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"Vorrichtung zur Bearbeitung von Oberflächen
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aus Mörtel, Mauerwerk, Beton, Holz oder dgl."
Vorrichtung
zur Bearbeitung von Oberflächen aus Mörtel, Mauerwerk, Beton, Holz oder dgl.
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Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Bearbeitung von Oberflächen
aus Mörtel, Mauerwerk, Beton, Holz oder dgl. mit einem durch einen Motor angetriebenen,
rotierenden Werkzeugträger und an diesem beweglich gelagerten Bearbeitungswerkzeugen.
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Eine solche Vorrichtung ist aus der Deutschen Offenlegungsschrift
21 36 147 bekannt. Bei der bekannten Vorrichtung ist zwischen dem Werkzeugträger
und den Bearbeitungswerkzeugen'ein elastisches Zwischenglied vorgesehen.
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Die bekannte Vorrichtung ist nur zum Aufrauhen von Oberflächen, nicht
jedoch zum Anfertigen einer Nut im Mauerwerk oder zum Abheben einer dickeren Materialschicht
geeignet. Denn die Kraft, mit der die Bearbeitungs- oder Kraftwerkzeuge bei dieser
bekannten Vorrichtung auf die zu bearbeitende Oberfläche einwirken, muß ausschließlich
vom Bedienungsmann aufgebracht werden, der das Gerät gegen die zu bearbeitende Oberfläche
unter
Verformung der elastischen Zwischenglieder drückt und so durch die Größe der Andrückkraft
die Tiefe der Rillen in der aufzurauhenden Oberfläche bestimmt (vgl.
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S. 9, Abs. 1). Dabei werden zwar durch die Wirkung des elastischen
Zwischengliedes Stöße auf die Vorrichtung und somit auch auf den Bedienungsmann
gedämpft. Gleichwohl muß dieser die gesamte Kraft zur Verformung der Federn während
des gesamten Bearbeitungsvorganges aufbringen, was insbesondere bei elastischen
Zwischengliedern mit großer Federkonstante ermüdend ist. Ist dagegen die Federkonstante
klein, so ist zwangsläufig auch die maximale auf die zu bearbeitende Oberfläche
ausübbare Kraft gering, so daß die bekannte Vorrichtung allenfalls - wie auch die
Beschreibung in der genannten Druckschrift zeigt - als Aufrauhgerät verwendet werden
kann. Auch kann die bekannte Vorrichtung nur mit vergleichsweise kleinen Drehzahlen
betrieben werden, da bei größeren Drehzahlen bedingt durch das elastische Zwischenglied
zwischen Werkzeugträger und den Bearbeitungs- oder Kratzwerkzeugen Schwingungen
auftreten würden, mit der Folge, daß das Geräte mit großen Stoßkräften von der Wand
abgehoben würde, so daß die Bedienung des Gerätes nicht mehr möglich wäre.
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Aus der Deutschen Patentschrift 800 606 ist ein Gerät zum Entfernen
des Verputzes von Hauswänden bekannt, das eine drehbar gelagerte Schlagleistentrommel
mit daran befestigten Schlagleisten aufweist, die bei Drehung der Trommel gegen
die Hauswand schlagen und auf diese Weise den Verputz entfernen. Bei diesem bekannten
Gerät sind die Schlagleisten mit der Trommel starr verbunden, so daß insbesondere
beim Auftreten von Unregelmäßigkeiten in dem Verputz unangenehme Rückwirkungen auf
das Gerät und seine Halterung oder seinen Bedienungsmann entstehen.
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Aus diesem Grund ist die Leistungsfähigkeit des bekannten Gerätes
begrenzt.
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Aus der Deutschen Patentschrift 20 15 937 ist eine Fräsvorrichtung
zum Herstellen einer Nut in einer Wand eines Bauwerkes bekannt. Mit dieser bekannten
Vorrichtung kann nur eine vergleichsweise schmale Nut in einer Wand gefräst werden,
da bei einer größeren Dimensionierung des Gerätes die Rückwirkungen auf das Gerät
und den Bedienungsmann insbesondere bei Unregelmäßigkeiten in der Beschaffenheit
des Mauerwerkes nicht mehr akzeptierbar wären.
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Dasselbe gilt für die in der Deutschen Offenlegungsschrift 20 47 441
beschriebene Vorrichtung, die zum flächigen Bearbeiten eines Bauwerkteiles zwei
entgegengesetzt rotierende Stirnfräser aufweist.
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Dasselbe gilt schließlich auch für die in der Deutschen Offenlegungsschrift
25 34 907 beschriebene Vorrichtung, die zwei Kratzwalzen mit darauf angeordneten
Kratzkeilen aufweist.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung der eingangs
genannten Art zu schaffen, die sich durch eine große Bearbeitungsleistung auszeichnet
und bei der gleichwohl Stoßrückwirkungen auf das Gerät soweit wie möglich ausgeglichen
sind.
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Die Lösung dieser Aufgabe wird dadurch erreicht, daß die Bearbeitungswerkzeuge
als Fliehkraftschlagkörper ausgebildet sind, und daß für die bewegliche Lagerung
eines jeden Fliehkraftschlagkörpers ein Gelenk vorgesehen ist, dessen Schwenkachse
parallel zur Achse des Werkzeugträgers ist.
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Fliehkraftschlagkörper sind an sich bei Hammerbrechern und Hammermühlen
bekannt und werden in ihrer Größe bei dieser Art von Mühlen vorzugsweise so bemessen,
daß sie
bei mittleren Aufgabekörnern fast nicht auslenken (vgl.
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Ullmanns Encyklopädie der Technischen Chemie, Bd. 2, Jahrgang 1972,
S. 19).
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Durch die Maßnahme gemäß der Erfindung, die Bearbeitungswerkzeuge
als Fliehkraftschlagkörper auszubilden, können ausreichende Kräfte zur Oberflächenbearbeitung
bereitgestellt werden. Wenngleich sich die Rückstoßwirkung auf die Vorrichtung nicht
vollkommen vermeiden läßt, hat es sich überraschend gezeigt, daß durch die oben
angegebene gelenkige Lagerung des Fliehkraftkörpers die Stoßrückwirkung auf die
Vorrichtung sehr gering ist und somit mit großer Leistung Oberflächen bearbeitet
werden können. Die Vorrichtung gemäß der Erfindung kann dazu dienen, den Verputz
von einem Mauerwerk zu entfernen oder - bei entsprechender Dimensionierung - eine
Nut in Beton, Holz oder Mauerwerk zu "fräsen".
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Wenn gemäß einer besonders vorteilhaften erfinderischen Ausgestaltung
der Erfindung vorgesehen wird, das Gelenk mit einem Langloch zu versehen, so daß
der jeweilige Fliehkraftschlagkörper zusätzlich auch in Radialrichtung beweglich
ist und. somit die Rückstoßwirkung auf die Vorrichtung auch in radialer Richtung
begrenzt bleibt, lassen sich auch besonders inhomogene Materialien mit großer Leistung
und gleichwohl vergleichsweise geringen Rückwirkungen auf die Vorrichtung bearbeiten.
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Die Masse des jeweiligen Fliehkraftschlagkörpers wird gemäß einer
vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung - abhängig von dem zu verarbeitenden
Material - so bemessen, daß der Fliehkraftschlagkörper bei Berührung mit der zu
bearbeitenden Oberfläche nur geringfügig aus seiner Position ausgelenkt wird, die
er im Leerlaufbetrieb einnimmt, und eine größere Auslenkung allenfalls
dann
vorkommt, wenn das Material Inhomogenitäten, wie beispielsweise gröBere Steine oder
Nägel oder dgl. enthält, so daß in diesem Fall durch Ausweichen des Fliehkraftschlagkörpers
die Stoßrückwirkung auf die Vorrichtung begrenzt bleibt.
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Durch eine gezahnte Schneidkante an dem dem Gelenk abgewandten Ende
des Fliehkraftschlagkörpers, kann das Abtragen von Materialien aller Art entsprechend
einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung erleichtert werden.
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Überraschenderweise hat es sich bei einer besonders vorteilhaften
Ausgestaltung der Erfindung gezeigt, daß die Stoßrückwirkung auf die Vorrichtung
des weiteren erheblich vermindert werden kann, wenn die Schneidkante des Fliehkraftschlagkörpers
in Drehrichtung des Werkzeugträgers hinter der Ebene liegt, die durch die Schwenkachse
des Gelenks und den Schwerpunkt des Fliehkraftschlagkörpers geht. Dies bedeutet,
daß auch im Leerlaufbetrieb, bei dem der Schwerpunkt des Fliehkraftschlagkörpers
etwa auf der durch die Achse des Werkzeugträgers und die Schwenkachse des Gelenkes
gehende Verlängerungslinie liegt, die Schneidkante des Fliehkraftschlagkörpers um
einige Winkelgrade, beispielsweise 3 bis 10 Winkelgrade, nachläuft und somit die
Bereitschaft des Fliehkraftschlagkörpers vergrößert ist, bei Auftreten von schwer
zu verarbeitenden inhomogenen Materialien auszuweichen.
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Besonders vorteilhaft ist die Verwendung von Hartmetallmeißeln zur
Erzeugung der Schneidkante in dem Fliehkraftschlagkörper.
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Dabei hat es sich als besonders vorteilhaft erwiesen, die Hartmetallmeißel
auf einem Meißelträger anzuordnen, der in eine entsprechende Ausnehmung des Fliehkraftschlagkörpers
einsetzbar und dort mittels einer Fest-
stellschraube festklemmbar
ist. Bei einer Abnutzung der Hartmetallmeißel können diese in einfacher Weise, nämlich
durch Lösen der Feststellschraube und Herausnehmen des Meißelträgers und Einsetzen
eines neuen Meißelträgers ausgetauscht werden.
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Als Werkzeugträger ist grundsätzlich jeder rotationssymmetrische Körper
geeignet, an dessen Außenumfang die Fliehkraftschlagkörper über ein Gelenk gelagert
werden können. Im Hinblick auf die zu lösende Aufgabe, eine Vorrichtung der eingangs
genannten Art zu schaffen, die eine große Bearbeitungsleistung erbringt, hat sich
jedoch eine Ausführungsform der Erfindung als besonders vorteilhaft erwiesen, bei
der der Werkzeugträger aus einer Welle und an dieser befestigten, sich radial erstreckenden
Tragarmen besteht.
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Besonders vorteilhaft ist dabei, wenn der Tragarm symmetrisch zu derjenigen
Ebene ist, die senkrecht zur Längsachse des Tragarms ist und durch die Symmetrieachse
der Welle verläuft, d.h., wenn sich der Tragarm symmetrisch nach beiden Seiten von
der Welle ausgehend erstreckt, da in diesem Fall die auf die Welle rückwirkenden
Zentrifugalkräfte beim Betrieb der Vorrichtung besonders gut ausgeglichen werden
können.
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Unter dem Gesichtspunkt des Ausgleichs der Zentrifugalkräfte hat sich
des weiteren eine Ausführungsform der Erfindung als besonders vorteilhaft erwiesen,
bei der mehrere Tragarme an der Welle winkelmäßig - beispielsweise um einen Winkel
von 900 - versetzt befestigt sind.
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Die Erfindung wird im folgenden anhand des in den Figuren schematisch
dargestellten Ausführungsbeispiels näher erläutert. Es zeigt:
Fig.
1: einen Längsschnitt einer Vorrichtung der erfindungsgemäßen Art, die zum Entfernen
von Putz von einem Mauerwerk geeignet ist, Fig. 2: einen Schnitt längs der Schnittlinie
A-B in Fig. 1.
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Die dargestellte Vorrichtung weist ein Gehäuse 10 auf, das aus einem
etwa zylinderförmigen Abschnitt und einem sich daran anschließenden nach unten weisenden
Schacht besteht. In den beiden Stirnwänden des etwa zylinderförmigen Gehäuseteils
sind zwei Kugellager 17 angeordnet, die eine Welle 3a tragen. Die Welle 3a ragt
an einer Seite aus dem Gehäuse heraus und trägt dort eine Riemenscheibe 12, über
die ein Keilriemen 7 läuft. Der Endloskeilriemen 7 läuft ebenfalls über eine Riemenscheibe
eines Preßluftmotors 8, der an der Außenseite des Gehäuses 10 befestigt ist. An
der Außenseite des Gehäuses 10 befindet sich ferner ein als Tiefenanschlag wirkendes
Winkeleisen 1 mit Langloch, das mit Hilfe einer Schraube an-dem Gehäuse festklemmbar
ist. Ein Haltegriff 2 dient zum Halten der Vorrichtung bei manueller Bedienung.
Das Gehäuse 10 ist an der dem Mauerwerk 18 zugekehrten Seite offen. Die zum Mauerwerk
weisende Endkante des Gehäuses 10 trägt eine umlaufende Staubabdichtbürste 11, die
in dem schachtförmigen Teil des Gehäuses unterbrochen ist.
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An dem schachtförmigen Teil des Gehäuses ist eine Wasserdüse 9 angebracht,
über die mit Hilfe eines Schlauches Wasser in das Innere des Gehäuses gesprüht werden
kann.
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Senkrecht zur Welle 3a sind an dieser drei sich nach beiden Seiten
der Welle erstreckende Trägerarme 3b angeschweißt. Die Trägerarme 3b sind jeweils
um 900 zueinander versetzt auf der Welle 3a angebracht. Die Trägerarme 3b weisen
jeweils endseitig ein Langloch 13a auf. Die
aus der Welle 3a und
den auf dieser befestigten Trägerarmen 3b bestehende Einheit stellt den Werkzeugträger
3 dar, der jeweils an den Enden der Tragarme 3b einen Fliehkraftschlagkörper 4 trägt.
Der Fliehkraftschlagkörper 4 besteht aus massivem Eisen und ist an einem Ende gabelförmig,
so daß durch dieses Ende der Tragarm 3a umschlossen wird.
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Ferner weist der Fliehkraftschlagkörper 4 an seinem gabelförmigen
Ende eine Querbohrung auf, in die ein Bolzen 13b einsetzbar ist, der das Langloch
13a in dem Trägerarm 3b durchquert, so daß der Fliehkraftschlagkörper 4 um seinen
Bolzen 13b schwenkbar und entsprechend der Länge des Langloches 13a radial verschiebbar
mit dem Trägerarm 3b verbunden ist. An dem freien Ende des Fliehkraftschlagkörpers
4 ist eine Axialbohrung vorgesehen, in der ein stabförmiger Meißelträger 5 mit Hilfe
einer Klemmschraube 6 befestigt ist. Die den Meißelträger 5 enthaltende Bohrung
ist zum freien Ende des Fliehkraftschlagkörpers 4 hin offen, so daß die mit dem
Meißelträger 5 verbundenen, senkrecht zu der Achse des Meißelträgers 5 stehenden
Hartmetallmeißel 15 in Radialrichtung aus dem Fliehkraftschlagkörper 4 herausragen.
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Wie deutlich im Schnitt der Fig. 2 zu erkennen ist, sind die Meißel
15 in jedem Fliehkraftschlagkörper so angeordnet, daß sich ihre Bearbeitungsspuren
lückenlos ergänzen.
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Die in den Fig. 1 und 2 dargestellte Vorrichtung, die mit insgesamt
sechs Fliehkraftschlagkörpern 4 arbeitet und eine Bearbeitungsbreite von ca. 10
cm aufweist, wird von dem Preßluftmotor 8, mit einer Leistung von ca. 2 bis 3 kW
angetrieben, und zwar über den Keilriemen 7 und die Riemenscheibe 12. Der Werkzeugträger
3 rotiert dabei mit einer Drehzahl von ca. 2500 U/min. Durch die Fliehkraft werden
dabei die Fliehkraftschlagkörper 4 - wie in Fig. 1 dargestellt - nach außen gedrückt,
so daß - vernachlässigt man ihr Eigengewicht und die Luftreibung - die Achse 14
der
Welle 3a, die Achse 16 des Gelenkes 13 und der Schwerpunkt des Fliehkraftschlagkörpers
4 auf einer Geraden liegen. Wie aus Fig. 1 ersichtlich, sind die Hartmetallmeißel
15 in dem jeweiligen Fliehkraftschlagkörper so angeordnet, daß sie - in Drehrichtung
des Werkzeugträgers 3 gesehen - hinter der genannten Verbindungsgeraden zurückbleiben.
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Wenn die Vorrichtung an ein Mauerwerk zum Abschlagen des Putzes angesetzt
wird, wird der Tiefenanschlag 1 entsprechend der Dicke des Verputzes eingestellt.
Die Hartmetallmeißel 15 schlagen gegen die Verputzschicht 18a und tragen den Verputz
ab. Dieser fällt durch den schachtförmigen Teil des Gehäuses nach unten und wird
vor seinem Austritt aus dem Gehäuse 10 mit Wasser aus der Düse 9 besprüht, so daß
die Entwicklung von Staub soweit wie möglich verhindert ist. Durch die Staubabdichtbürsten
11 wird das seitliche Austreten von Staub verhindert. Die Masse der Fliehkraftschlagkörper
ist so gewählt, daß diese beim Auftreffen auf die Verputzschicht 18a normalerweise
nur geringfügig aus ihrer Leerlauf lage ausgelenkt werden. Lediglich beim Auftreffen
auf größere Steine oder Metallteile weichen die Fliehkraftschlagkörper aus, wobei
sie sich entgegen der Drehrichtung des Werkzeugträgers um das Gelenk 13 schwenken
und/oder im Rahmen des durch das Langloch 13a gegebenen Spiels sich radial auf die
Welle 3b zubewegen. Durch die mögliche Ausweichbewegung der Fliehkraftschlagkörper
wird somit die maximale, auf das zu bearbeitende Material ausgeübte Kraft und somit
auch die maximale Rückstoßkraft begrenzt. Das Ausweichen der Fliehkraftschlagkörper
4 wird durch die in Fig. 1 ersichtliche Lage der Hartmetallmeißel 15, die wie beschrieben
hinter der Verbindungslinie zwischen Schwerpunkt des Fliehkraftschlagkörpers 4 und
seinem Gelenk liegt, begünstigt.
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Die Vorrichtung gemäß der Erfindung eignet sich insbesondere zum Entfernen
des Verputzes von Mauerwerk oder zur Anfertigung einer Nut in Beton oder Ziegelstein.
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