillierende Bewegung der Halte­ vorrichtung (5) oder Schleifscheibe (2) in radialer Richtung erzeugt,
• - und die Amplitude und der Abstand der Extrema der Oszillation dem zu erzeugenden Schliff entsprechen.

2. Schleifgerät nach Anspruch 1, dadurch gekenn­ zeichnet, daß der Vortrieb durch eine Spindel er­ folgt.

3. Schleifgerät nach Anspruch 2, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Steigung des Gewindes der Vor­ triebsspindel (9) den Abstand benachbarter Oszilla­ tionsmaxima definiert.

4. Schleifgerät nach einem der vorhergehenden An­ sprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der radialen Oszillation weitere Bewegungen in radialer Richtung überlagerbar sind.

5. Schleifgerät nach Anspruch 4, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Bewegung der Haltevorrichtung (5) in radialer Richtung durch eine Konturscheibe (12) geführt ist.

6. Schleifgerät nach Anspruch 5, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Konturscheibe (12) auf der auf die Schleifscheibe (2) zuweisenden Seite der Halte­ vorrichtung (5) befestigt ist und federnd an einem raumfesten Anschlag (13) anliegt.

7. Schleifgerät nach einem der vorhergehenden An­ sprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Haltevor­ richtung (5) um eine Achse (7) drehbar ist, die parallel der ihr zugewandten Kante der Schleif­ scheibe (2) verläuft.

8. Schleifgerät nach Anspruch 7, dadurch gekenn­ zeichnet, daß Verschwenkungen der Haltevorrichtung (5) um die Achse (7) durch eine Übersetzungsvor­ richtung (14) mit dem Vortrieb und/oder der Radial­ bewegung gekoppelt sind.

9. Schleifgerät nach einem der vorhergehenden An­ sprüche, dadurch gekennzeichnet, daß Haltevorrich­ tung (5) und Schleifscheibe (2) relativ zueinander in radialer Richtung verschiebbar sind.

10. Schleifgerät nach einem der vorhergehenden An­ sprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Vortrieb durch einen Motor (8) erfolgt.