DE19845166B4

DE19845166B4 - Rotationswerkzeug in der Ausführungsform einer Ringscheibe zur Oberflächenbearbeitung

Info

Publication number: DE19845166B4
Application number: DE19845166A
Authority: DE
Inventors: Werner Montabaur; Detlef Thomas
Original assignee: Monti Werkzeuge GmbH
Current assignee: Monti Werkzeuge GmbH
Priority date: 1998-10-01
Filing date: 1998-10-01
Publication date: 2004-05-19
Anticipated expiration: 2018-10-02
Also published as: FR2784045B1; DE19845166A1; FR2784045A1; GB2345014A; GB2345014B; GB9922817D0; US6309292B1

Abstract

Rotationswerkzeug in der Ausführungsform einer Ringscheibe (1) zur Oberflächenbearbeitung, mit einem Außenkranz (2) und einem Innenkranz (3), wobei der Außenkranz (2) einen Zahnkranz mit Bearbeitungszähnen (4) bildet und der Innenkranz (3) zum Anschluss an einen rotativ antreibbaren Scheibenhalter (5) eingerichtet ist, dadurch gekennzeichnet, dass
– die Ringscheibe (1) aus Gummi oder gummiartigen Kunststoff gefertigt ist, und dass
– die Bearbeitungszähne (4) als biegeelastische Konusstümpfe ausgebildet sind.

Description

Die Erfindung betrifft ein Rotationswerkzeug in der Ausführungsform einer Ringscheibe zur Oberflächenbearbeitung, mit einem Außenkranz und einem Innenkranz, wobei der Außenkranz einen Zahnkranz mit Bearbeitungszähnen bildet und der Innenkranz zum Anschluss an einen rotativ antreibbaren Scheibenhalter eingerichtet ist.

Es sind Rotationswerkzeuge in der Ausführungsform einer Ringscheibe aus elastischem Werkstoff bekannt, die auch als Radierer zum Entfernen von Klebstoffresten und Kunststofffolien auf Mertalloberflächen bezeichnet werden. Dazu wird die Außenfläche der Ringscheibe auf die zu behandelnde Oberfläche gedrückt, so dass die Klebstoffreste und Folien wie beispielsweise aufgeklebte Zierleisten und Werbung aus Kunststofffolie aufgeweicht und abgelöst werden. Das gelingt, ohne die betreffenden Metalloberflächen und insbesondere Lackoberflächen, wie sie beispielsweise bei Automobilen üblich sind, zu beschädigen. – In diesem Zusammenhang kennt man auch andere Rotationswerkzeuge als Ringscheiben wie beispielsweise zylindrische, konische und radähnliche Rotationskörper aus nachgiebigem Werkstoff wie Gummi oder gummiartigen Kunststoff.

Im Übrigen kennt man eine Profilschleifscheibe mit einem Nabenkörper, der innenseitig eine austauschbare Zentrierbuchse für eine Werkzeugspindel aufweist und außenseitig von einem austauschbaren Segmentschleifkörper umgeben ist. Dieser Segmentschleifkörper weist im Wesentlichen rechteckförmige Bearbeitungszähne auf, die aus einem PUR-Schaum als Schleifkörpermaterial bestehen, so dass diese Bearbeitungszähne von druckelastischen Schleifsegmenten gebildet sind (vgl. EP 0 158 200 A1 ).

Ferner ist ein rotativ antreibbares Bürstenaggregat bekannt, welches einen Bürstenhalter und eine Ringbürste aufweist, die ein biegsames Bürstenband mit nach außen abstehenden Borsten und mit borstenfreien Bandzonen aufweist. Der Bürstenhalter besitzt zwei über eine geteilte Distanzbuchse distanzierte Stirnscheiben, wobei die Stirnscheiben in vorgegebenen Abstand zum Buchsenmantel angeordnete und über den Scheibenumfang verteilte Axialstege aufweisen (vgl. DE 43 26 793 C1 ).

Ein ständiges Problem bei den bekannten Rotationswerkzeugen besteht darin, dass diese nur mit einer verhältnismäßig geringen Rotationsgeschwindigkeit von beispielsweise 1500 U/min arbeiten können. Das ist unbefriedigend und führt zu zeitaufwendigen Oberflächenbearbeitungen, die kostenaufwendig sind. Hinzu kommt, dass bei den bekannten Rotationswerkzeugen bzw. unter Berücksichtigung ihrer Rotationskörper die Rundlaufgenauigkeit unbefriedigend ist, weil es sich gleichsam um Massivkörper handelt, die im Zuge des Andrückens auf die zu bearbeitende Oberfläche in erheblichem Maße deformiert werden. Außerdem muss künftig eine übergroße Wärmeentwicklung in Kauf genommen werden. Daraus resultiert in Bezug auf die zu bearbeitenden Oberflächen Beschädigungsgefahr, insbesondere wenn es sich um Lackflächen handelt und von diesen Lackflächen Klebstoffreste und Folien entfernt werden sollen. – Hier will die Erfindung Abhilfe schaffen.

Der Erfindung liegt das technische Problem zugrunde, ein Rotationswerkzeug zu schaffen, welches mit extrem hoher Rotationsgeschwindigkeit und Rundlaufgenauigkeit arbeitet, ohne das in Bezug auf die zu bearbeitenden Oberflächen eine Verletzungs- bzw. Beschädigungsgefahr besteht, vielmehr eine erhöhte Radier- und Reinigungsleistung erreicht wird.

Zur Lösung dieses Problems ist das gattungsgemäße Rotationswerkzeug dadurch gekennzeichnet, dass

– die Ringscheibe aus Gummi oder gummiartigem Kunststoff gefertigt ist, und dass
– die Bearbeitungszähne als biegeelastische Konusstümpfe ausgebildet sind.

Diese Maßnahmen der Erfindung haben zur Folge, dass mit Hilfe der biegeelastischen Bearbeitungszähne eine besonders schonende Bearbeitung von Oberflächen erreicht wird, selbst wenn das Rotationswerkzeug mit extrem hohen Drehzahlen angetrieben wird, die beispielsweise 3000 U/min und mehr betragen können. Hinzu kommt, dass eine überraschend hohe Rundlaufgenauigkeit erreicht wird. Dadurch arbeitet das erfindungsgemäße Rotationswerkzeug mit einem sehr viel höheren Wirkungsgrad als bekannte Ausführungsformen und zeichnet sich darüber hinaus auch durch eine höhere Lebensdauer aus. Das ist offenbar darauf zurückzuführen, dass durch die Ausbildung des Außenkranzes als Zahnkranz mit biegeelastischen Bearbeitungszähnen mit sehr viel niedrigeren Andrückkräften als bei den bekannten Rotationswerkzeugen gearbeitet wird, um Klebstoffreste und Kunst stofffolien auf Metall- oder Lackoberflächen zu entfernen. Darüber hinaus stellt sich überraschenderweise ein Lüftungseffekt aufgrund der Zahnlücken derart ein, dass im Bereich der Kontaktflächen der Bearbeitungszähne selbst unter Berücksichtigung hoher Rotationsgeschwindigkeiten keine solche Reibungswärme entsteht, welche die Metall- oder Lackoberfläche oder jede andere zu bearbeitende Oberfläche beeinträchtigen kann. Tatsächlich wird insoweit eine zu große Wärmeentwicklung mit Hilfe des lamellenartig bzw. zahnkranzartig aufgebauten Außenkranzes der Ringscheibe verhindert.

Nach einem Vorschlag der Erfindung können die Radier- und Ablöseeffekte dadurch noch erhöht werden, dass zumindest in die umfangsseitigen Zahnflächen der Bearbeitungszähne Schleifpartikel eingebettet sind oder diese Bearbeitungsflächen mit Schleifemulsion benetzt sind. Die Schleifpartikel können aber auch in die gesamten Bearbeitungszähne oder in den gesamten Außenkranz eingebettet bzw. eingelagert sein. Nach einer weiteren Variante der Erfindung besteht ferner die Möglichkeit, dass die Schleifpartikel in den gesamten Außenkranz und in den gesamten Innenkranz und folglich in die gesamte Ringscheibe eingebettet sind. Solche Schleifpartikel bestehen vorzugsweise aus Korund, Siliziumcarbid, Borcarbid, Bornitrit oder Diamant. Ihre Korngröße kann sich zwischen extra fein und sehr grob bewegen. So wird man eine extra feine Korngröße oder eine Schleifemulsionsbenetzung der Zahnflächen bzw. Bearbeitungszähne dann wählen, wenn – wie bisher Klebstoffreste und Folien auf Lack- oder Metalloberflächen entfernt werden sollen. Dagegen wird man mittelfeine oder mittelgrobe Schleifpartikel wählen, wenn von beispielsweise lackierten Metalloberflächen oder anderen Oberflächen der Lack entfernt werden soll oder eine andere Oberflächenbearbeitung gewünscht ist. Grobe oder sehr grobe Schleifpartikel wird man einsetzen, wenn beispielsweise eine Entrostung von Metall- bzw. Stahloberflächen vorgesehen ist. Jedenfalls kann man die Auswahl der Schleifpartikel und gegebenenfalls Schleifemulsion auf die jeweils vorzunehmende Oberflächenbearbeitung abstimmen.

Bei dem erfindungsgemäßen Rotationswerkzeug bzw. seiner Ringscheibe sind zweckmäßigerweise die Bearbeitungszähne mit einer umfangsseitig kreisbogenförmigen Zahnfläche als Bearbeitungsfläche ausgebildet. Weiter sieht die Erfindung vor, dass der Innenkranz über seinen Umfang in gleichmäßiger Verteilung, z. B. 120°-Verteilung, angeordnete axial verlaufende Durchbrechungen oder Einschubnuten für Axialstege von beidseitigen Stirnscheiben aufweisen, welche zumindest den Innenkranz, gegebenenfalls auch teilweise den Außenkranz zwischen sich aufnehmen und unter Bildung des rotativ antreibbaren Scheibenhalters eine zentrale Wellenaufnahme für eine Antriebswelle aufweisen. Bei dieser Ausführungsform wird überraschenderweise ein Luftkisseneffekt erreicht, weil sich zumindest der Außenkranz mit den Bearbeitungszähnen bei hohen Rotationsgeschwindigkeiten von dem Scheibenhalter gleichsam abhebt, d. h., zwischen dem Außenkranz und dem Scheibenhalter bzw. seinen Stirnscheiben stellt sich ein Ringspalt ein, durch den eine optimierte Belüftung der Bearbeitungszähne und insbesondere des gesamten Außenkranzes erreicht wird. Das ist insbesondere dann der Fall, wenn der Innenkranz beidseitig Vertiefungen zur Aufnahme der Stirnscheiben aufweist, die mit dem Außenkranz bzw. den Seitenflächen des Außenkranzes fluchten, so daß der Außenkranz auf den Stirnscheiben gleichsam aufliegt und von diesen bei hohen Rotationsgeschwindigkeiten unter Ringspaltbildung abhebt. Um den Lüftungseffekt noch zu verbessern, können die Stirnscheiben Durchbrechungen, z. B. in Umfangsrichtung angeordnete bzw. umlaufende Durchbrechungen aufweisen.

Im folgenden wird die Erfindung anhand einer lediglich ein Ausführungsbeispiel darstellenden Zeichnung näher erläutert. Es zeigen:
1 ein Rotationswerkzeug in der Ausführungsform einer Ringscheibe in Draufsicht,
2 den Gegenstand nach 1 nach erfolgter Montage auf einen Scheibenhalter,
3 den Gegenstand nach 1 im Halbschnitt,
4 den Gegenstand nach 3 in Explosivdarstellung,
5 die Montage des Gegenstandes nach 1 auf einem Druckluft-Schleifgerät und
6 teilweise den Gegenstand nach 5 mit rotierender Ringscheibe unter Ringspaltbildung gegenüber dem Scheibenhalter.
In den Figuren ist ein Rotationswerkzeug in der Ausführungsform einer Ringscheibe 1 aus Gummi oder gummiartigen Kunststoff zur Oberflächenbearbeitung dargestellt. Die Ringscheibe 1 weist einen Außenkranz 2 und einen Innenkranz 3 auf, wobei der Außenkranz 2 einen Zahnkranz mit biegeelastischen Bearbeitungszähnen 4 bildet und der Innenkranz 3 zum Anschluß an einen rotativ antreibbaren Scheibenhalter 5 eingerichtet ist.
Zumindest in die umfangsseitigen Zahnflächen 6 der Bearbeitungszähne 4 sind Schleifpartikel 7 eingebettet. Nach der dargestellten Ausführungsform sind die Schleifpartikel 7 in die gesamten Bearbeitungszähne 4 bzw. in den gesamten Außenkranz 2 eingebettet. Nach dem Ausführungsbeispiel bestehen die Schleifpartikel 7 aus Korund und haben eine verhältnismäßig feine Korngröße.
Die Bearbeitungszähne 4 sind als Konusstümpfe mit einer umfangsseitig kreisbogenförmigen Zahnfläche 6 als Bearbeitungsfläche ausgebildet. Der Innenkranz 3 weist über seinen Umfang in gleichmäßiger Verteilung, z. B. 120°-Verteilung, angeordnete axial verlaufende Durchbrechungen 8 für Axial stege 9 von beidseitigen Stirnscheiben 10 auf, welche zumindest den Innenkranz 3 zwischen sich aufnehmen und unter Bildung des rotativ antreibbaren Scheibenhalters 5 eine zentrale Wellenaufnahme 11 für eine Antriebswelle aufweisen. Der Innenkranz 3 weist beidseitig Vertiefungen 12 zur Aufnahme der Stirnscheiben 10 auf, die mit dem Außenkranz 2 bzw. dessen Seitenflächen fluchten. Ferner weisen die Stirnscheiben 10 Durchbrechungen 13, z. B. in Umfangsrichtung angeordnete Durchbrechungen 13 auf.

Claims

Rotationswerkzeug in der Ausführungsform einer Ringscheibe (1) zur Oberflächenbearbeitung, mit einem Außenkranz (2) und einem Innenkranz (3), wobei der Außenkranz (2) einen Zahnkranz mit Bearbeitungszähnen (4) bildet und der Innenkranz (3) zum Anschluss an einen rotativ antreibbaren Scheibenhalter (5) eingerichtet ist, dadurch gekennzeichnet, dass – die Ringscheibe (1) aus Gummi oder gummiartigen Kunststoff gefertigt ist, und dass – die Bearbeitungszähne (4) als biegeelastische Konusstümpfe ausgebildet sind.
Rotationswerkzeug nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest in die umfangsseitigen Zahnflächen (6) der Bearbeitungszähne (4) Schleifpartikel (7) eingebettet oder diese Zahnflächen (6) mit einer Schleifemulsion benetzt sind.
Rotationswerkzeug nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Schleifpartikel (7) in die gesamten Bearbeitungszähne (4) oder in den gesamten Außenkranz (2) eingebettet sind oder die gesamten Bearbeitungszähne (4) oder der gesamte Außenkranz (2) mit einer Schleifemulsion benetzt ist.
Rotationswerkzeug nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Schleifpartikel (7) in den Außenkranz (2) und in den Innenkranz (3) eingebettet sind.
Rotationswerkzeug nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Schleifpartikel (7) aus Korund, Siliziumcarbid, Borcarbid, Bornitrit oder Diamant bestehen.
Rotationswerkzeug nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Schleifpartikel (7) eine Korngröße von extra fein bis sehr grob aufweisen.
Rotationswerkzeug nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Bearbeitungszähne (4) eine umfangsseitig kreisbogenförmige Zahnfläche (6) als Bearbeitungsfläche aufweisen.
Rotationswerkzeug nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass der Innenkranz (3) über seinen Umfang in gleichmäßiger Verteilung, z. B. 120°-Verteilung, angeordnete axial verlaufende Durchbrechungen (8) oder Einschubnuten für Axialstege (9) von beidseitigen Stirnscheiben (10) aufweisen, welche zumindest den Innenkranz (3) gegebenenfalls auch teilweise den Außenkranz (2) zwischen sich aufnehmen und unter Bildung des rotativ antreibbaren Scheibenhalters (5) eine zentrale Wellenaufnahme (11) für eine Antriebswelle aufweisen.
Rotationswerkzeug nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass der Innenkranz (3) beidseitig Vertiefungen (12) zur Aufnahme der Stirnscheiben (10) aufweist, die mit den Seitenflächen des Außenkranzes (2) fluchten.
Rotationswerkzeug nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Stirnscheiben (10) in Umfangsrichtung angeordnete und verlaufende Durchbrechungen (13) aufweisen.