DE19632218A1 - Schwingschleifer - Google Patents
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Description
Die Erfindung geht aus von einem Schwingschleifer nach dem
Oberbegriff des Anspruchs 1 und von einem Schwingkörper nach
Anspruch 7 für einen gattungsgemäßen Schwingschleifer.
Aus der EP 0 610 801 A1 ist ein gattungsgemäßer Schwing
schleifer bekannt, dessen Werkzeughalter über einen flexib
len Schwingkörper an das Gehäuse gekoppelt ist, wobei die
bekannten Schwingelemente T-förmig länglich ausgebildet und
jeweils mit ihrem langen, stabförmigen Mittelsteg am Werk
zeughalter befestigt sind und von diesem rechtwinklig abste
hend in Aussparungen des Gehäuses formschlüssig einliegen.
Durch die längliche Form der bekannten Schwingelemente ist
der Abstand des Werkzeughalters zum Gehäuse so groß, daß das
Gerät verhältnismäßig wenig kompakt und die Hand des Bedie
nenden verhältnismäßig weit vom zu bearbeitenden Werkstück
entfernt ist und dessen feinfühlige Bearbeitung dadurch er
schwert ist.
Der erfindungsgemäße Schwingschleifer mit den kennzeichnen
den Merkmalen des Anspruchs 1 hat demgegenüber den Vorteil,
daß durch den erfindungsgemäß scheibenförmig ausgebildeten
Schwingkörper der Abstand des Werkzeughalters zum Gehäuse
erheblich kleiner gehalten werden kann, als bei den bisher
bekannten. Dementsprechend können die Lagerabstände zwischen
dem Gehäuse und dem Werkzeughalter für die Abtriebswelle
ebenfalls klein gehalten werden. Infolgedessen wird das auf
die vager wirkende Kippmoment minimiert, so daß die Ab
triebswelle kleiner und leichter dimensionierbar ist.
Dadurch wird die Handhabbarkeit des Schwingschleifers fein
fühliger und Werkstücke sind damit besonders genau bearbeit
bar.
Der erfindungsgemäße Schwingkörper erfüllt nahezu ideal die
Forderung nach einer möglichst geringen Verdrehbarkeit des
Werkzeughalters bzw. des Werkzeugs gegenüber dem Gehäuse bei
gleichzeitig besonders leichtgängiger, minimal begrenzter
Orbital-Schwingbewegung des Werkzeughalters mit dem Werkzeug
bei Schleifarbeiten. Dies sichert einen effektiven Schleif
abtrag in schwer zugänglichen zu schleifenden Ecken und
Hohlkehlen bei besonders fest oder verkantet auf das Werk
stück aufgesetztem Werkzeug und verringert die Belastung der
Drehlager.
Der erfindungsgemäße Schwingkörper ermöglicht eine kompakte
und flache Bauweise des Schwingschleifers und hält von unten
her eintretenden Schleifstaub aus dem Gehäuse und vom unte
ren vager der Arbeitswelle fern. Außerdem ist der erfin
dungsgemäße Schwingkörper besonders einfach durch axiales
Ineinanderstecken der Teile am Schwingschleifer montierbar.
Dadurch, daß der Schwingkörper aus einem äußeren und inneren
Ring besteht, die durch ein Zwischenteil aus speichenarti
gen, gegenüber einer Radialen schräg verlaufenden Rippen
miteinander verbunden sind, ist die Verdrehung der Schleif
platte gegenüber dem Gehäuse besonders hart begrenzt, wobei
die Exzenterbewegung besonders weich geführt und abgefedert
ist. Dies verringert die Belastung der Arbeitswellenlager.
Dadurch, daß bei einem anderen Ausführungsbeispiel der Er
findung das Zwischenteil aus gummiartigem, spritzbarem
Weichkunststoff mit regelmäßigen Ausnehmungen besteht, kön
nen bestimmte Bereiche des Zwischenteils in die so geschaf
fenen Ausweichräume bei Verformung infolge Verdrehung des
Werkzeugs gegenüber dem Gehäuse eintreten, so daß eine ge
zielte Federcharakteristik wie mit speichenartigen Rippen
erreicht wird.
Außerdem werden durch die Ausnehmungen im Zwischenteil ent
sprechend bemessene und gerichtete Rippen gebildet, mit de
nen die unterschiedliche Federcharakteristik des Zwischen
teils zwischen harter Verdrehbegrenzung und weicher Radial
begrenzung noch besser definierbar ist.
Weil der Innenring radial nach außen ragende Nasen und der
Außenring radial nach innen weisende, die Nasen überlappende
Gegennasen hat, ist die Verdrehbarkeit des Innenrings gegen
über dem Außenring durch Formschluß begrenzt, wobei das Zwi
schenteil zwischen den Nasen und Gegennasen festgehalten und
durch Verdrehen des Außen- gegenüber dem Innenring, z. B.
durch Verdrehen des Werkzeugs gegenüber dem Gehäuse, auf
Block zusammenpreßbar und dadurch die Verdrehung der Ringe
zueinander begrenzt ist, wobei eine Überlastung bzw. Zer
störung des Zwischenteils ausgeschlossen werden kann.
Dadurch, daß der Schwingkörper ein austauschbares Ersatzteil
ist, das durch seine Ausgestaltung die Funktion des Schwing
schleifers entscheidend beeinflußt, kommt diesem Teil eine
eigene erfinderische Bedeutung zu.
Die Erfindung ist anhand eines Ausführungsbeispiels mit zu
gehöriger Zeichnung in der nachfolgenden Beschreibung näher
erläutert.
Es zeigen
Fig. 1 einen Teillängsschnitt des vorderen Berei
ches des Schwingschleifers, Fig. 2 eine räumliche Darstel
lung des Schwingkörpers, Fig. 3 eine Draufsicht auf den
Schwingkörper, Fig. 4 den Außenring des Schwingkörpers ge
mäß Fig. 3, Fig. 5 eine Draufsicht auf den Innenring des
Schwingkörpers gemäß Fig. 3, Fig. 6 eine Unteransicht des
Innenrings, Fig. 7 eine Draufsicht eines anderen Ausfüh
rungsbeispiels des Schwingkörpers, Fig. 8 einen Querschnitt
des Schwingkörpers gemäß Fig. 7, Fig. 9 einen Querschnitt
eines auf einer doppelten Anordnung des Schwingkörpers gemäß
Fig. 7 gebildeten Schwingkörpers, Fig. 10 eine Draufsicht
auf den Schwingkörper gemäß Fig. 9 und die Fig. 11 und
12 zwei weitere Ausführungsbeispiele eines Schwingkörpers.
Der in Fig. 1 teilweise längsgeschnittene Schwingschleifer
10 ist als Deltaschleifer ausgestaltet und weist eine drei
eckige, symmetrische Schleifplatte 12 auf. Die Unterseite
der aus Kunststoff bestehenden Schleifplatte 12 ist mit ei
nem Klettbelag 14 zur Aufnahme eines Schleifblatts 14 verse
hen. Der Deltaschleifer 10 kann wahlweise mit einer an sich
bekannten rechteckigen Schleifplatte, einem runden Schleif
teller oder mit anderen Schleifwerkzeugen, wie z. B. einem
Lamellenschleifvorsatz oder einer Schleifzunge bzw. einem
Schleifrohr bestückt sein.
Der Deltaschleifer 10 besitzt ein Gehäuse 18, das einen
Elektromotor 20 trägt, von dem in Fig. 1 lediglich ein auf
seiner Abtriebswelle 22 sitzender Lüfter 24 sichtbar ist.
Ein auf der Oberseite des Gehäuses 18 angeordneter Schalt
schieber 26 dient zum Ein- und Ausschalten des Elektromotors
20. Die Abtriebswelle 22 treibt über ein Winkelgetriebe 28
eine Arbeitswelle 30 an, die in zwei gehäusefesten Kugella
gern 32 und 33 drehbar gelagert ist und an der unteren
Stirnseite des Gehäuses 18 mit einem Exzenterzapfen 36 aus
dem Gehäuse 18 hervorsteht. Auf dem Exzenterzapfen 36 sitzt
ein Werkzeughalter 38, der ein eingepreßtes Kugellager 21
trägt und der an seiner Unterseite die Schleifplatte 12
drehfest und axial unverschieblich aufnimmt. Der Werkzeug
halter 38 und die Schleifplatte 12 sind in ihrer Form ein
ander angepaßt, so daß die Schleifplatte 12 plan an dem
Werkzeughalter 38 anliegt. Der Werkzeughalter 38 ist über
einen flexiblen Schwingkörper 42 am Gehäuse 18 festgelegt
und damit gegen Drehmitnahme durch den rotierenden Exzen
terzapfen 36 gesichert.
Wird mittels des Schaltschiebers 26 der Elektromotor 20 ein
geschaltet, so treibt dieser über das Winkelgetriebe 28 die
Arbeitswelle 30 an, die um ihre Achse 31 rotiert. Der Exzen
terzapfen 36, dessen Achse 37 um das Exzentermaß e gegenüber
der Achse 31 der Arbeitswelle 30 versetzt ist, führt bei
Drehen der Arbeitswelle 30 eine Kreisbewegung aus, wodurch
der Werkzeughalter 38 gemeinsam mit der Schleifplatte 12 und
dem Schleifblatt 16 in eine kreisende Bewegung versetzt
wird, bei der er durch den Schwingkörper 42 an einer Drehbe
wegung um die eigene Achse gehindert wird.
Der Schwingkörper 42, der in den Fig. 2 bis 8 detailliert
dargestellt ist, ist als Ring ausgebildet, der mit seinem
radial innenliegenden Bereich den Werkzeughalter 38 umgreift
und mit seinem radial außenliegenden Bereich vom Gehäuse 18
befestigbar umgriffen wird. Der Schwingkörper 42 besteht aus
einem Innenring 44 und einem dazu konzentrisch beabstandeten
Außenring 46, sowie einem ringförmigen Zwischenteil 48 aus
weichelastischem Material, z. B. Silikon. Dieses Zwischen
teil 48 verbindet Innen- und Außenring 44, 46 miteinander.
Der Innenring 44 und der Außenring 46 sind aus Kunststoff
und das Formteil 28 ist aus Gummi oder aus einem spritzbaren
Weichkunststoff hergestellt. Silikon hat ein besonders tem
peraturstabiles Verhalten.
Die Fig. 2 und 3 zeigen das ringförmige Zwischenteil 48
mit axial durchgehenden, schlitzartige Ausnehmungen 50 und
52, die gleichmäßig wie auf einem Teilkreis das Zwischenteil
48 radial weiter innen bzw. weiter außen durchtreten. Die
Ausnehmungen 50, 52 sind jeweils radial eng benachbart zu
vier radial nach außen weisenden Nasen 60 des Innenrings 44
bzw. zu vier radial nach innen weisenden Gegennasen 64 des
Außenringes 46. Die Nasen 60 und die Gegennasen 64 überragen
einander in radialer Richtung und greifen wie eine Zahnnabe
bzw. eine Zahnwelle in jeweils gegenüberliegende zahnlücken
artige Abstände 62 bzw. 66.
Der Innenring 44 ist am Werkzeughalter 38 koaxial zum Kugel
lager 40 befestigt und der Außenring 46 ist im Gehäuse 18
durch Formschluß drehfest gehalten. Hierzu trägt der Außen
ring 46 auf seiner Außenseite über den Umfang verteilt an
geordnete, einstückige Nocken 68, 70, die in korrespondie
renden, im Gehäuse 18 angeordneten Nuten 80, 81, gegen Ver
lieren gesichert einlegbar sind. Von den insgesamt hier
sechs vorgesehenen radialen Außennocken 68, 70 sind die bei
den sich diametral gegenüberliegenden Außennocken 68 T-för
mig ausgebildet, wobei jeweils ihr Mittelsteg 75 radial vom
Außenring 46 wegstrebt.
Der Innenring 44 wird auf einen auf der Oberseite des Werk
zeughalters 38 koaxial zur Achse 37 des Exzenterzapfens 36
ausgebildeten Ringstutzen 39 aufgeschoben und mit diesem
fest verbunden, z. B. verschweißt oder verklebt. Zur genauen
Ausrichtung des Schwingkörpers 42 beim Aufsetzen auf den
Ringstutzen 39 sind an der unteren Stirnseite des Innenrings
44 über den Umfang verteilte, einstückig angeformte, axiale
Positioniernocken 56 (Fig. 2) angeordnet, die beim Aufstecken
des Schwingkörpers 42 auf den Ringstutzen 39 in entspre
chende Aussparungen am Ringstutzen 39 formschlüssig eintre
ten und eine formschlüssige Verbindung herstellen, die gegen
ungewolltes Lösen gesichert ist.
Der Innenring 44 kann mit dem Werkzeughalter 38 auch auf an
dere Weise axial verbunden, z. B. verschweißt sein.
Fig. 4 zeigt eine Draufsicht auf den Außenring 46 des
Schwingkörpers 42, wobei die radial nach innen weisenden
Nasen 64, die Abstände 66 sowie die radialen Außennocken 68
deutlich erkennbar sind.
Fig. 5 zeigt eine Draufsicht auf den Innenring 44 des
Schwingkörpers 42 mit den vier radial nach außen weisenden
Nasen 60 und den Ausnehmungen 62 gezeigt.
In Fig. 6 zeigt den Innenring 44 von unten, wobei die axi
alen Positioniernocken 56 erkennbar sind, die die Lage des
Schwingkörpers 42 gegenüber dem Werkzeughalter 38 form
schlüssig, lösbar festlegen.
Fig. 7 zeigt ein weiteres Ausführungsbeispiel eines
Schwingkörpers 142, der aus einem Außenring 146 sowie einem
Innenring 144 besteht, die durch schiefwinklig gebogen ver
laufende Zwischenkörper in Form von drei Speichen 148 mit
einander verbunden sind.
Fig. 8 zeigt einen Querschnitt des Schwingkörpers 142 gemäß
Fig. 7, wobei die Zwischenräume zwischen den speichenarti
gen Zwischenkörpern 148 frei oder zusätzlich mit Silikon
oder dergl. ausgespritzt sein können.
Fig. 9 und 10 zeigen einen aus zwei Schwingkörpern 142 ge
mäß Fig. 7 und 8 zusammengesetzten weiteren Schwingkörper
242, der den Innenring 244 gegenüber dem Außenring 246 noch
wirksamer gegen Verdrehen sichert.
Fig. 10 zeigt die Draufsicht auf den Schwingkörper 242 ge
mäß Fig. 10, wobei die Gegenläufigkeit der speichenartigen
Zwischenkörper 148 deutlich wird.
Fig. 11 zeigt einen weiteren, aus Außenring 346 und Innen
ring 344 bestehenden Schwingkörper 342, dessen Zwischenkör
per 348 regelmäßige, kreisförmig verlaufende Ausnehmungen
350 besitzt, durch deren Anordnung das verbleibende Material
des Zwischenteils 348 eine besondere Federcharakteristik er
hält.
Fig. 12 zeigt ein Ausführungsbeispiel eines Schwingkörpers
442, der prinzipiell dem gemäß Fig. 11 gleicht, wobei Aus
nehmungen 350 im Zwischenkörper 448 des Schwingkörpers 442
kleiner sind als im Zwischenkörper 348 und die abhängig von
der gewählten Materialart des Zwischenkörpers 448 eine ande
re, für bestimmte Anwendungsfälle geeignetere Federcharakte
ristik haben.
Bei einem nicht dargestellten Ausführungsbeispiel eines
Schwingkörpers sind zwei axial beabstandete, im wesentlichen
gleichgroße, hartelastische Ringe vorgesehen, die von einem
den axialen Zwischenraum ausfüllenden elastischen Zwischen
ring miteinander verbunden sind, wobei der untere Ring mit
dem Werkzeughalter und der obere Ring mit dem Gehäuse des
Schwingschleifers verbindbar ist. Außerdem können bei diesem
Ausführungsbeispiel axial vorspringende, einander axial
überragende Nocken vorgesehen sein, die auf etwa gleichem
Kreisdurchmesser liegen und bei Verdrehen der Ringe gegen
einander als die Verdrehung begrenzende Anschläge dienen.
Damit ist eine ähnlich gute Federcharakteristik erreichbar
wie mit den radial konzentrisch angeordneten Außen- und
Innenringen der vorhergehenden Ausführungsbeispiele.
Claims (11)
1. Schwingschleifer mit einem Gehäuse (18) und mit einem,
insbesondere eine Schleifplatte (12) aufnehmenden, Werkzeug
halter (38), der über ein Drehlager (40) auf einem, insbe
sondere aus dem Gehäuse (18) vorstehenden, rotierenden Ex
zenterzapfen (36) sitzt und mit mindestens einem Schwingkör
per (42) am Gehäuse (18) flexibel gegen Drehmitnahme ange
bunden ist, dadurch gekennzeichnet,
daß der Schwingkörper (42) zwei, insbesondere konzentrisch,
zueinander beabstandet angeordnete, hartelastische Ringe
(44, 46), insbesondere einen Außen- (46) und einen Innenring
(44), insbesondere aus Kunststoff bestehend, aufweist, die
durch ein elastisches Zwischenteil (48) begrenzt gegeneinan
der verdrehbar und radialverschiebbar miteinander gekoppelt
sind, wobei das Zwischenteil (48) mit, insbesondere regelmä
ßigen, Ausnehmungen (50, 52) versehen ist.
2. Schwingschleifer nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,
daß das Zwischenteil (48) den, insbesondere radialen, Zwi
schenraum zwischen den Ringen (44, 46) bündig ausfüllt.
3. Schwingschleifer nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekenn
zeichnet, daß die Ausnehmungen (50, 52) im aus spritzbarem
Weichkunststoff bestehenden Zwischenteil (48) des Schwing
körpers (42) länglich ausgebildet sind und quer zur Radialen
gerichtet verlaufen und daß dadurch im Zwischenteil (48)
Rippen (84) zwischen diesen Ausnehmungen (50, 52) gebildet
sind, die zwischen dem Außen- (46) und dem Innenring (44) in
Umfangs- bzw. Radialrichtung ein unterschiedliches Feder
verhalten bestimmen.
4. Schwingschleifer nach Anspruch 1, 2 oder 3, dadurch ge
kennzeichnet, daß der Innenring (44) radial nach außen ra
gende, in je einem Abstand (62) zueinander angeordnete Nasen
(60) und der Außenring (46) radial nach innen weisende, je
in einem Abstand (66) zueinander angeordnete Gegennasen (64)
trägt, die in die jeweils gegenüberliegenden Abstände (62,
66) eintauchen und einander dabei radial überragen.
5. Schwingschleifer nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet,
daß das Zwischenteil (48) zwischen den Nasen und Gegennasen
(60, 64) festgehalten und durch Verdrehen des Außen- (46)
gegenüber dem Innenring (44), z. B. durch Verdrehen des Werk
zeugs (12) gegenüber dem Gehäuse (18), auf Block zusammen
preßbar ist und daß dadurch die Verdrehung der Ringe (44,
46) zueinander begrenzt ist.
6. Schwingschleifer nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1,
dadurch gekennzeichnet, daß der Schwingkörper (142) zwei
konzentrisch, zueinander beabstandet angeordnete, hartela
stische Ringe (144, 146), insbesondere einen Außen- (146)
und einen Innenring (144), insbesondere aus Kunststoff be
stehend, aufweist, die durch ein elastisches Zwischenteil
(148) begrenzt gegeneinander verdrehbar und radialverschieb
bar miteinander gekoppelt sind, wobei das Zwischenteil aus
speichenartigen, gegenüber einer Radialen der Ringe (144,
146) schräg verlaufenden Rippen (148) besteht.
7. Schwingkörper für einen Schwingschleifer nach dem Oberbe
griff des Anspruchs 1, dadurch gekennzeichnet, daß der
Schwingkörper (42) zwei, insbesondere konzentrisch, zueinan
der beabstandet angeordnete, hartelastische Ringe (44, 46),
insbesondere einen Außen- (46) und einen Innenring (44)
insbesondere aus Kunststoff bestehend, aufweist, die durch
ein elastisches Zwischenteil (48) begrenzt gegeneinander
verdrehbar und radialverschiebbar miteinander gekoppelt
sind, wobei das Zwischenteil (48) mit, insbesondere regel
mäßigen, Ausnehmungen (50, 52) versehen ist.
8. Schwingkörper nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet,
daß die Ausnehmungen (50, 52) im aus spritzbarem Weichkunst
stoff bestehenden Zwischenteil (48) des Schwingkörpers (42)
länglich ausgebildet sind und quer zur Radialen gerichtet
verlaufen und daß dadurch Rippen (84) zwischen diesen Aus
nehmungen (50, 52) gebildet sind, die ein unterschiedliches
Federverhalten zwischen dem Außen- (46) und dem Innenring
(44) in Umfangs- bzw. Radialrichtung bestimmen.
9. Schwingkörper nach Anspruch 7 oder 8, dadurch gekenn
zeichnet, daß der Innenring (44) radial nach außen ragende,
in je einem Abstand (62) zueinander angeordnete Nasen (60)
und der Außenring (46) radial nach innen weisende, je in ei
nem Abstand (66) zueinander angeordnete Gegennasen (64)
trägt, die in die jeweils gegenüberliegenden Abstände (62,
66) eintauchen und die einander radial überragen.
10. Schwingkörper nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet,
daß das Zwischenteil (48) zwischen den Nasen und Gegennasen
(60, 64) festgehalten und durch Verdrehen des Außen- (46)
gegenüber dem Innenring (44), z. B. durch Verdrehen des
Werkzeugs (12) gegenüber dem Gehäuse (18), auf Block zusammen
preßbar ist und daß dadurch die Verdrehung der Ringe (44,
46) zueinander begrenzt ist.
11. Schwingkörper für einen Schwingschleifer nach dem Ober
begriff des Anspruchs 1, dadurch gekennzeichnet, daß der
Schwingkörper (42) zwei konzentrisch zueinander beabstandet
angeordnete, hartelastische Ringe (44, 46), insbesondere ei
nen Außen- (46) und einen Innenring (44), insbesondere aus
Kunststoff bestehend, aufweist, die durch ein elastisches
Zwischenteil (48) begrenzt gegeneinander verdrehbar und ra
dialverschiebbar miteinander gekoppelt sind, wobei das Zwi
schenteil aus speichenartigen, gegenüber einer Radialen der
Ringe (44, 46) schräg verlaufenden Rippen (148) besteht.
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