DE19963831A1 - Exzentertellerschleifer mit einem Gehäuse - Google Patents
Exzentertellerschleifer mit einem GehäuseInfo
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Abstract
Es wird ein Exzentertellerschleifer (10) mit einem Gehäuse (12) vorgeschlagen, in dem ein Motor über eine Abtriebswelle (16) einen Schleifteller (14) bewegt, wobei die Abtriebswelle (16) drehfest mit einem Exzenterträger (20) gekoppelt ist, der einen Exzenterzapfen (18) trägt, der insbesondere in einem Wälzlager (22), mit einer bestimmten Lagerreibung um seine Achse (24) drehbar ist mit einer bestimmten Exzentrizität "e" zur Abtriebswelle (16) und der drehfest mit dem Schleifteller (14) gekoppelt ist, so daß dieser mit der Exzentrizität "e" um die Achse der Abtriebswelle kreist und gleichzeitig um die Achse (24) des Exzenterzapfens (18) rotiert, wobei Bremsmittel (26) die Drehzahl des insbesondere freilaufenden Schleiftellers (14) insbesondere bei nicht auf einem Werkstück oder dgl. aufliegenden Schleifteller (14) begrenzen, dadurch gekennzeichnet, daß das mindestens eine ringförmige Bremsmittel an seiner Innenseite mit dem Schleifteller (14) formschlüssig verbindbar, insbesondere kuppelbar, ist.
Description
Die Erfindung betrifft einen Exzentertellerschleifer nach
Gattung der unabhängigen Ansprüche.
Es sind schon Exzentertellerschleifer bekannt,
beispielsweise aus der DE 42 06 962, bei denen die Drehzahl
des Schleiftellers mittels Hochdrehbremse begrenzbar ist.
Die Drehung der Antriebsmotore wird auf eine Welle
übertragen, welche am freien Ende einen Ventilator mit einer
exzentrischen Bohrung trägt. Darin ist drehbar ein
Exzenterzapfen gelagert, der mit dem Schleifteller drehfest
verbunden ist. Die Arbeitsbewegung des Schleiftellers
entspricht daher der Bewegung des Exzenterzapfens und setzt
sich aus einer Drehbewegung um die Exzenterzapfenachse und
einer kreisenden Bewegung um die Wellenachse zusammen. Die
Drehbewegung um die Exzenterzapfenachse ist dabei eine Folge
der Lagerreibung zwischen Exzenterbohrung und
Exzenterzapfen.
Greift während eines bestimmungsgemäßen Einsatzes des
Exzentertellerschleifers ein Bremsmoment am Schleifteller
an, welches größer ist als das Drehmoment, das infolge der
Lagerreibung zwischen der Exzenterbohrung und dem
Exzenterzapfen wirkt, kreist der Schleifteller ohne zu
rotieren. Ohne Bremsmoment am Schleifteller kann die
Drehzahl des Schleiftellers bis zur Abtriebsdrehzahl der
Welle bzw. des Ventilators ansteigen. Um diesem Effekt
entgegenzuwirken, werden entsprechende Hochdrehbremsen
verwendet. Dabei handelt es sich beispielsweise um einen
schlauchartigen Ring, der sich mit seinem freien Ende zur
Reibungserzeugung auf dem Schleifteller abstützt und somit
dessen Drehzahl begrenzt. Umgekehrt ist das übertragbare
Drehmoment zwischen Schleifteller und Antriebsmotor nur
verhältnismäßig klein, da es nur durch die Lagerreibung
zwischen Exzenterzapfen und der Exzenterbohrung bestimmt
ist. Dies kann dazu führen, daß bei starkem Andrücken des
Schleiftellers auf das zu bearbeitende Werkstück das der
Rotationsbewegung entgegenwirkende Bremsmoment zu groß wird
und der Schleifteller nicht mehr rotiert, sondern nur noch
kreist. Dadurch wird die Abtragleistung verringert.
Der erfindungsgemäße Exzentertellerschleifer mit den
Merkmalen des Hauptanspruchs hat den Vorteil, daß der
Schleifteller durch formschlüssiges Kuppeln mit dem
Bremsmittel zum Abwälzen am Bremsmittel veranlaßt werden
kann. Der Schleifteller ist dabei mit dem Gehäuse des
Exzenterschleifers formschlüssig gekoppelt, was ein
erzwungenes Drehen des Schleiftellers durch das Bremselement
bewirkt. Dies ist dann besonders wichtig, wenn der
Schleifteller vom Bediener mit hoher Kraft auf die zu
bearbeitende Oberfläche gepreßt wird. Dann ist, trotz der
erhöhten Andruckkraft, die Drehgeschwindigkeit des
Schleiftellers wegen des erzwungenen Abwälzens nahezu
unverringert aufrechterhaltbar.
Durch die in den Unteransprüchen aufgeführten Maßnahmen
ergeben sich vorteilhafte Weiterbildungen und Verbesserungen
der im Hauptanspruch angegebenen Merkmale.
Besonders vorteilhaft ist es, wenn das Bremsmittel im
Gehäuse drehfest und axial beweglich gehalten ist. Das
Bremsmoment, das durch die Kraft, mit der das Bremsmittel
gegen den Schleifteller drückt, verursacht wird, ist durch
dessen axiale Verstellbarkeit wiederholbar genau
einstellbar. Gleichzeitig kann auf diese Weise eine
Einschaltung der Zwangsführung erreicht werden.
Ist das Bremsmittel darüber hinaus als elastischer
Funktionsring ausgebildet und gleichzeitig durch axiale
Verformung mit dem Schleifteller verbindbar, so ergibt sich
ein einfaches und kostengünstiges Bremsmittel zur Begrenzung
der Drehzahl nach oben hin, das zugleich einen Zwangsantrieb
zur Begrenzung der Drehzahl nach unten hin bildet. So kann
ein Stillstehen bzw. bloßes Vibrieren des Schleiftellers
vermieden werden.
Vorteilhaft ist weiterhin, wenn der elastische Funktionsring
in axialer Richtung mindestens eine konvexe bzw. konkave
Wölbung, insbesondere eine Wölbung nach innen, aufweist.
Dadurch wird bei einer axialen Stauchung der Radius der
Wölbung verkleinert, was zu einer Verkleinerung des
Innenradius des Funktionsrings führt.
Weist das Bremsmittel darüber hinaus eine erste Reib-/Form-
Struktur auf, die mit einer am Schleifteller angeordneten
Gegenstruktur in Eingriff bringbar ist, so kann durch bloßes
Stauchen des Bremsmittels eine formschlüssige Verbindung
zwischen Schleifteller und Bremsmittel hergestellt werden.
Sind die Reib-/Form-Struktur und die zugehörige
Gegenstruktur zahnartig ausgestaltet, so ergibt sich ein
weiterer Vorteil, da auf diese Weise ein sicherer Eingriff
und damit eine nahezu schlupffreie formschlüssige Verbindung
hergestellt wird.
Besonders vorteilhaft ist es, wenn der Exzenterschleifer
eine Vorrichtung zur axialen Verformung des Bremsmittels
aufweist. Auf diese Weise ist sowohl die Bremskraft des
Bremsmittels als auch die formschlüssige Verbindung zwischen
Bremsmittel und Schleifteller wiederholbar genau
einstellbar. Hier besteht auch die Möglichkeit, die
Vorrichtung so auszubilden, daß die Verbindung bei Bedarf
automatisch, beispielsweise durch eine elektrische
Verstellung bzw. Stauchung des Funktionsrings hergestellt
wird.
Ist das Bremsmittel am Gehäuse abgestützt, so ergibt sich
eine weitere Verbesserung der Formschlüssigkeit der
Verbindung zwischen Schleifteller und Bremsmittel. Außerdem
kann auf diese Weise die Bremswirkung unabhängig von der
Zwangsantriebsfunktion eingestellt werden. Insbesondere
dann, wenn das Bremsmittel nicht unmittelbar am Gehäuse,
sondern an einer mit dem Gehäuse verbundenen
Einstellvorrichtung abgestützt ist.
Die Rotation des Schleiftellers ist überdies arretierbar, so
daß der Exzentertellerschleifer in einen Schwingschleifer
umwandelbar ist, da dann der Schleifteller ohne zu rotieren
nur noch kreist.
Der Funktionsring hat darüber hinaus Durchbrüche zur
Belüftung, so daß damit eine wirksame Abdichtung des
Staubraums mit begrenzbarem Unterdruck im Bereich des
Schleiftellers geschaffen ist. Damit wird verhindert, daß
der Druck des Bremsmittels auf den Schleifteller
unkontrolliert groß und damit die Bremskraft ungewollt stark
wird.
Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in den Zeichnungen
dargestellt und in der nachfolgenden Beschreibung näher
erläutert.
Es zeigen
Fig. 1 einen Querschnitt durch die Mitte eines
erfindungsgemäßen Exzentertellerschleifers,
Fig. 2 einen schematischen Ausschnitt des Bremsmittels mit
Schleifteller in Bremsposition,
Fig. 3 eine schematische Draufsicht auf einen Schleifteller
mit Bremsmittel in Bremsposition,
Fig. 4 einen Ausschnitt aus Fig. 1 mit dem Bremsmittel in
Zwangsantriebsposition,
Fig. 5 eine Draufsicht eines Schleiftellers mit Bremsmittel
in Zwangsantriebsposition,
Fig. 6 einen Schleifteller mit Bremsmittel in
Schwingposition,
Fig. 7 einen Querschnitt des Bremsmittels,
Fig. 8 einen Querschnitt des Bremsmittels mit
Verstärkungsbügel,
Fig. 9 einen Querschnitt des Bremsmittels mit fester
Gehäuseabstützung und
Fig. 10 einen Querschnitt des Bremsmittels mit beweglicher
Gehäuseabstützung.
Fig. 1 zeigt einen Exzentertellerschleifer 10 mit einem
Gehäuse 12 und einem Schleifteller 14, der von einer
Abtriebswelle 16 über einen Exzenterzapfen 18 angetrieben
wird. Die Abtriebswelle 16 ist dabei drehfest mit einem
Exzenterträger 20 gekoppelt der den Exzenterzapfen 18 trägt.
Dieser Exzenterzapfen 18 ist in einem Wälzlager 22 mit einer
bestimmten Lagerreibung um seine Achse 24 drehbar. Der
Exzenterzapfen 18 ist dabei drehfest mit dem Schleifteller
14 gekoppelt und mit einer bestimmten Exzentrizität "e" zur
Abtriebswelle 16 drehbar. Der Schleifteller 14 kreist daher
um die Achse 24 mit der Exzentrizität "e" der Abtriebswelle
16 und rotiert gleichzeitig um die Achse des Exzenterzapfens
18.
Am Gehäuse 10 ist ein Bremsmittel 26, das als elastischer
Funktionsring ausgebildet ist, befestigt. Dieses ist derart
angeordnet, daß es am Schleifteller 14 reibt und somit die
Drehzahl des Schleiftellers 14 insbesondere dann begrenzt,
wenn dieser nicht auf einem Werkstück aufliegt und
hochzudrehen droht. Oberhalb des Schleiftellers 14 und
unterhalb des Motorraums 28 befindet sich ein das Wälzlager
22 umgebender Staubraum 30, aus dem der beim Schleifen
entstehende Staub von Werkstück weg nach außen abgesaugt
werden kann. Das Bremsmittel 26 ist dabei so angeordnet, daß
es den Staubraum 30 dichtend umgreift.
Das Bremsmittel 26 und die Oberseite des Schleiftellers 14
sind dabei derart ausgebildet, daß durch eine Vorrichtung 32
das Bremsmittel 26 axial verstellbar ist und dadurch
gestaucht werden kann. Durch axiale Verformung kann eine
formschlüssige Verbindung zwischen dem als elastischer
Funktionsring ausgebildeten Bremsmittel 26 und der Oberseite
des Schleiftellers 14 hergestellt werden. Der Schleifteller
14 weist dazu eine Gegenstruktur 38 zur hier nicht
dargestellten ersten Struktur 36 des Bremsmittels 26 auf.
Fig. 2 zeigt ein weiteres Ausführungsbeispiel eines
Schleiftellers 14 und ein Bremsmittel 26 in einer
Schnittdarstellung. Das Bremsmittel 26 ist dabei als
elastischer Funktionsring ausgebildet, welcher eine konvexe
Wölbung 34 aufweist. Andeutungsweise ist hier eine erste
zahnartige Struktur 36 zu sehen, welche mit der oberhalb des
Schleiftellers 14 angeordneten zahnartigen Gegenstruktur 38
korrespondiert.
Fig. 3 zeigt die Draufsicht gemäß Fig. 2. Der elastische
Funktionsring 26 trägt innen die erste Form-Struktur 36,
welche mit der Gegenstruktur 38 außen am oberen Rand des
Schleiftellers 14 korrespondiert. Wie auch in Fig. 2
besteht in der gezeigten Betriebsstellung keine
formschlüssige sondern nur eine reibschlüssige Verbindung
zwischen dem Funktionsring 26 und dem Schleifteller 14. Das
Bremsmittel 26 begrenzt in dieser Stellung bei axialem
Abstützen auf der Oberseite des Schleiftellers 14 lediglich
die Drehzahl des Schleiftellers 14.
Fig. 4 zeigt einen Ausschnitt aus Fig. 1 mit dem
Bremsmittel in Zwangsantriebsposition. Der Schleifteller 14
mit der Gegenstruktur 38 steht hier in formschlüssiger
Verbindung mit dem elastischen Funktionsring 26, der mit
seiner konvexen Wölbung 34, welche die erste Struktur 36
aufweist. Der Formschluß wird durch eine axiale Verformung,
insbesondere Stauchung, des elastischen Funktionsrings 26
erzielt.
Fig. 5 zeigt eine schematische Draufsicht eines
Schleiftellers 14 mit dem als elastischen Funktionsrings
ausgebildeten Bremsmittel 26 in Zwangsantriebsposition. Der
elastische Funktionsring 26 steht mit seiner ersten Struktur
36 in formschlüssiger Verbindung der Gegenstruktur 38 des
Schleiftellers 14, so daß der Schleifteller 14 durch seine
kreisende Bewegung mit seiner Gegenstruktur 38 in die erste
Struktur 36 eingreift und gezwungen wird daran abzurollen.
Fig. 6 zeigt eine schematische Draufsicht eines
Schleiftellers 14 mit dem Bremsmittel 26 im arretierten
Zustand.
Dabei wird das Bremsmittel 26 axial derart gestaucht, daß
die erste Struktur 36 in mehreren Bereichen mit der
Gegenstruktur 38 in formschlüssiger Verbindung steht. Auf
diese Weise wird ein Abrollen der Gegenstruktur 38 des
Schleiftellers 14 in der drehfesten Struktur 36 des
Bremsmittels 26 verhindert, wodurch der Schleifteller 14
selbst am Drehen gehindert wird, so daß er lediglich mit der
Exzentrizität "e" kreisen kann, so wie das auch bei einem
Schwingschleifer der Fall ist.
Fig. 7 zeigt das Profil eines Bremsmittels 26. Im Bereich
der konvexen Wölbung 34 ist das Bremsmittel 26 durch ein
anderes Material, welches eine hohe radiale Steifigkeit bei
geringer axialer Steifigkeit aufweist, substituiert. Dies
kann beispielsweise durch Aufbringen weiterer Werkstoffe
durch ein mehrkomponentiges Spritzgußverfahren oder durch
die Einarbeitung von Fasermaterialien erreicht werden.
Fig. 8 zeigt ein Bremsmittel 26, welches mit einem Bügel 40
verstärkt ist. Der Bügel 40 kann dabei sowohl aus einem
geeigneten Kunststoff als auch aus Metall bestehen, und so
für eine besonders hohe radiale Steifigkeit sorgen.
Fig. 9 zeigt ein Bremsmittel 26 im Schnitt, welches in einem
mittleren Bereich vom Gehäuse 10 abgestützt ist. Auf diese
Weise wird verhindert, daß bei großer axialer Stauchung des
Bremsmittels 26 die Bremskraft bzw. das Bremsmoment zu groß
wird. Denkbar ist hierbei auch die Abstützung nicht direkt
am Gehäuse 10 sondern an einem verschiebbaren mit dem
Gehäuse verbundenen Element vorzunehmen, wodurch die
Bremskraft unabhängig von der axialen Stauchung des
elastischen Funktionsrings 26 eingestellt werden kann.
Fig. 10 zeigt eine verbesserte Ausführung des in Fig. 9
dargestellten Prinzips. Der Bremsring 26 ist hierbei
gelenkig am Gehäuse 10 bzw. an einem Abstützelement
abgestützt. Dadurch dreht sich bei einer axialen Stauchung
der Bereich unterhalb der konvexen Wölbung 34 mit der
Bremslippe 41 um den Drehpunkt 42 nach oben. Dies führt zur
Verminderung der Bremskraft und ist sinnvoll in der
Zwangsantriebsposition, in der die Drehzahlbegrenzung durch
den Bremsring nicht benötigt wird; die Drehzahl wird in
diesem Falle von der Kreisfrequenz bestimmt.
Claims (10)
1. Exzentertellerschleifer mit einem Gehäuse (12), in dem
ein Motor über eine Abtriebswelle (16) einen
Schleifteller (14) bewegt, wobei die Abtriebswelle (16)
drehfest mit einem Exzenterträger (20) gekoppelt ist, der
einen Exzenterzapfen (18) trägt, der, insbesondere in
einem Wälzlager (22), mit einer bestimmten Lagerreibung
um seine Achse (24) drehbar ist mit einer bestimmten
Exzentrizität "e" zur Abtriebswelle (16) und der drehfest
mit dem Schleifteller (14) gekoppelt ist, so daß dieser
mit der Exzentrizität "e" um die Achse der Abtriebswelle
(16) kreist und gleichzeitig um die Achse des
Exzenterzapfens (18) rotiert, wobei Bremsmittel (26) die
Drehzahl des insbesondere freilaufenden Schleiftellers
(14) insbesondere bei nicht auf einem Werkstück oder dgl.
aufliegenden Schleifteller (14), begrenzen, dadurch
gekennzeichnet, daß das mindestens eine ringförmige
Bremsmittel (26) an seiner Innenseite zumindest
bereichsweise mit dem Schleifteller (14) formschlüssig
verbindbar, insbesondere kuppelbar, ist.
2. Exzentertellerschleifer nach einem der vorhergehenden
Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Bremsmittel
(26) im Gehäuse (12) drehfest und axial beweglich
angeordnet ist.
3. Exzentertellerschleifer nach Anspruch 1 oder 2, dadurch
gekennzeichnet, daß das Bremsmittel (26) als elastischer
Funktionsring ausgebildet ist und durch axiale Verformung
mit dem Schleifteller (14) verbindbar, insbesondere
kuppelbar, ist.
4. Exzentertellerschleifer nach Anspruch 3, dadurch
gekennzeichnet, daß der Funktionsring (26) in axialer
Richtung mindestens eine konvexe Wölbung (34),
insbesondere nach innen aufweist, mit einem Innenradius
und einem Außenradius, wobei der Innenradius sich bei
einer axialen Stauchung des Funktionsrings (26)
verkleinert.
5. Exzentertellerschleifer nach einem der vorhergehenden
Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Bremsmittel
(26) eine erste Struktur (36) als Form-Struktur aufweist,
die mit einer, am Schleifteller angeordneten
Gegenstruktur (38) in Eingriff bringbar ist.
6. Exzentertellerschleifer nach Anspruch 5, dadurch
gekennzeichnet, daß die Reib-/Form-Struktur (36) und die
Gegenstruktur (38) zahnartig ausgestaltet sind.
7. Exzentertellerschleifer nach einem der vorhergehenden
Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der
Exzentertellerschleifer (10) eine Vorrichtung zur axialen
Verformung des Bremsmittels (26) aufweist.
8. Exzentertellerschleifer nach einem der vorhergehenden
Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Schleifteller
(14), insbesondere durch Verformung des Bremsmittels
(26), in seiner rotatorischen Bewegung arretierbar ist.
9. Exzentertellerschleifer nach einem der vorhergehenden
Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Bremsmittel
(26), insbesondere in einem Bereich unterhalb der
konvexen Wölbung (34), am Gehäuse (12) abstützbar ist.
10. Exzentertellerschleifer nach Anspruch 3, dadurch
gekennzeichnet, daß der Funktionsring (26) Durchbrüche,
insbesondere zum Luftdurchtritt, aufweist.
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