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Schleifwerkzeug
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Die Erfindung betrifft ein Schleifwerkzeug mit einem in angetriebene
Drehung versetzbaren Tragteil und mit an dem Tragteil angeordneten, im wesentlichen
radial davon abstehenden Schleifelementen, die eine abrasive Oberfläche besitzen.
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Ein solches Schleifwerkzeug ist als sogenannter"Schleifschwabbel"
bekannt. Es besitzt ein kreiszylindrisches Tragteil, das auf seinem Außenmantel
in radialer Anordnung mehrere Schleifpapierbögen trägt. Die Schleifpapierbögen sind
einseitig mit Schleifmittel beschichtet. Sie stehen flügelartig von dem Tragteil
ab, und sie besitzen ein gewisses Maß an Flexibilität, so daß sie sich beim Schleifen
an die Kontur des zu bearbeitenden Werkstücks anpassen können, indem sie sich nach
hinten biegen bzw. in sich verwinden.
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Die Möglichkeiten einer Anpassung an die Werkstückoberfläche sind
bei dem bekannten Schleifwerkzeug aber begrenzt,
da die Schleifpapierbögen
eine große, zusammenhängende Fläche bilden. Sie lassen sich daher nicht beliebig
deformieren, und das Schleifwerkzeug ist insbesondere nicht geeignet, enge Radien
von Profilkörpern, schmale Nuten und Rinnen o. ä. auszuschleifen. Aufg/rHerd Flügelanordnung
der Schleifpapieranordnung wird das Schleifwerkzeug nur in einer Drehrichtung betrieben.
Demgemäß findet einseitig beschichtetes Schleifpapier Verwendung, und, verglichen
mit doppelseitig beschichtetem Schleifpapier, ist die Ausnutzung der zur Verfügung
stehenden Oberfläche unbefriedigend. Die Flächenbelastung beim Schleifen ist hoch,
was einen starken Verschleiß und eine kurze Betriebslebensdauer des Schleifwerkzeugs
zur Folge hat.
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Aufgabe der Erfindung ist es, diesen Nachteilen abzuhelfen und ein
Schleifwerkzeug der eingangs genannten Art zu schaffen, das eine bessere Anpassung
an die Oberfläche des zu bearbeitenden Werkstücks, und insbesondere ein Schleifen
von stark gekrümmten Partien, Rinnen usw. ermöglicht und damit in neue Anwendungsbereiche
vorstößt, wobei zugleich eine bessere Flächenausnutzung des Schleifwerkzeugs, ein
entsprechend geringerer Verschleiß und eine größere Betriebslebensdauer erzielt
werden sollen.
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Diese Aufgabe wird gemäß Anspruch 1 durch Schleifelemente in Form
von elastischen Schnüren oder Bändern gelöst.
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Statt {-i i9r0ßflächiger Schleifbögen verwendet die vorliegende Erfindung
also eine Vielzahl von einzelnen Schleifelementen,
die in Axialrichtung
des Schleifwerkzeugs jeweils nur eine geringe Erstreckung haben. Die Schleifelemente
sind sehr biegsam, und sie passen sich dadurch der Oberfläche des zu schleifenden
Guts weich und flexibel an.
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Es können beim Schleifen Strukturen herausgearbeitet werden, die größenordnungsmäßig
der Breite eines der Schleifelemente entspricht; hierdurch ist eine Bearbeitung
von hochstrukturierten Oberflächen, stark gekrümmten Profilen o. ä. möglich.
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Die Schleifelemente werden während des Bearbeitungsvorgangs nicht
nur gebogen und teilweise um das Werkstück geschlungen.
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Vielmehr findet zugleich auch eine Verwindung der Schleifelemente
statt, auf Grund derer nicht nur eine dem Werkstück zugewandte Vorderseite des Schleifelements,
sondern alle seine Seiten mit dem Werkstück in Berührung kommen. Es ist daher sinnvoll,
das Schleifelement allseitig mit einer abrasiven Oberfläche zu versehen, wodurch
die Flächenbelastung des Schleifelements im Betrieb klein bleibt und ein geringer
Verschleiß und eine lange Betriebslebensdauer erzielt wird. Schließlich kann das
erfindungsgemäße Schleifwerkzeug unter Umkehrung der Drehrichtung gleichermaßen
im Vorlauf und im Rücklauf betrieben werden. Hierdurch läßt sich der Verschleiß
der Schleifelemente gleichmäßiger gestalten und die Standzeit des Schleifwerkzeugs
weiter verlängern.
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Bevorzugte Weiterbildungen der Erfindung sind in nachgeordneten Ansprüchen
gekennzeichnet.
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Rundschnüre als Schleifelemente gemäß Anspruch 2 passen
sich
besonders gut gekrümmten oder gewölbten Oberflächenkonturen des zu bearbeitenden
Werkstücks an. Sie erzielen ein sehr gleichmäßiges Schleifbild, und ihre in Umfangsrichtung
unveränderte Oberflächenkontur verhindert ein Festhaken oder Verklemmen an dem Werkstück.
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Rundschnüre als Schleifelemente sind allerdings für die Erfindung
nicht zwingend. An ihrer Stelle kann beispielsweise ein schmales, flaches Bandmaterial
Verwendung finden, wie dies in Anspruch 3 gekennzeichnet ist. Die Fertigung von
Flachbändern mit rechteckigem Querschnitt ist herstellungstechnisch besonders einfach,
doch können auch andere Querschnittsprofile zum Einsatz kommen.
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Die Schleifelemente in Gestalt von Schnüren bzw. Bändern lassen sich
in kostengünstiger Weise beispielsweise aus Kunststoff fertigen. Dieses Material
ist auch im Hinblick auf die angestrebte Flexibilität sehr vorteilhaft. Zur Ausbildung
der abrasiven Oberfläche können die Kunststoffstränge in einfacher Weise mit einem
Schleifmittel beschichtet werden, wie dies in Anspruch 4 niedergelegt ist. Eine
in Anspruch 5 gekennzeichnete Alternative betrifft vorzugsweise Schleifelemente
aus Metall. Diese können zur Ausbildung einer abrasiven Oberfläche in einem gleichfalls
sehr kostengünstigen Fertigungsverfahren mechanisch oder chemisch aufgerauht, und
insbesondere mit einer Prägung nach Art eines Feilenhiebs versehen werden.
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Mit der Bauform gemäß Anspruch 6 wird ein universell verwendbares
Schleifwerkzeug geschaffen, das sich durch eine besonders solide Verbindung zwischen
dem Tragteil und den Schleifelementen auszeichnet. Eine auf Lücke gesetzte Anordnung
der Schleifelemente auf der Mantelfläche des Tragteils gemäß Anspruch 7 erlaubt
es, das Schleifwerkzeug über seine volle axiale Länge dur cfigehenct; mit Schleifelementen
zu belegen, wodurch ein gleichmäßiger Materialabtrag an dem zu bearbeitenden Werkstück
gewährleistet ist. Überdies wird die Oberfläche des Tragteils optimal ausgenutzt.
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Ein hülsenförmiges, beidendig auf einen Bolzen aufziehbares Tragteil
gemäß Anspruch 8 hat schließlich den Vorteil, daß sich das Schleifwerkzeug umspannen
läßt, wobei Vorder-und Rückseite der Schleifelemente bei gleichbleibender Drehrichtung
des Antriebsaggregats vertauscht werden. Hierdurch ist es möglich, unabhängig von
den jeweiligen Arbeitsbedingungen einen gleichmäßigen Verschleiß des Werkzeugs zu
erzielen und das Werkzeug voll auszunutzen. Zum Auswechseln eines verbrauchten Schleifwerkzeugs
wird einfach das entsprechende Tragteil von dem Bolzen abgenommen, und ein neues
Schleifwerkzeug wird aufgesetzt; der hierfür erforderliche Zeit- und Arbeitsaufwand
ist äußerst gering.
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Weitere Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der folgenden Beschreibung
zweier Ausführungsbeispiele anhand der Zeichnungen. Diese zeigen schematisch jeweils
zwei Bauformen in einem, wobei das Tragteil der Deutlichkeit halber nur auf einem
Teil seines Umfangs mit Schleifelementen belegt ist.
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Fig. 1 ist die perspektivische Ansicht eines erfindungsgemäßen Schleifelements
,und Fig. 2 ist ein Schnitt durch das Schleifelement entlang der Linie II-II von
Fig. 1.
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Bezugnehmend zunächst auf Fig. 1, ist schematisch ein Schleifwerkzeug
1 dargestellt, das aus einem Tragteil 2 und daran angeordneten Schleifelementen
3, 4 besteht. Das Tragteil 2 hat die Gestalt einer zylindrischen Hülse. Es weist
eine axiale Mittelöffnung 5 auf, die in Gestalt einer Durchgangsbohrung angedeutet
ist. Vermittels dieser Mittelöffnung 5 läßt sich das Tragteil 2 auf einen Bolzen
6 aufziehen, wobei der Bolzen 6 wahlweise in das eine oder andere axiale Ende der
Mittelöffnung 5 eingreift. Es sind nicht näher dargestellte Mittel vorgesehen, um
das Tragteil 2 verdrehsicher auf dem Bolzen 6 zu arretieren. Wie in Fig. 1 erkennbar,
ragt der Bolzen 6 in dieser Baustellung ein Stück aus dem Tragteil 2 heraus. Das
überstehende Ende des Bolzens 6 läßt sich an dem rotierenden Maschinenelement eines
Antriebsaggregats festlegen, und insbesondere kann der Bolzen 6 in ein Futter gespannt
werden, das von der rotierenden Welle eines Antriebsaggregats getragen wird (nicht
dargestellt). Das Tragteil 2 läßt sich so in eine angetriebene Drehung versetzen,
und bei Annäherung an ein Werkstück werden die Schleifelemente 3, 4 wirksam.
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Die Schleifelemente 3, 4 stehen im wesentlichen radial von dem Tragteil
2 ab. Sie haben erfindungsgemäß die Form
von elastischen Schnüren
3 oder Bändern 4 mit einer abrasiven Oberfläche, wobei die Abbildungen zwei verschiedene
Arten von Schleifelementen 3, 4 an ein und demselben Tragteil 2 zeigen. Ein derartiges
Kombinationswerkzeug fällt zwar auch unter den Gedanken der vorliegenden Erfindung,
doch wird man normalerweise das Tragteil 2 mit in Kontur und Elastizität übereinstimmenden
Schleifelementen 3, 4 bestücken.
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Weiterhin sind in Fig. 1 und Fig. 2 die Schleifelemente 3, 4 der Deutlichkeit
halber nur auf einem Teil der Mantelfläche 7 des Tragteils 2 dargestellt. In der
Praxis nehmen die Schleifelemente 3, 4 dagegen vorzugsweise die ganze Mantelfläche
7 des Tragteils 2 ein.
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Wie man insbesondere in Fig. 2 erkennt, sind die Schleifelemente 3,
4 in die Oberfläche des Tragteils 2 eingelassen.
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Das Tragteil 2 weist hierzu eine Anzahl von radial orientierten Bohrungen
8 bzw. Schlitzen 9 auf, in die die Schleifelemente 3, 4 eingesetzt werden. Die Bohrungen
8 bzw. Schlitze 9 können als Sacklöcher ausgebildet sein, und eine dauerhafte Verankerung
der Schleifelemente 3, 4 kann beispielsweise in einer Klebeverbindung erzielt werden.
Die in den Abbildungen gezeigte, streng radiale Orientierung der Schleifelemente
3, 4 kann im Stillstand des Schleifwerkzeugs 1 allein auf Grund der innereren Elastizität
der Schleifelemente 3, 4 gewährleistet sein. Man kann die Schleifelemente 3, 4 aber
auch weicher auslegen , so daß sich die streng radiale Orientierung der Schleifelemente
3, 4 erst durch die Wirkung der Zentrifugalkraft im Leerlaufbetrieb des Schleifwerkzeugs
1 einstellt. Eine gewisse
Steifigkeit der Schleifelemente 3, 4
sollte aber gewährleistet sein, damit sie untereinander einen Abstand halten und
sich nicht verwirren. Zum Schleifen wird das erfindungsgemäße Werkzeug 1 so an ein
Werkstück angenähert, daß die Schleifelemente 3, 4 über seine zu bearbeitende Fläche
streichen. Die abrasive Oberfläche der Schleifelemente 3, 4 bewirkt hierbei einen
Materialabtrag.
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In einer bevorzugten Ausführungsform sind die Schleifelemente 3, 4
als rundum abrasiv wirkende Rundschnüre gestaltet.
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Diese wenden dem zu bearbeitenden Werkstück stets eine gerundete Schleiffläche
zu, wodurch eine starke abrasive Wirkung und eine flexible Anpassung an verschiedene
Oberflächenprofile erzielt wird. Ein kreisförmiger Querschnitt der Schleifelemente
3 wirkt überdies weitgehend der Gefahr entgegen, daß sich das Schleifelemente 3
in einer engen Nut oder Rinne des Werkstücks verfängt. Auf Grund ihrer Elastizität
wird die Rundschnur beim Schleifen nicht nur gebogen, sondern auch in sich verwunden.
Damit kommen nicht nur die dem Werkstück gegenüberliegenden Oberflächenpartien,
sondern auch die dem Werkstück abgewandten Rückseiten mit letzterem in schleifende
Berührung, und es erfolgt eine allseitige Abnutzung der Schleifelemente 3. Normalerweise
ist aber der Verschleiß an der Vorderseite der Schleifelemente 3 stärker; um das
erfindungsgemäße Schleifwerkzeug 1 voll auszunützen, empfiehlt es sich daher, die
Drehrichtung des Antriebsaggregats gelegentlich zu wechseln, oder aber das Tragteil
2 umzuspannen. Wie erwähnt, ist der Bolzen 6 für einen beidseitigen Eingriff in
der Mittelöffnung
5 des Tragteils 2 geeignet, und in diesen beiden
Baustellungen sind bei gleichbleibender Drehrichtung des Antriebsaggregats die Vorder-
und Rückseite des Schleifelements 3 in ihrer Rolle vertauscht.
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Ein kreisrunder Querschnitt der Schleifelemente 3 und eine abrasive
Wirkung über den gesamten Umfang sind für die Erfindung zwar von Vorteil, aber nicht
zwingend. Die Schleifelemente können vielmehr beispielsweise auch als flache Bänder
4 von geringer Breite gestaltet sein. Die Bänder 4 sind mit ihrer Breite vorzugsweise
in Axialrichtung des Tragteils 2 orientiert. Sie können einen rechteckigen Querschnitt
haben, wie dies in den Abbildungen dargestellt ist; diese Bauform ist herstellungstechnisch
besonders einfach. Doch kommen auch andere Querschnittsprofile für die Schleifelemente
4 in Betracht. In jedem Fall sollten die bandartigen Schleifelemente 4 an ihrer
Breitseite, d. h. der dem Werkstück zugewandten bzw. abgewandten Vorder-und Rückseite,
abrasiv wirken, damit ein Schleifen in beiden Drehrichtungen des Tragteils 2 möglich
ist. Im Interesse einer elastischen Auslenkung der Schleifelemente 4 und einer guten
Anpassung an die Oberflächenkontur des Werkstücks ist die Dicke der Bänder 4 klein
gegenüber ihrer axialen Breite, und die axiale Breite klein im Vergleich zu der
radialen Länge der Bänder4 zu wählen.
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Die die Schleifelemente 3, 4 aufnehmenden Radialbohrungen bzw. -schlitze
8, 9 in dem Tragteil 2 sind der Kontur der Schleifelemente 3, 4 angepaßt, so daß
diese formschlüssig
in die Radialbohrungen 8, 9 einsetzbar sind.
Wie man in Fig. 1 erkennt, sind die Radialbohrungen 8, 9 vorzugsweise auf Lücke
gesetzt über die Mantelfläche 7 des Tragteils 2 verteilt; man kann sich das gezeigte
Lochbild über die gesamte Mantelfläche 7 fortgesetzt denken. Die Schleifelemente
3, 4 sind in gestaffelt zueinander versetzten, sich in Axialrichtung erstreckenden
Reihen angeordnet.
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Wählt man insbesondere den Abstand zweier benachbarter Schleifelemente
3, 4 innerhalb einer Reihe kleiner als das Breitenmaß des Schleifelements 3, 4,
so können die Schleifelemente 3, 4 jeder zweiten Reihe in Umfangsrichtung gesehen
fluchten, und man erhält eine gleichmäßige Schleifwirkung über die volle axiale
Länge des Tragteils 2. Dieselbe Wirkung kann natürlich auch mit schmaleren, weiter
auseinandergesetzten Schleifelementen 3, 4 erzielt werden, wenn man eine entsprechend
größere Zahl gestaffelter Reihen vorsieht.
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Durch die auf Lücke gesetzte Anordnung der Schleifelemente 3, 4 wird
schließlich auch das Tragteil 2 in optimaler Dichte mit Schleifelementen 3, 4 belegt
(vgl. Fig. 2).
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Die Schleifelemente 3, 4 können beispielsweise aus Kunststoff bestehen.
Zur Erstellung einer abrasiven Oberfläche empfiehlt es sich in diesem Fall, die
Kunststoffstränge auf der ganzen oder einem Teil ihrer Oberfläche mit einem Schleifmittel
zu beschichten. Diese Bauform zeichnet sich durch billige Ausgangsmaterialien und
niedrige Fertigungskosten aus.
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Es ist aber beispielsweise auch möglich, die Schleifelemente 3, 4
aus Metall, z. B. Stahlblech oder Stahldraht, zu gestalten.
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Auch in diesem Fall kann eine abrasive Beschichtung vorgesehen sein,
doch besteht auch die Möglichkeit, die Schleifelemente 3, 4 mechanisch oder chemisch
aufzurauhen, und insbesondere kann ihnen in einem Prägeverfahren eine Oberflächenstruktur
nach Art eines Feilenhiebs verliehen werden.
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Das erfindungsgemäße Schleifwerkzeug findet eine bevorzugte Verwendung
zum Schleifen profilierter Hölzer. Es können aber auch Bleche und Kunststoffe mit
dem Schleifwerkzeug bearbeitet werden.