DE3816705C2 - - Google Patents

Description

Die Erfindung richtet sich auf ein umlaufendes Schleifwerk­ zeug bestehend aus einem Träger mit einer zylindrischen Oberfläche und wenigstens einer parallel zur Drehachse des Trägers verlaufenden Nut in dessen Oberfläche, einem unterbrochenen zylindrischen Schleifkörper mit einer Vielzahl von Schleifkörnern an seiner Oberfläche, der auf dem zylindrischen Träger (2) angebracht ist, wobei das eine Anschlagende des Schleifkörpers formschlüssig mit der Nut in Eingriff steht. Die Erfindung bezweckt die Verbesse­ rung eines umlaufenden Schleifwerkzeuges für Schleifautoma­ ten, tragbare Schleifgeräte u. dgl., welches zum Schleifen metallischer und nichtmetallischer Werkstoffe dient.

Umlaufende Schleifgeräte sind beispielsweise aus der JP-Pa­ tentanmeldung 13 796/74 (US-Patent 39 05 080) bekannt. Diese bekannten Schleifwerkzeuge weisen einen Träger mit einer elastischen Schicht an ihrer Oberfläche und einen endlosen zylindrischen Schleifkörper mit einer Vielzahl von Schleifkörnern an seiner Oberfläche auf, der so angebracht ist, daß er die elastische Schicht abdeckt. Bei einem sol­ chen üblichen Schleifwerkzeug erweitert sich bei der Dreh­ bewegung die elastische Schicht auf dem Träger infolge der auftretenden Zentrifugalkräfte und haftet durch Reibung an dem Schleifkörper. Infolgedessen folgt dieser der Umlaufbe­ wegung des Trägers. Die Übertragung des Drehmoments hängt ab von der Reibungskraft zwischen der elastischen Schicht und dem Schleifkörper, reicht jedoch vielfach nicht aus, und dieser Mangel hat sich als Nachteil solcher gebräuchli­ cher Schleifwerkzeuge erwiesen.

Aus diesem Grund sieht beispielsweise das DE-GM 83 30 184 einen rechteckig zugeschnittenen Schleifkörper vor, der um einen zylindrischen Träger gewickelt ist und mit einer Kante in eine achsparallele Nut in der Oberfläche des Trä­ gers eingreift. Zwar verhindert diese in tangentialer Rich­ tung formschlüssig wirkende Verbindung zwischen Schleifkör­ per und Träger ein durch die beim Schleifvorgang auftre­ tende Reibungskraft hervorgerufenes Gleiten des Schleifkör­ pers um den Umfang des Trägers. Die gegenseitige Festlegung ist jedoch auf die zum Umfang der Zylinderstirnseite paral­ lele Bewegungsrichtung beschränkt. Diese entspricht in man­ chen Anwendungsfällen der Relativbewegungsrichtung zwischen Schleifkörper und Werkstück. Häufig ist einer solchen Hauptbewegungsrichtung jedoch eine achsparallele Vorschub­ bewegung überlagert, welche beispielsweises eine gleichmäßi­ gere Abnutzung des Schleifkörpers bezweckt. Die hieraus re­ sultierende Querkraft kann von der Nutverbindung nicht auf­ genommen werden. Beim DE-GM 83 30 184 sind deshalb an den einander benachbarten Flächen des Schleifkörpers und des Trägers zueinander komplementäre, eine Klettverbindung bil­ dende Oberflächenbeschichtung vorhanden. Diese Maßnahme weist jedoch prinzipiell zwei Nachteile auf: Erstens ist die Haftkraft einer Klettverbindung begrenzt, so daß ein Wandern oder schraubenförmiges Verwinden des Schleifkörpers auf dem Träger nicht ausgeschlossen werden kann, insbeson­ dere bei hohen Reibungskräften zwischen Schleifkörper und Werkstück. Zweitens bildet die Klettverbindung eine elasti­ sche Schicht zwischen Schleifkörper und Träger, so daß wäh­ rend des Schleifvorgangs ein ständiges Verformen des Schleifkörpers und der Klettschicht auftritt, ähnlich dem Durchwalken eines Fahrzeugreifens. Dieser Effekt bedingt eine erhöhte Antriebskraft des Trägers und beeinträchtigt die Einstellbarkeit einer vorgegebenen Schleiftiefe.

Aufgabe der Erfindung ist es infolgedessen, diesem Nachteil abzuhelfen und ein umlaufendes Schleifwerkzeug mit einer zuverlässigen Drehmomentenübertragung zu schaffen, bei dem der Schleifkörper auch gegenüber achsparallel wirkenden Kräften formstabil ist.

Der Träger läuft in einer bestimmten Umlaufrichtung um, und bei seiner Drehung wird das Drehmoment durch den Eingriff der Zungen und Nuten in­ einander auf den Schleifkörper übertragen, wodurch der Schleifkörper in der Drehrichtung des Trägers umläuft. Durch die Einwirkung des umlaufenden Schleifkörpers auf den zu schleifenden Werkstoff bewirken die Schleifkörner des Schleifkörpers einen entsprechenden Schleifvorgang. Da die Laschen und Ausnehmungen des Schleifkörpers so ausgebildet sind, daß sie einander ergänzen, sind die Schleifkörner gleichmäßig über die gesamte Oberfläche verteilt und ermög­ lichen eine gleichmäßige Schleifwirkung. Durch die ineinan­ dergreifenden Verbindungslaschen und Ausnehmungen wird die Stabilität der zylindermantelförmigen Gestalt des Schleif­ körpers gegenüber einer achsparallelen Beanspruchung dra­ stisch erhöht, so daß insbesondere eine schraubenförmige Verwindung desselben vollständig ausgeschlossen ist.

Es liegt im Rahmen der Erfindung, daß an beiden Anschlagenden des Schleifkörpers Verbindungslaschen mit Zungen und an dem Träger zwei Nuten zum Eingriff der Zungen vorgesehen sind. Hierdurch wird der Vorteil erzielt, daß der Schleif­ körper stets fest am Träger anliegt. Einerseits wird somit ein ständiges periodisches Verbiegen des Schleifkörpers vermieden, was sich günstig auf Rundlauf und Antriebslei­ stung des Trägers auswirkt. Andererseits kann eine ge­ wünschte Schleiftiefe mit hoher Präzision angefahren wer­ den. Schließlich kann das Schleifwerkzeug in beiden Rich­ tungen betrieben werden.

Eine weitere, sinnvolle Ausgestaltung der Erfindung liegt darin, daß ein Anschlagende des Schleifkörpers mittels Zun­ gen in einer Nut des Trägers festgelegt ist und nahe der Nut ein Permanentmagnet eingebettet ist, der das andere An­ schlagende des Schleifkörpers anzieht. Diese Ausführungs­ form ermöglicht ein schnelles und problemlosen Auswechseln des Schleifkörpers, da der verbrauchte Schleifkörper auf einfachste Art vom Träger entfernt werden kann.

Eine andere, besonders vorteilhafte Ausführungsform der Er­ findung zeichnet sich dadurch aus, daß an beiden Anschlag­ enden des Schleifkörpers L-förmige Zungen angeordnet sind und die Nut eine umgekehrte T-Form aufweist, die zum Ein­ griff der Zungen dient, und daß ein umgekehrt T-förmiger Stab o. dgl. zur Sicherung des Eingriffs eingesetzt ist. Durch eine solche mit Hinterschneidungen versehene, form­ schlüssige Halterung der zungenförmigen Anschlagenden des Schleifkörpers in der dafür vorgesehenen Nut des Trägers ist eine Aufweitung des Schleifkörpers auch bei hohen Zen­ trifugalkräften unmöglich. Nach Herausziehen des T-förmigen Stabs kann der Schleifkörper entnommen und durch einen neuen ersetzt werden.

Schließlich entspricht es der Lehre der Erfindung, daß ein Rundstab zur Sicherung des Eingriffs eingesetzt ist. Dieser hat prinzipiell dieselbe Funktion wie ein T-förmiger Stab. Der Rundstab gewährt bereits durch die gegenseitige Ver­ spannung der L-förmigen Zungen beider Anschlagenden einen strammen Sitz des Schleifkörpers auf dem Träger. Daher ist eine Führung des Rundstabs nicht erforderlich. Dennoch kann dieser an seinen Enden im Träger geführt sein.

Weitere Einzelheiten und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der folgenden Beschreibung eini­ ger bevorzugter Ausführungsformen der Erfindung sowie anhand der Zeichnung. Hierbei zeigen:

Fig. 1 die perspektivische Darstellung eines dreh­ baren Schleifwerkzeugs nach einer ersten Ausführungsform der Erfindung;

Fig. 2 die perspektivische Darstellung des Trägers;

Fig. 3 die perspektivische Darstellung des Schleif­ körpers;

Fig. 4 eine Draufsicht auf das umlaufende Schleif­ werkzeug;

Fig. 5 einen vergrößerten Querschnitt zur Darstellung des Eingriffs der Zungen in eine Nut;

Fig. 6 eine gegenüber Fig. 5 abgewandelte Ausfüh­ rungsform;

Fig. 7 eine Anordnung mit innenliegendem Schleif­ körper;

Fig. 8 in Draufsicht eine Ausführungsform mit zwei Nuten, in die die an beiden Anschlagenden angeordneten Zungen eingreifen;

Fig. 9 einen Schnitt durch diese Ausführungsform;

Fig. 10 eine abgewandelte Ausführungsform mit einer Nut zur Aufnahme der Zungen im Schnitt;

Fig. 11 eine Schnittdarstellung L-förmiger Zungen an beiden Anschlagenden;

Fig. 12 eine hiervon abgewandelte Ausführungsform ebenfalls im Schnitt;

Fig. 13 einen Längsschnitt durch den Träger mit An­ schlägen für die Zungen des Schleifkörpers;

Fig. 14 eine entsprechende Darstellung mit Anschlägen für beide Seiten des Schleifkörpers und

Fig. 15 die Anschläge in einer weiteren Abwandlung, ebenfalls im Längsschnitt des Trägers.

Das Schleifwerkzeug 1 besteht im wesentlichen aus einem Träger 2 mit mindestens einer Nut 3, dem Schleif­ körper 4 mit Ausnehmungen 6 und Laschen 7. Der Träger 2 besitzt eine zylindrische Oberfläche 8 und ist dreh­ bar. Bei der dargestellten Ausführungsform weist der Träger 2 ein offenes und ein geschlossenes Ende auf, an welchem die Welle 10 befestigt ist. Der Zylinder 9 ist mit einer äußeren Zylinderfläche 8 und mit stufen­ förmigen Absetzungen 11 versehen. Die Welle 10 dient zur lösbaren Befestigung an der umlaufenden Welle eines Schleifautomaten, tragbaren Schleifgeräts od. dgl., was im einzelnen jedoch nicht dargestellt ist. Die Nut 3 ist in die Zylinderfläche 8 eingelassen. Bei der hier wiedergegebenen Ausführungsform sind die Nuten in der Mitte des Zylinders 6 angeordnet, und sie erstrecken sich in einer vorbestimmten Tiefe in Rich­ tung der Mittelachse des Zylinders 6. Sie verlaufen in axialer Richtung, und ihre Enden sind offen. Der Schleifkörper 4 ist von zylinderförmiger Gestalt, und er weist eine Vielzahl von Schleifkörnern 12 an seiner Oberfläche auf. Er dient zur Anbringung an der Zylin­ derfläche 8 des Trägers 2. Das dargestellte gekrümmte metallische Schleifblatt hat an seiner Außenfläche eine Vielzahl integrierter Schleifkörner 12. Für diesen Zweck geeignete metallische Schleifblätter sind beispielsweise in der JP-Patentanmeldung Nr. 1 51 477/83 (US-Patent 44 56 500) offenbart. Der Schleifkörper 4 ist so gekrümmt, daß sein Innendurch­ messer so gering ist, daß der Schleifkörper 4 zuverläs­ sig auf der Zylinderfläche 8 des Trägers 2 angebracht werden kann. Die Zungen 5 an den Anschlagenden des Schleifkörpers 4 greifen in eine Nut 3 ein. Bei der wiedergegebenen Ausführungsform sind die am einen Anschlagende des Schleifkörpers 4 angeordneten Zungen durch Umbiegen der Enden der Laschen 7 im rechten Winkel nach innen gebildet, d. h. entgegensetzt zu den Schleifkörnern 12. Die Ausnehmungen 6 sind dagegen an dem anderen Anschlagende des Schleifkörpers 4 vorgese­ hen. Bei der in der Zeichnung wiedergegebenen Ausfüh­ rungsform sind beispielsweise 7 trapezoidartige Ausnehmungen 6 in gleichen Abständen entlang der Längs­ achse vorgesehen. Beide Seiten eines jeden Anschlagen­ des des Schleifkörpers 4 können so gebogen sein, daß sie einen Anschlag 13 bilden, der das Abrutschen des Schleifkörpers 4 verhindert. Die Laschen 7 am anderen Anschlagende des Schleifkörpers 4 sind so angeordnet, daß sie und die Ausnehmungen 6 einander ergänzen. Bei der wiedergegebenen Ausführungsform sind beispielswei­ se sieben trapezoidförmige Laschen 7 in gleichmäßigen Abständen entlang der Achse angeordnet.

Die Wirkungsweise des erfindungsgemäßen Schleifwerk­ zeugs wird in Hinblick auf die oben beschriebene Aus­ bildung im folgenden erläutert:

Der Schleifkörper 4 ist lösbar an dem Träger 2 ange­ bracht. Zum Befestigen wird der Schleifkörper 4 erwei­ tert und dieser Zustand aufrechterhalten, bis der Zylinder des Trägers 2 in Achsrichtung eingeschoben worden ist. Nach dem Einführen werden die Anschläge 13 nach innen gebogen, um ein Abrutschen des Schleifkör­ pers 4 auszuschließen. Der Schleifkörper 4 verengt sich radial infolge der ihm innewohnenden Federkraft, und seine Innenfläche kommt an der Außenfläche 8 des Trägers 2 zur Anlage. Dann greifen die Zungen 5 in eine der Nuten 3, und die Laschen 7 legen sich in die Ausnehmungen 6 ein. Die Anschläge 13 greifen in die stufenförmigen Absetzungen 11 ein. Um den Schleifkör­ per 4 zu lösen, ist der umgekehrte Vorgang erforder­ lich mit der Ausnahme, daß die Anschläge 13 gebogen bleiben. Die Welle 10 wird mit der nicht dargestellten Drehwelle des Schleifwerkzeugs verbunden und der Trä­ ger 1 in der durch den Pfeil in Fig. 1 angedeuteten Richtung in Drehung versetzt, so daß die Zungen 5 sich an der Vorderseite des umlaufenden Schleifkörpers 4 befinden. Wird die Welle 10 in entgegengesetzter Rich­ tung gedreht, wird der Schleifkörper 4 umgekehrt bela­ stet, so daß die Zungen 5 erneut die vordere Stellung des umlaufenden Schleifkörpers 4 einnehmen. Bei der Drehung des Trägers 2 wird das Drehmoment über den Eingriff einer der Nuten 3 und der Zungen 5 auf den Schleifkörper 4 übertragen, so daß der Schleifkörper 4 in der gleichen Richtung wie der Träger 2 in Umlauf versetzt wird. Der umlaufende Schleifkörper 4 wird auf einem zu bearbeitenden Werkstoff angesetzt, der durch die Wirkung der Schleifkörner 12 bearbeitet wird. Die Ausnehmungen 6 und die Laschen 7 sind komplementär zueinander angeordnet, ohne in völligem Kontakt mitein­ ander zu stehen. Die Schleifkörner 12 sind gleichmäßig über den Umfang der Schleiffläche verteilt und bewir­ ken eine gleichmäßige Bearbeitung des Materials. Da die Anschläge 13 in die stufenartigen Absetzungen 11 eingreifen, kann der Schleifkörper 4 nicht in axialer Richtung von dem Träger 2 abrutschen. Der Träger 2 ist bei einer bevorzugten Ausführungsform ein Hohlzylin­ der, kann allerdings auch ein Vollzylinder sein. Die Nuten 3 des Trägers 2 sind bei der wiedergegebenen Ausführungsform durchgehend ausgebildet. Sie können allerdings auch entsprechend der Anordnung der Zungen 5 in Segmenten ausgebildet sein. In diesem Fall be­ wirkt der Eingriff ebenfalls, daß der Schleifkörper 4 an einem Abrutschen gehindert wird. Die Zungen 5, die an den Enden der Laschen 7 angeordnet sind, können auch an den anderen mit Ausnehmungen versehenen Ende vorgesehen sein. Sie sind bei der dargestellten Ausfüh­ rungsform durch Umbiegen gebildet. Sie können aller­ dings auch aus selbständigen angeschweißten Teilen bestehen. Die Ausnehmungen 6 und die Laschen 7 sind beispielsweise trapezoidförmig, sie können jedoch auch dreieckig, rechtwinklig oder halbkreisförmig gestaltet sein. Die Anzahl der Ausnehmungen 6 und der Laschen 7 kann gegenüber den sieben Exemplaren bei der darge­ stellten Ausführungsform auch vergrößert oder verklei­ nert werden. Der dargestellte Schleifkörper 4 trägt an der dem Träger 2 anliegenden Rückseite keine Schleifkör­ ner 12. Allerdings wäre dies durchaus möglich. Die Schleifkörner 12 des Schleifkörpers 4 sind in diesen integriert. Sie können jedoch auch getrennt herge­ stellt und mit einem Metallblatt od. dgl. verbunden sein. Der Träger 2 und der Schleifkörper 4 sind hier zylindrisch gestaltet, können jedoch auch konisch oder tonnenförmig ausgebildet sein, so daß sich der Durch­ messer in axialer Richtung verändert. Die Nuten 3 des Trägers 2 und die Zungen 5 des Schleifkörpers 4 verlau­ fen im rechten Winkel zur Tangentialebene, sie können jedoch auch im spitzen Winkel zu dieser verlaufen, wie Fig. 6 erkennen läßt.

Der an der Außenfläche 8 angebrachte Schleifkörper 4 kann auch an der Innenfläche des Trägers 2 angeordnet sein, wie Fig. 7 erkennen läßt. In diesem Fall ist die Nut 3 in die Innenfläche des Trägers 2 eingeschnitten, während die Zungen 5 nach außen gebogen sind und die Schleifkörner 12 an der Innenfläche des Schleifkörpers 4 sitzen.

Die Fig. 8 bis 12 lassen erkennen, daß die an dem einen Anschlagende des Schleifkörpers 4 angeordneten Zungen 5 angeordnet und die Nuten 3 so ausgebildet sind, daß sie die Zungen 5 aufnehmen. Die Fig. 8 und 9 zeigen eine Ausführungsform, bei der Zungen 5 an beiden Enden und an dem Träger 2 zwei Nuten 3 vorgesehen sind, die zum Eingriff der Zungen 5 dienen. Aus Fig. 10 geht hervor, daß Zungen 5 an einem Anschlagende angeordnet sind und eine Nut 3 am Träger 2 zum Eingriff der Zungen 5 dient. Gleichzeitig ist ein Permanentmagnet 14 in den Träger 2 nahe der Nut 3 eingebettet, so daß er das andere Anschlagende anzieht. Die Fig. 11 zeigt L-förmig gestaltete Zungen 5 an beiden Anschlagenden des Schleifkörpers 4. Eine umgekehrt T-förmige Nut 3 ist im Träger 2 angeordnet und dient zum Eingriff der Zungen 5 und in die Nut 3 ist ein ebenfalls T-förmiger Einsatz, Stab od. dgl. (etwa mit dem Querschnitt einer Eisenbahnschiene) eingeführt, um den festen Eingriff zu gewährleisten. Aus Fig. 12 geht eine Ausführungs­ form hervor, bei der die Zungen 5 ebenfalls L-förmig ausgebildet und an beiden Anschlagenden des Schleifkör­ pers 4 vorgesehen sind. In dem Träger 2 ist eine dem Eingriff der Zungen 5 dienenden Nut 3 angebracht, und in diese ist ein Rundstab 15 od. dgl. zur Gewährleistung des sicheren Eingriffs eingefügt.

Die Ausführungsformen nach den Fig. 8 bis 12 verhin­ dern die Ausdehnung des Schleifkörpers 4 selbst unter hohen Zentrifugalkräften, und in diesen Fällen, ausge­ nommen die Ausführungsform nach Fig. 10, braucht der Schleifkörper 4 nicht entfernt zu werden, selbst wenn die Welle 10 in umgekehrter Richtung umläuft.

Der Eingriff der stufenartigen Ausnehmungen 11 an dem Träger 2 mit den Anschlägen 13 des Schleifkörpers 4, der ein Abrutschen des Schleifkörpers 4 verhindert, ist jedoch auch entbehrlich und kann durch die aus den Fig. 13 bis 15 ersichtlichen Ausführungsformen ersetzt werden. Fig. 13 zeigt an dem Träger 2 vorgese­ hene Anschläge 16 zum Eingriff mit den Zungen 5 des Schleifkörpers 4. Bei der Ausführungsform nach Fig. 14 hingegen wirken an dem Träger 2 angebrachte Flanschen 14 als Anschläge für beide Seiten des Schleifkörpers 4. Fig. 15 zeigt wiederum ein am Träger 2 vorgesehene Anschläge, die an beiden Seiten mit den Enden des Schleifkörpers 4 in Berührung stehen und diese übergrei­ fen, wobei sie eine Erweiterung des Schleifkörpers 4 verhindern.

Die vorbeschriebene Erfindung führt zu den im folgen­ den erläuterten bemerkenswerten Wirkungen:

• 1. Die Ausbildung, bestehend aus einem Träger 2 mit darin angebrachten Nuten 3, einem Schleifkörper 4 mit Zungen 5, Laschen 7 und Ausnehmungen 6 daran ermöglichen eine zuverlässige Übertragung des Drehmoments durch den Eingriff der Zungen 5 und Nuten 3.
• 2. Die Laschen 7 und Ausnehmungen 6 an beiden Anschlagen­ den des Schleifkörpers 4 ergänzen einander und bewir­ ken eine einwandfreie Bearbeitung des zu schleifen­ den Materials.
• 3. Der erfindungsgemäße Schleifkörper 1 in Form eines unterbrochenen Zylinders erspart die Notwendigkeit eines Schweißvorgangs und vermeidet infolgedessen durch das Schweißen hervorgerufene Defekte.
• 4. Der erfindungsgemäße Schleifkörper 1 in Form eines unterbrochenen Zylinders kann ohne weiteres ge­ dehnt werden, so daß der ebenso leicht aufgebracht wie abgenommen werden kann.

Claims (5)

1. Umlaufendes Schleifwerkzeug (1), bestehend aus einem Träger (2) mit einer zylindrischen Oberfläche (8) und wenigstens einer parallel zur Drehachse des Trägers (2) verlaufenden Nut (3) in dessen Oberfläche (8), einem unterbrochenen zylindrischen Schleifkörper (4) mit einer Vielzahl von Schleifkörnern (12) an seiner Oberfläche, der auf dem zylindrischen Träger (2) angebracht ist, wobei das eine Anschlagende des Schleifkörpers (4) formschlüssig mit der Nut (3) in Eingriff steht, dadurch gekennzeichnet, daß wenigstens eines der Anschlagenden des Schleifkörpers (4) Ausnehmungen aufweist, und an dem anderen Anschlagende Verbindungslaschen (7) gebildet sind, die die Ausnehmungen (6) jeweils ergänzen und wobei die Enden der Verbindungslaschen (7) als in das Innere der Nut (3) gebogene Zungen (5) ausgeführt sind.

2. Schleifwerkzeug nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß an beiden Anschlagenden des Schleifkörpers (4) Verbindungslaschen (7) mit Zungen (5) und an dem Träger (2) zwei Nuten (3) zum Eingriff der Zungen (5) vorgesehen sind.

3. Schleifwerkzeug nach Anspruch 1, bei dem das eine Anschlagende des Schleifkörpers (4) mittels der Zungen (5) in der Nut (3) des Trägers (2) festgelegt ist, dadurch gekennzeichnet, daß nahe der Nut (3) ein Permanentmagnet (14) eingebettet ist, der das andere Anschlagende des Schleifkörpers (4) anzieht.

4. Schleifwerkzeug nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß an beiden Anschlagenden des Schleifkörpers (4) L-förmige Zungen (5) angeordnet sind und die Nut (3) eine umgekehrte T-Form aufweist, die zum Eingriff der Zungen (5) dient und daß ein umgekehrt T-förmiger Stab (15) od. dgl. zur Sicherung des Eingriffs eingesetzt ist.

5. Schleifwerkzeug nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß ein Rundstab (15) zur Sicherung des Eingriffs eingesetzt ist.