DE4206823A1

DE4206823A1 - Vorrichtung zur mechanischen bearbeitung einer oberflaeche oder einer vielzahl von schaftfoermigen gegenstaenden

Info

Publication number: DE4206823A1
Application number: DE19924206823
Authority: DE
Inventors: Helmuth Umbehr; Gody Buehler
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1992-03-04
Filing date: 1992-03-04
Publication date: 1993-09-09
Anticipated expiration: 2012-03-05
Also published as: DE4206823C2; WO1993017546A1; EP0586629A1

Description

Vorrichtung zur mechanischen Bearbeitung einer Oberfläche oder einer Vielzahl von schaftförmigen Gegenständen.

Technisches Gebiet

Oberflächenbearbeitungstechnik im Gebiet des Bauwesens, der Malerei/Tapeziererei und der Architektur. Schneiden von fasriger oder stengliger Biomasse aller Art.

Die Erfindung bezieht sich auf die Bearbeitung von zu reinigenden Oberflächen, die Vorbereitungen zur Ablösung von Tapeten oder anderen Oberflächenschichten, die Her stellung von Rillen, Nuten etc. in Oberflächen von Gegen ständen, ferner auf das Schneiden von Gräsern, Sträuchern, Büschen, das Mähen von Gras und Rasen und anderen pflanz lichen Gegenständen.

Im engeren Sinne bezieht sich die Erfindung auf eine Vorrichtung zur mechanischen Bearbeitung einer Oberfläche oder einer Vielzahl von schaftförmigen Gegenständen, welche aus einem eine Rotationsbewegung vermittelnden Antriebsmechanismus und mindestens einer Welle und einem Rotationskörper sowie mindestens einem rotierenden, durch Massenkräfte im Normalbetriebszustand in seiner Lage innerhalb gewisser Grenzen mit Ausweichmöglich keiten im wesentlichen bestimmten, flachen messerartigen Schneidwerkzeug besteht.

Stand der Technik

Maschinen und Geräte zum Perforieren und Aufreißen von Tapeten, zum Brechen und Aufrauhen von Oberflächen zonen und Fräsen oder Kratzen von Rillen und Nuten in letztere sind in zahlreichen Ausführungsformen bekannt. Sie werden vor allem bei Reparatur-, Instandstellungs- und Umbauarbeiten im Bauwesen, in der Architektur, in der Großflächen-Malerei und Tapeziererei und im all gemeinen Baugewerbe eingesetzt.

Es sind Vorrichtungen im Gebrauch, welche wasserundurch lässige Tapeten punktweise mittels sägezahnähnlichen Werkzeugen oder geraden bzw. schräggestellten Stachel walzen perforieren, um dem später aufgebrachten Lösungs mittel zur Aufweichung und Auflösung des unter der Tapete liegenden Leims das Eindringen zu ermöglichen. Das gleiche bezwecken maschinelle oder Handgeräte in Form von Auf reißhaken mit gebogener Klinge zur Herstellung von Furchen und Ritzen, welche der Flüssigkeit den Weg unter die Tapete ebnen sollen. Es sind ferner Maschinen be kannt, welche zum Brechen, Ritzen, Lockern und Einschnei den von Oberflächenschichten benutzt werden. Diese sind meistens mit Kreissägen oder Fräsen ausgerüstet, die in ihrer Tiefenwirkung durch mannigfaltige Verstell mechanismen den Verhältnissen angepaßt werden können. Außerdem gibt es Oberflächenfräsmaschinen mit walzen artigen, mit fest eingebauten Messern bestückten Fräsern zur spanabhebenden Bearbeitung von großen Flächen, welche durch seitliche Auflagerollen parallel zur Ober fläche geführt werden. Eine weitere Kategorie stellen die rotierenden Werkzeuge von Geräten zur Entrostung und zur Entfernung von Oxyd- und Farbschichten sowie zur Bearbeitung von profilierten Oberflächen dar. Hier bei werden die eigentlichen Bearbeitungswerkzeuge, die die verschiedensten Formen wie Lamellen, Meißel, Schlag hämmer, Zahnkränze, gezackte kreissägeförmige Scheiben etc. haben können, durch Zentrifugalkräfte gegen die Werkstückoberfläche geschleudert. Je nach Werkzeugge staltung und Material üben diese Werkzeuge eine hämmernde, verfestigende oder schneidende, kratzende, aufrauhende, schabende, abrasive, schälende, zerstörende Wirkung auf die Oberflächenzone des zu bearbeitenden Werkstücks aus.

Die vorgeschlagenen und ausgeführten Werkzeuge und Mecha nismen der vorgenannten Maschinen und Geräte genügen oft den Anforderungen der Praxis nicht. Vielfach sind die Vorrichtungen entweder zu unhandlich und zu schwer, was deren Verwendung insbesondere für die Bearbeitung von Wänden und Decken nahezu verunmöglicht, oder sie sind zu leicht und zu primitiv und erleiden im Betrieb wegen dem Rückprall, den Schlägen und anderen Reaktions- und Massenkräften Schäden, die sie in kurzer Zeit un brauchbar machen.

Die Perforier- und Auflockerungsmaschinen für Tapeten sind oft zu wenig wirksam, so daß das Eindringen des Lösungsmittels zur Lockerung der Tapete nur unvollständig oder viel zu langsam erfolgt.

Oberflächenfräsapparate mit in Walzen starr befestigten rotierenden Messern oder ganzen starren Kreissägen oder Bündeln gezackter Scheiben zeigen wegen ihrer mangelnden Flexibilität und Ausweichmöglichkeit vor harten, in der Oberflächenzone eingebetteten Fremdkörpern übermäßig hohen Verschleiß an Werkzeugen. Auch sind bei dieser Art Maschinen die Rückprallkräfte sehr hoch, so daß sie zum Abheben vom Werkstück, zum Rütteln und zu Vibra tionen neigen. Dies wiederum hat mangelhafte Qualität der Arbeit sowie vorzeitige Ermüdung des Personals zur Folge.

Ausgeführte Maschinen mit kreisförmigen gezackten, kreis sägeartigen Schneid- und Schlagwerkzeugen erfüllen eigent lich die Bedingung des Ausweichens gegenüber einem harten Fremdkörper nicht, da sie sich nicht echt von diesem abheben, sondern ihn sozusagen überrollen. Dadurch kommen immer wieder neue Zähne mit dem Fremdkörper in Eingriff, was den Verschleiß vergrößert. Bei Werkzeugen anderer seits, welche aus einer Anzahl frei beweglicher Laschen, Hämmer oder Meißel bestehen, sind die Massen und somit die Massenkräfte zu groß und die Anpassung an die Uneben heiten der Werkstückoberfläche ungenügend. Außerdem behindern die sich zum Teil überlappenden und berühren den Bearbeitungselemente gegenseitig in ihrer Beweglich keit und Ausweichmöglichkeit, so daß sie ähnlich wie kompakte größere Massen wirken. Zahlreiche derartige auf dem Markt befindliche Maschinen haben sich in der Praxis nicht bewährt, so daß ihr Einsatz beschränkt geblieben ist.

Es besteht daher ein großes Bedürfnis zur Weiterentwick lung, Verbesserung und Vervollkommnung derartiger Vor richtungen und speziell ihrer eigentlichen Werkzeuge und Werkzeuganordnungen.

Zum Stand der Technik werden folgende Druckschriften zitiert:

- CH-A-6 46 910
- DE-B-26 25 980
- CH-A-6 32 954
- EP-A-04 20 414
- DE-A-36 37 202
- DE-B-10 19 257
- DE-B-10 31 740

Darstellung der Erfindung

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung zur mechanischen Bearbeitung einer Oberfläche oder einer Vielzahl von schaftförmigen biologischen Gegenständen anzugeben, welche unter Wahrung der optimalen Wirkung der in jedem spezifischen Verwendungsfall angestrebten Bearbeitung eine möglichst lange Standzeit des dem Ver schleiß unterworfenen Werkzeugs, möglichst weitgehende Schonung des letzteren beim Auftreten eines Hindernisses in Form eines in der Oberflächenzone des zu bearbeitenden Gegenstandes liegenden harten störenden Fremdkörpers, sowie möglichst kleine Rückwirkung auf die Betriebsweise der Vorrichtung wie Schläge, Prellungen, Vibrationen, Abheben etc. durch besagtes Hindernis gewährleistet. Desgleichen soll beim Auftreten eines derartigen Hinder nisses die Oberfläche des zu bearbeitenden Gegenstandes selbst möglichst nicht beschädigt werden. Die Vorrichtung soll vielfältiger Verwendung zugänglich sein und im Aufbau einfach und kostengünstig ausfallen.

Diese Aufgabe wird dadurch gelöst, daß in der eingangs erwähnten Vorrichtung das Schneidwerkzeug in radialer Richtung eine längliche Form besitzt und an seinem äußeren Ende mit einer tangential wirkenden Schneide versehen ist, während sich an seinem inneren Ende eine Öffnung befindet, in die mit Spiel ein Bolzen des Rota tionskörpers zur Übertragung der Rotationsbewegung eingreift, dergestalt, daß das Schneidwerkzeug die Möglichkeit hat, um die Bolzenachse herum eine volle Drehbewegung von 360° auszuführen, so daß beim Auftreffen der Schneide auf ein unüberwindbares, nicht zu durch schneidendes Hindernis in Form eines im zu bearbeitenden Stoff eingebetteten harten Fremdkörpers das Schneidwerk zeug in tangentialer oder in tangentialer und/oder radi aler Richtung ausweicht, wobei eine Beschädigung des zu bearbeitenden Stoffs oder des Schneidwerkzeugs oder der gesamten Vorrichtung vermieden wird.

Weg zur Ausführung der Erfindung

Die Erfindung wird anhand der nachfolgenden, durch Figuren näher erläuterten Ausführungsbeispiele beschrieben.

Dabei zeigt:

Fig. 1 eine schematische Darstellung in Seitenriß/Quer schnitt des Prinzips der Vorrichtung mit der ihr zugrunde liegenden Kinematik,

Fig. 2 eine schematische Darstellung der verschiedenen Formen der Aufhängung des Schneidwerkzeugs am Rotationskörper,

Fig. 3 eine perspektivische Darstellung einer Ausfüh rung des rotierenden Teils der Vorrichtung mit Walze,

Fig. 4 eine perspektivische Darstellung einer Ausführung des rotierenden Teils der Vorrichtung mit mehreren Scheiben,

Fig. 5 eine Perspektivische Darstellung einer Ausfüh rung des rotierenden Teils der Vorrichtung mit einer Scheibe,

Fig. 6 ein Schematischer Seitenriß/Schnitt einer Aus führung einer Vorrichtung mit elastisch gelager ten Kufen,

Fig. 7 eine perspektivische Darstellung einer Ausfüh rung des vertikalachsigen rotierenden Teils der Vorrichtung zum Schneiden von schaftförmigen Gegenständen,

Fig. 8 eine schematische Darstellung in Seitenriß/Quer schnitt des Prinzips der Vorrichtung mit zweifachem Gelenk und mit der ihr zugrunde liegen den Kinematik,

Fig. 9 eine schematische Darstellung in Seitenriß/Quer schnitt einer Aufhängung der Schneidwerk zeuge mit zweifachem Gelenk und Ausgleichshebel.

Fig. 1 ist eine schematische Darstellung in Seitenriß/Quer schnitt des Prinzips der Vorrichtung mit der ihr zugrunde liegenden Kinematik. 1 stellt die Welle des Antriebsmechanismus im Profil dar. 2 ist der zugehörige Rotationskörper, dessen Drehrichtung durch einen Pfeil im Gegenuhrzeigersinn angedeutet ist. 3 ist ein exzen trisch auf dem Reaktionskörper 2 sitzender, axial ange ordneter Bolzen, der das Schneidwerkzeug 4 mit der Schnei de (Messer, Klinge) 5 trägt. Letzteres wird durch die Zentrifugalkraft im Betrieb nach außen geschleudert, so daß seine Längsachse radial zu stehen kommt. 6 ist eine Öffnung im Schneidwerkzeug 4, welche verschiedene Abmessungen und Formen bezüglich des Querschnitts des Bolzens 3 aufweisen kann. 7 stellt den Grundkörper (Wand, Boden, Decke etc.) dar, dessen Oberfläche 8 (Randzone, Deckschicht etc.) bearbeitet werden soll. Im Normalfall dringt die Schneide 5 gerade bis zur Grenzfläche zwischen der Schicht der Oberfläche 8 und dem Grundkörper 7 ein. 9 stellt einen vergleichsweise harten Fremdkörper dar, der sich der Schneide 5 beim Bearbeitungsvorgang als Hindernis angegenstellt. Durch den hierbei ausgeübten Schlag (Impulsdifferenz) wird das Schneidwerkzeug 4 zum Ausweichen gezwungen und pendelt gegen die Drehbe wegung des Rotationskörpers 2 im Sinne des gestrichelten Pfeils aus, wobei es um den Bolzen 3 rotiert. Das Schneid werkzeug 4 kann grundsätzlich eine volle Kreisbewegung von 360° um den Bolzen 3 herum ausführen.

Fig. 2 bezieht sich auf eine schematische Darstellung der verschiedenen Formen der Aufhängung des Schneidwerk zeugs am Rotationskörper. 1 ist die Welle des Antriebs mechanismus im Profil, 2 der entsprechende Rotations körper, welcher die Schneidwerkzeuge 4 trägt. Unabhängig von der Form der Schneidwerkzeuge 4 und ihrer Schneiden (Messer, Klinge) 5 sind in dieser Fig. 4 Varianten von Öffnungen 6 zur Aufhängung dargestellt. 6a ist eine kreisrunde Öffnung im Schneidwerkzeug 4, die ver gleichsweise wenig Spiel aufweist, so daß ein Ausweichen des letzteren beim Auftreffen auf ein Hindernis tangential mit Bolzen 3 im Rotationskörper als Drehpunkt erfolgt. 6b zeigt eine Öffnung, die als Langloch (radialer Längs schlitz parallel zur Längsrichtung des Schneidwerkzeugs 4) ausgebildet ist. 6c ist eine dreieckförmige Öffnung im Schneidwerkzeug 4 und 6d eine elliptische Öffnung mit ihrer Längsachse parallel zur Längsrichtung des Schneidwerkzeugs 4. 6e (nicht dargestellt) bezieht sich auf eine elliptische Öffnung mit ihrer Längsachse schief zur Längsrichtung der Schneidwerkzeuge 4 und 6f (nicht dargestellt) ein schiefer Längsschlitz als Öffnung. Die Formen 6b, 6c, 6d, 6e und 6f der Öffnung im Schneidwerkzeug 4 erlauben beim Aufprall auf ein Hindernis sowohl ein tangentiales wie ein radiales Aus weichen des Schneidwerkzeugs 4. Es wird dabei darauf geachtet, daß das jeweilige Spiel zwischen Öffnung 6 und Bolzen 3 nicht zu groß ausfällt, um ein Vibrieren, Rattern oder Hüpfen der Vorrichtung im Betrieb zu ver meiden.

Fig. 3 zeigt eine perspektivische Darstellung einer Ausführung des rotierenden Teils der Vorrichtung mit Walze. 1 ist die Welle des Antriebsmechanismus, auf der der als Walze 10 ausgebildete Rotationskörper 2 sitzt. Die Walze 10 weist eine Anzahl von radial eingeschnitte nen Nuten (11) auf, die die Schneidwerkzeuge 4 (hier ohne Profil der Schneide nur schematisch dargestellt) tragen. Zu diesem Zweck ist die Walze 10 mit einem axial durchgehenden Bolzen 3 bestückt. Letzterer ist in der herausgebrochenen vordersten scheibenartigen Partie der Walze 10 deutlich sichtbar gemacht. Es versteht sich von selbst, daß statt der einseitigen Aufhängung der Schneidwerkzeuge 4 ihre Stellung in axialer Rich tung verschieden ausgeführt werden kann. Auch sind mehrere Schneidwerkzeuge pro Nut 11 denkbar. Beide Maßnahmen sind im Interesse der Leistungssteigerung der Schneid werkzeuge 4 und des Massenausgleichs erwünscht. Im vor liegenden Fall ist in der Figur auf diese Darstellungen im Interesse der Übersichtlichkeit verzichtet worden. Die schematische Darstellung soll das Prinzip hervor heben.

Fig. 4 bezieht sich auf eine perspektivische Darstellung einer Ausführung des rotierenden Teils der Vorrichtung mit mehreren Scheiben. Auf der Welle 1 des Antriebs mechanismus sitzen koaxial mehrere kreisförmige Scheiben 12, die jeweils durch einen Zwischenraum 13 voneinander getrennt sind. In diesen Zwischenräumen 13 sind die Schneidwerkzeuge (nur schematisch gezeichnet) auf einem durchgehenden Bolzen 3 drehbar gelagert. Die Scheiben 12 sind der Übersichtlichkeit halber stark auseinander gezogen dargestellt, so daß der Zwischenraum 13 über trieben breit erscheint. In Wirklichkeit sind die Zwi schenräume 13 nur schmal (vergl. Nut 11 in Fig. 3). Im übrigen gilt das unter Fig. 3 Gesagte in vollem Umfang.

Fig. 5 gibt eine perspektivische Darstellung einer Aus führung des rotierenden Teils der Vorrichtung mit einer Scheibe wieder. Die Bezugszeichen 1 bis 6 entsprechen denjenigen der Fig. 1. Auf der Welle 1 ist die einzelne Scheibe 12 aufgekeilt, die auf je einer Seite an zwei diametral gegenüberliegenden axialen Bolzen 3 die Schneid werkzeuge 4 mit ihren scharfkantigen Schneiden (Klinge) 5 trägt. Die gegenüber dem Durchmesser des Bolzens 3 größere Öffnung 6 im Schneidwerkzeug 4 ist übertrieben groß dargestellt, um das Spiel und die durch die Zentri fugalkräfte verursachte radiale Verschiebung nach außen sichtbar zu machen.

In Fig. 6 ist ein schematischer Seitenriß/Schnitt einer Ausführung einer Vorrichtung mit elastisch gelagerten Kufen dargestellt. Die linke Bildhälfte bezieht sich auf einen Vertikalschnitt senkrecht zur Achse des An triebsmechanismus, die rechte Bildhälfte auf eine Seiten ansicht der Vorrichtung. 1 ist die Welle des Antriebs mechanismus vom Profil gesehen, 2 der Rotationskörper, 3 der Bolzen in letzterem und 4 das Schneidwerkzeug mit seiner Schneide 5. Dieser rotierende Teil der Vor richtung ist in einem Gestell gelagert, das im wesent lichen aus einem Tisch 14 mit nach unten vorkragenden Augen mit abgesetzten Bohrungen zur Geradführung der Kufen 16 besteht. Letztere werden mittels der zylindri schen, ebenfalls abgesetzten Stäbe 15 geführt und mit Hilfe der Schraubenfedern 17 elastisch auf die zu be arbeitende Oberfläche gepreßt. Die Federvorspannung wird mit den als Gewinderinge ausgeführten Spannmuttern 18 eingestellt. Der maximal erzielbare Federweg ist durch die als Anschlag wirkenden Absetzungen in 14 und 15 begrenzt. Die Begrenzung verhindert ein Anschneiden bzw. Anfressen der inneren Kufenkanten durch das Schneid werkzeug 4.

Fig. 7 zeigt eine perspektivische Darstellung einer Ausführung des vertikalachsigen rotierenden Teils der Vorrichtung zum Schneiden von schaftförmigen Gegenständen. Die Bezugszeichen 1, 3, 4, 5 entsprechen genau denjenigen der Fig. 1. Am unteren Ende der vertikalachsigen Welle 1 des Antriebsmechanismus befindet sich die kreisrunde Scheibe 12, die an 3 um je 120° gegeneinander versetzten Stellen in der Nähe ihres Umfangs die nach unten vor kragenden Bolzen 3 trägt. An jedem Bolzen 3 hängt lose je ein in der Horizontalebene liegendes Schneidwerkzeug 4, das durch die Zentrifugalkraft während der Rotation in radialer Stellung festgehalten wird. Die Drehrichtung der Scheibe 12 ist durch einen Pfeil angedeutet. Das Schneidwerkzeug 4 ist an seiner vorderen Kante als Schlagmesser mit scharfer Schneide 5 zum Schneiden von schaftförmigen Gegenständen wie Gras, Halme, vergleichs weise dünne Stengel von Büschen, Sträuchern etc. aus gebildet, wobei seine Abmessungen, insbesondere seine radiale Länge dem Verwendungszweck angepaßt ist. Im Falle des Schneidens von Gräsern wird die Schneide 5 (Klinge) vergleichsweise lang ausgeführt. Stichwort "Rasenmäher".

Fig. 8 ist eine schematische Darstellung in Seitenriß/Quer schnitt des Prinzips der Vorrichtung mit zweifachem Gelenk und mit der ihr zugrundeliegenden Kinematik. 1 stellt die Welle des Antriebsmechanismus von der Stirn seite her gesehen dar. 2 ist ein auf ihr aufgekeilter Rotationskörper, dessen Drehrichtung durch einen Pfeil angedeutet ist. Im Rotationskörper 2 sitzt ein exzent risch und axial angeordneter Bolzen 3, der über die Öffnung 20 eine längliche, durch die Zentrifugalkraft radial ausgerichtete Lamelle 19 trägt. Diese ihrerseits besitzt an ihrem vom Rotationszentrum entfernten Ende außen einen Stift 21, an dem das Schneidwerkzeug 4 hängt. Diese ist an ihrer dem Umfang benachbarten, in Drehrichtung vorderen Partie mit der Schneide 5 in Form einer Klinge ausgerüstet. Die Bezugszeichen 7 für den Grundkörper, 8 für die zu bearbeitende Oberfläche und 9 für den als Hindernis für die Bearbeitung wirkenden Fremdkörper entsprechen genau der Fig. 1. Beim Aufprall auf den Fremdkörper 9 weichen sowohl das Schneidwerk zeug 4 wie die Lamelle 19 tangential aus, was durch entsprechende Winkelverschiebungen und Pfeile angedeutet ist. Dabei werden Rotationsbewegungen um den Bolzen 3 bzw. den Stift 21 ausgeführt. Diese Anordnung gestattet eine größere Flexibilität der Ausweichmöglichkeiten gegenüber dem Hindernis, ohne daß es zum Rattern kommt. Außerdem wird der wirksame Hebelarm verlängert und die Schnittgeschwindigkeit erhöht, ohne daß das ver gleichsweise teure Schneidwerkzeug 4 übermäßig lang und teuer ausgeführt werden muß. Dies fällt insbesondere bei Verwendung teurer Werkstoffe wie Hartmetalle und Spezialstähle für das Schneidwerkzeug 4 wirtschaftlich ins Gewicht.

Fig. 9 zeigt eine schematische Darstellung in Seitenriß/Quer schnitt einer Aufhängung des Schneidwerkzeugs mit zweifachem Gelenk und Ausgleichshebel. 1 ist die Welle des Antriebsmechanismus, die den Rotationskörper 2 trägt, welcher an seinem stirnseitigen Ende einen zentralen Zapfen 25 als Drehpunkt für den Ausgleichsmechanismus und an zwei diametral gegenüberliegenden Stellen je einen Bolzen 3 aufweist. Hier ist je eine längliche Lamelle 19 über eine Öffnung 20 angelenkt, die ihrer seits mit einem Stift 21 außen und einem Stift 22 innen an ihren Enden versehen ist. An jedem Stift 21 hängt über eine Öffnung 6 je ein Schneidwerkzeug 4 mit seiner Schneide (Klinge) 5. Die Bezugszeichen 7, 8 und 9 ent sprechen genau denjenigen der Fig. 1. Als Ausgleichs mechanismus zur Kompensation der Massenkräfte ist in der Mitte koaxial zum Rotationskörper 2 ein Ausgleichs hebel 23 mit einer zentralen Öffnung 24 und mit an den Enden sitzenden Langlöchern 26 angeordnet. Jedes dieser Langlöcher 26 greift in je einen innenliegenden Stift 22 je einer Lamelle 19 ein. Trifft ein Schneid werkzeug 4 auf einen Fremdkörper 9, so wird es im Sinne entgegen der Bewegungsrichtung tangential nach hinten geschleudert und reißt die entsprechende Lamelle 19 mit. Die relativen Auslenkungen sind durch gestrichelte Pfeile angedeutet. Durch die Winkelverschiebung der Lamelle 19 wird über den Stift 22 und das Langloch 26 der Ausgleichshebel 23 im Sinne der Drehrichtung aus gelenkt, was eine symmetrische Auslenkung der gegen überliegenden Lamelle 19 zur Folge hat. Auf diese Weise wird ein Ausgleich der Massenkräfte bewerkstelligt und das gegenüberliegende Schneidwerkzeug 4 wenigstens kurz zeitig vom Aufprallen auf den Fremdkörper 9 abgehalten. Dadurch kann der Werkzeugverschleiß auf ein Minimum begrenzt und das Rattern oder Vibrieren vermieden wer den. In Fig. 9 ist die Lage der Elemente 4, 5, 6, 19, 20, 21, 22, 23, 24, 26 im ausgelenkten Zustand in Seiten ansicht teilweise gebrochen dargestellt. Die Größe des Auslenkungswinkels der Lamelle 19 wird durch die Länge des Langloches 26 im Ausgleichshebel 23 begrenzt.

Ausführungsbeispiel 1: Siehe Fig. 1, 2 und 3!

Bei der Maschine zur Oberflächenbearbeitung handelt es sich um ein elektromechanisch angetriebenes Gerät zum Aufreißen bzw. Aufschneiden von wasserundurchlässi gen Tapeten zwecks deren Ablösung von der Wand. Der aktive Teil (Werkzeugteil) dieses Gerätes besteht aus der Antriebswelle 1 aus Kohlenstoffstahl von 10 mm Durch messer und dem als Walze 10 ausgeführten Rotationskörper 2 aus niedrig gekohltem Stahl. Die Walze 10 hat einen Durchmesser von 50 mm und eine Länge von 66 mm. Sie weist 4 Nuten 11 von 4 mm axialer Breite und 17 mm ra dialer Tiefe auf, so daß ihre Kernpartie noch einen Durchmesser von 16 mm hat. An zwei diametral gegenüber liegenden Stellen der Randpartie in 30 mm Abstand vom Zentrum ist die Walze 10 mit zwei Löchern von 5 mm Durch messer versehen, in welche zwei Bolzen 3 aus gehärtetem und geschliffenem Stahl von ca. 5 mm Durchmesser axial mit einem Festsitz leicht eingepreßt sind. Die Schneid werkzeuge 4 bestehen aus niedriglegiertem Stahl hoher Verschleißfestigkeit und sind in radialer Richtung 13 mm lang, in tangentialer 8 mm breit und in axialer an ihrer Anlenkung am Bolzen 3 ca. 2,5 mm dick. An ihrem Rücken der Schneide 5 haben sie noch eine Dicke von ca. 1 mm. Die Schneide 5 ist gegenüber der Tangentialen leicht abgeschrägt. Zwischen den Flanken der Nut 11 der Walze 10 und denen des Schneidwerkzeugs 4 sind Unter lagscheiben aus Messing von 7 mm Außendurchmesser und 0,7 mm Dicke angeordnet. Die Öffnung 6 im Schneidwerk zeug 4 hat einen Durchmesser von 5,5 mm, so daß gegen über dem Bolzen 3 ein allseitiges radiales Spiel von 0,25 mm vorhanden ist. Dieses Spiel ist vergleichsweise gering, so daß das Schneidwerkzeug 4 beim Aufprall auf ein Hindernis in Form eines Fremdkörpers 9 ledig lich tangential ausweicht. Diese Anordnung zeichnet sich durch geringen Lagerverschleiß der Schneidwerk zeuge und ein ruhiges Betriebsverhalten ohne Flattern und Rattern aus. Die Antriebswelle 1 rotiert mit 6000 bis 18 000 Umdrehungen pro Minute. Die Schnittgeschwin digkeiten an der äußersten Kante der Schneide 5 betragen 20 bis 60 m/s.

Ausführungsbeispiel 2: Siehe Fig. 2, 4 und 6!

Bei dieser Maschine handelt es sich ähnlich Beispiel 1 um ein mechanisch angetriebenes Gerät zum Aufreißen von Tapeten. Der Werkzeugteil dieses Geräts besteht aus der Antriebswelle 1 aus Kohlenstoffstahl von 8 mm Durchmesser und dem aus 13 Scheiben 12 bestehenden Rota tionskörper aus Stahl. Jede Scheibe 12 hat einen Außen durchmesser von 45 mm und eine axiale Breite von 6 mm. Zwischen je zwei Scheiben 12 befindet sich ein Zwischen raum 13 von 3,5 mm axialer Breite, welcher je ein Schneid werkzeug 4 aus legiertem Stahl mit Schneide 5 aus Hart metall aufnimmt. Die Schneidwerkzeuge 4 sind auf je zwei durchgehenden, diametral zueinander angeordneten Bolzen 3 aus geschliffenem gehärtetem Stahl von 4,5 mm Durchmesser lose drehbar aufgereiht, derart, daß abwechs lungsweise axial versetzt ein Schneidwerkzeug 4 einen Zwischenraum 13 bestreicht. Es sind also zwei Reihen von je 6 Schneidwerkzeugen 4 in Linie vorhanden. Die Schneidwerkzeuge 4 sind in radialer Richtung 15 mm lang, tangential 7 mm breit und axial .an ihrer Anlenkung 2 mm dick. Sie sind mit radialen Längsschlitzen 6b von 7 mm Länge versehen. Die Bolzen 3 haben einen radialen Abstand vom Zentrum der Welle 1 von 19 mm. Der verblei bende Zwischenraum zwischen den Flanken des Längsschlitzes 6b und denjenigen der benachbarten Scheiben ist mit je einer Unterlagsscheibe von 7 mm Außendurchmesser und 0,7 mm Dicke ausgefüllt. Der Werkzeugteil ist in eine schlittenartige Vorrichtung montiert, die aus einem Tisch 14 aus Aluminiumlegierung, zwei Kufen 16 aus Stahl und vier Stäben 15 aus geschliffenem Stahl mit vier Schrauben federn 17 besteht. Der Tisch 14 ist im Grundriß recht eckig (140 mm·160 mm) und 10 mm dick. Er weist an seiner Unterseite vier Augen zur Führung der abgesetzten ge schliffenen Stäbe 15 von 10/8 mm Durchmesser auf. Die Vorspannung der Kufen 16, die sich der zu bearbeitenden Oberfläche elastisch anpassen und einem Hindernis aus weichen, wird durch Spannmuttern 18 in Form von Gewinde ringen eingestellt. Die Antriebswelle 1 rotiert mit 8000 bis 20 000 Umdrehungen pro Minute (Schnittgeschwindigkeit 22 bis 55 m/s). Das Gerät ist mit einem (in Fig. 6 nicht gezeichneten) Handgriff versehen und wird von Hand mit den Kufen 16 gegen die zu bearbeitende Oberfläche ge drückt und dieser entlanggeführt. Der Federweg der Federn 15 ist durch die Absetzung im Stab 15 begrenzt, so daß keine Berührung der Kufen 16 mit dem rotierenden Schneid werkzeug 5 stattfinden kann.

Ausführungsbeispiel 3: Siehe Fig. 2 und 7!

Bei der Maschine zur Bearbeitung einer Vielzahl von schaft förmigen Gegenständen handelt es sich um ein mechanisch angetriebenes Gerät zum Schneiden von Biomasse, um einen Rasenmäher. Der aktive Werkzeugteil ist wie folgt aufge baut:

Auf einer im wesentlichen vertikalachsigen Antriebswelle 1 aus Stahl von 28 mm Durchmesser ist am unteren Ende als Rotationskörper 2 eine horizontale Scheibe 2 aus niedriggekohltem Stahl von 125 mm Durchmesser und 5 mm Dicke angeflanscht. An ihrem äußeren Umfang sind um 120° gegeneinander versetzt in einem Radialabstand von 50 mm vom Zentrum der Welle 1 drei stählerne Bolzen 3 von 6 mm Durchmesser eingepreßt, die auf der Unterseite der Scheibe 12 um 5 mm vorkragen. An diesen Bolzen 3 sind über elliptische Öffnungen 6d (nicht gezeichnet) von 10 mm Länge Schneidwerkzeuge 4 aus verschleißfestem vergüteten Stahl angelenkt. Die Schneidwerkzeuge 4 mit ihrer geschliffenen Schneide 5 haben eine radiale Länge von 60 mm, eine Breite von 13 mm und am Gelenk eine axiale Dicke von 4 mm. Sie haben messerartige (Dolch-) Form mit scharf auslaufender Spitze und langer Schneide 5. Beim Auftreffen auf ein nicht zu durchschneidendes Hinder nis weicht das Schneidwerkzeug sowohl tangential wie radial aus. Die Antriebsdrehzahl variiert zwischen 3000 und 6000 Umdrehungen pro Minute, was Schnittgeschwindig keiten von ca. 30 bis 60 m/s entspricht.

Ausführungsbeispiel 4: Siehe Fig. 9!

Die Maschine zur Oberflächenbearbeitung dient zum Auf schneiden von Tapeten ähnlich Beispiel 1. Dank der doppel ten Anlenkung der Schneidwerkzeuge 4 und des Ausgleichs hebels 23 wird ein optimales Ausweichen beim Aufprallen auf einen Fremdkörper 9 sowie ein nahezu vollständiger Massenausgleich erreicht. Die Antriebswelle 1 aus Kohlen stoffstahl hat einen Durchmesser von 9 mm, der Rotations körper 2 einen solchen von 55 mm. Die Lamellen 19 aus Federstahl sind 8 mm breit, 38 mm lang und 1 mm dick. Sie weisen je einen Stift 21 außen und einen Stift 22 innen von 3,5 mm Durchmesser aus gehärtetem Stahl auf. Die kreisförmige Öffnung 20 in der Lamelle 19 hat einen Durchmesser von 4,3 mm. Sie paßt mit wenig radialem Spiel (0,15 mm) auf den im Rotationskörper 2 sitzenden Bolzen 3 von 4 mm Durchmesser aus gehärtetem Stahl. Der Ausgleichshebel 23 besteht ebenfalls aus Federstahl und ist 48 mm lang, 7,5 mm breit und 1,2 mm dick. Er ist an beiden Enden mit Langlöchern 26 von 9 mm Länge und 3,7 mm Breite versehen, in welche die Stifte 22 innen der Lamellen 19 eingreifen. Die Schneidwerkzeuge 4 sind radial 12 mm lang, tangential 6 mm breit und am Gelenk 2 mm dick. Ihre abgeschrägten Schneiden 5 sind mit Hart metalleinsätzen bestückt. Der Rotationskörper 2 besteht aus 6 koaxial angeordneten Scheiben von 4 mm Dicke in einem lichten Abstand (Zwischenraum) von 3,5 mm.

Diese Ausführung nach Fig. 9 hat folgende Vorteile:

- Vollständiger Massenausgleich der bewegten Teile.
- Bessere Anpassung an Unebenheiten der zu bearbeitenden Oberfläche des Grundkörpers, speziell konkaver Stellen.
- Möglichkeit der Vor- und Rückwärtsbewegung im Betrieb.

Die Erfindung ist nicht auf die Ausführungsbeispiele beschränkt.

Die Vorrichtung zur mechanischen Bearbeitung einer Ober fläche 8 oder einer Vielzahl von schaftförmigen Gegen ständen besteht aus einem eine Rotationsbewegung ver mittelnden Antriebsmechanismus und mindestens einer Welle 1 und einem Rotationskörper 2 sowie mindestens einem rotierenden, durch Massenkräfte im Normalbetriebszustand in seiner Lage innerhalb gewisser Grenzen mit Ausweich möglichkeiten im wesentlichen bestimmten, flachen messer artigen Schneidwerkzeug 4, wobei das Schneidwerkzeug 4 in radialer Richtung eine längliche Form besitzt und an seinem äußeren Ende mit einer tangential wirkenden Schneide 4 versehen ist, während sich an seinem inneren Ende eine Öffnung 6 befindet, in die mit Spiel ein Bolzen 3 des Rotationskörpers 2 zur Übertragung der Rotations bewegung eingreift, dergestalt, daß das Schneidwerkzeug 4 die Möglichkeit hat, um die Bolzenachse herum eine volle Drehbewegung von 360° auszuführen, so daß beim Auftreffen der Schneide 5 auf ein unüberwindbares, nicht zu durchschneidendes Hindernis in Form eines im zu bear beitenden Grundkörper 7 eingebetteten harten Fremdkörpers 9 das Schneidwerkzeug 4 in tangentialer oder in tangen tialer und/oder radialer Richtung ausweicht, wobei eine Beschädigung des zu bearbeitenden Grundkörpers 7 oder des Schneidwerkzeugs 4 oder der gesamten Vorrichtung vermieden wird.

Vorzugsweise besteht der Rotationskörper 2 aus einer mit mehreren radialen Nuten 11 versehenen Walze 10, wo bei in jeder Nut 11 mindestens ein axial verlaufender Bolzen 3 mit seinem Schneidwerkzeug 4 angeordnet ist, oder er besteht aus mehreren planparallelen Scheiben 12, in deren Zwischenraum 13 mindestens ein axial ver laufender Bolzen 3 vorgesehen ist, an dem je ein Schneid werkzeug 4 hängt.

In einer Variante besteht der Rotationskörper 2 aus einer Scheibe 12, welche auf einer oder auf beiden Seiten mit mindestens einem axial verlaufenden, fliegend angeordneten vorkragenden Bolzen 3 versehen ist, an dem je ein Schneid werkzeug 4 hängt.

Die am inneren Ende des Schneidwerkzeugs 4 befindliche Öffnung 6 ist vorzugsweise kreisrund und hat gegenüber dem Bolzen 3 vergleichsweise nur wenig Spiel, dergestalt, daß es im wesentlichen nur eine tangentiale Ausweich möglichkeit hat. In weiteren Varianten ist die Öffnung 6 ein radial oder schief zum Radius der Bolzenmitte und bezüglich Längsrichtung des Schneidwerkzeugs parallel oder schief verlaufender Längsschlitz mit vergleichsweise geringem seitlichen Spiel oder weist elliptischen Quer schnitt mit Längsachse parallel oder schief zur Längs richtung des Schneidwerkzeugs oder dreieckförmigen Quer schnitt auf.

In einer Ausführung stellen Antriebsmechanismus, Welle 1, Rotationskörper 2 und Schneidwerkzeug 4 integrierende Bestandteile einer Maschine zur Bearbeitung vergleichs weise ebener Oberflächen, zum Aufreißen von Tapeten und Erzeugen von rillen- und nutenförmigen Bahnen in letzterer oder zum Aufreißen und Abkratzen von uner wünschten Bestandteilen von der Oberfläche 8 einer Wand, eines Bodens oder einer Decke dar.

In einer weiteren Ausführung stellen Antriebsmechanismus, Welle 1, Rotationskörper 2 und Schneidwerkzeug 4 inte grierende Bestandteile einer Maschine zum Schneiden von Biomasse, von Gräsern, Sträuchern, Gebüschen und zum Mähen von Rasen und Gras dar.

In einer speziellen Ausführung ist zwischen dem Bolzen 3 im Rotationskörper 2 und dem Schneidwerkzeug 4 minde stens eine längliche Lamelle 19 mit einer Öffnung 20 zur Vergrößerung des Radius der Schneide 5 des Schneid werkzeugs 4 angeordnet, die an ihrem äußeren Ende einen Stift 21 trägt, an dem das Schneidwerkzeug 4 über seine Öffnung 6 angelenkt ist.

In einer weiteren speziellen Ausführung sind mindestens zwei diametral gegenüberliegende Bolzen 3 im Rotations körper 2 und mindestens zwei Lamellen 19 mit je einer Öffnung 20 und je einem Stift 21 außen und einem Stift 22 innen mit je einem Schneidwerkzeug 4 vorhanden, wobei die Lamellen 19 über einen Ausgleichsmechanismus zur Kompensation der Massenkräfte, bestehend aus einem den Drehpunkt markierenden zentralen Zapfen 25 im Rotations körper 2 und einem Ausgleichshebel 23 mit einer zentralen Öffnung 24, die in den Zapfen 25 eingreift und zwei an den Enden angeordneten Langlöchern 26 mechanisch mit einander gekuppelt sind.

Bezeichnungsliste

1 Welle des Antriebsmechanismus
2 Rotationskörper
3 Bolzen in Rotationskörper
4 Schneidwerkzeug
5 Schneide (Messer, Klinge)
6 Öffnung in Schneidwerkzeug
7 Grundkörper
8 Oberfläche (Randzone, Deckschicht)
9 Fremdkörper
6a Kreisrunde Öffnung in Schneidwerkzeug
6b Radialer Längsschlitz als Öffnung
6c Dreieckförmige Öffnung in Schneidwerkzeug
6d Elliptische Öffnung mit Längsachse parallel zur Längsrichtung des Schneidwerkzeugs
6e Elliptische Öffnung mit Längsachse schief zur Längsrichtung des Schneidwerkzeugs
10 Walze
11 Nut in Walze
12 Scheibe
13 Zwischenraum zwischen Scheiben
14 Tisch
15 Stab (Säule)
16 Kufe
17 Feder
18 Spannmutter (Gewindering)
19 Lamelle
20 Öffnung in Lamelle
21 Stift in Lamelle außen
22 Stift in Lamelle innen
23 Ausgleichshebel
24 Zentrale Öffnung in Ausgleichshebel
25 Zentraler Zapfen in Rotationskörper (Drehpunkt)
26 Langloch in Ausgleichshebel

Claims

1. Vorrichtung zur mechanischen Bearbeitung einer Ober fläche (8) oder einer Vielzahl von schaftförmigen Gegenständen, welche aus einem eine Rotationsbewegung vermittelnden Antriebsmechanismus und mindestens einer Welle (1) und einem Rotationskörper (2) sowie minde stens einem rotierenden, durch Massenkräfte im Normal betriebszustand in seiner Lage innerhalb gewisser Grenzen mit Ausweichmöglichkeiten im wesentlichen bestimmten, flachen messerartigen Schneidwerkzeug (4) besteht, dadurch gekennzeichnet, daß das Schneid werkzeug (4) in radialer Richtung eine längliche Form besitzt und an seinem äußeren Ende mit einer tangen tial wirkenden Schneide (5) versehen ist, während sich an seinem inneren Ende eine Öffnung (6) befindet, in die mit Spiel ein Bolzen (3) des Rotationskörpers (2) zur Übertragung der Rotationsbewegung eingreift, dergestalt, daß das Schneidwerkzeug (4) die Möglich keit hat, um die Bolzenachse herum eine volle Dreh bewegung von 360° auszuführen, so daß beim Auftreffen der Schneide (5) auf ein unüberwindbares, nicht zu durchschneidendes Hindernis in Form eines im zu bear beitenden Grundkörpers (7) eingebetteten harten Fremd körpers (9) das Schneidwerkzeug (4) in tangentialer oder in tangentialer und/oder radialer Richtung aus weicht, wobei eine Beschädigung des zu bearbeitenden Grundkörpers (7) oder des Schneidwerkzeugs (4) oder der gesamten Vorrichtung vermieden wird.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Rotationskörper (2) aus einer mit mehreren radialen Nuten (11) versehenen Walze (10) besteht und daß in jeder Nut (11) mindestens ein axial ver laufender Bolzen (3) mit seinem Schneidwerkzeug (4) angeordnet ist.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Rotationskörper (2) aus mehreren planparalle len Scheiben (12) besteht, in deren Zwischenraum (13) mindestens ein axial verlaufender Bolzen (3) vorge sehen ist, an dem je ein Schneidwerkzeug (4) hängt.

4. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Rotationskörper (2) aus einer Scheibe (12) besteht, welche auf einer oder auf beiden Seiten mit mindestens einem axial verlaufenden, fliegend angeord neten vorkragenden Bolzen (3) versehen ist, an dem je ein Schneidwerkzeug (4) hängt.

5. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die am inneren Ende des Schneidwerkzeugs (4) befindliche Öffnung (6) kreisrund ist und gegenüber dem Bolzen (3) vergleichsweise nur wenig Spiel hat, dergestalt, daß es im wesentlichen nur eine tangen tiale Ausweichmöglichkeit hat.

6. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die am inneren Ende des Schneidwerkzeugs (4) befindliche Öffnung (6) ein radial oder schief zum Radius der Bolzenmitte und bezüglich Längsrichtung des Schneidwerkzeugs parallel oder schief verlaufen der Längsschlitz mit vergleichsweise geringem seit lichen Spiel ist oder elliptischen Querschnitt mit Längsachse parallel oder schief zur Längsrichtung des Schneidwerkzeugs oder dreieckförmigen Querschnitt aufweist.

7. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß Antriebsmechanismus, Welle (4), Rotationskörper (2) und Schneidwerkzeug (4) integrierende Bestand teile einer Maschine zur Bearbeitung vergleichsweise ebener Oberflächen, zum Aufreißen von Tapeten und Erzeugen von rillen- und nutenförmigen Bahnen in letzterem oder zum Aufreißen und Abkratzen von uner wünschten Bestandteilen von der Oberfläche (8) einer Wand, eines Bodens oder einer Decke darstellen.

8. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß Antriebsmechanismus, Welle (1), Rotationskörper (2) und Schneidwerkzeug (4) integrierende Bestand teile einer Maschine zum Schneiden von Biomasse, von Gräsern, Sträuchern, Gebüschen und zum Mähen von Rasen und Gras darstellen.

9. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Antriebsmechanismus für die Betätigung von Hand oder maschinell mittels elektrischem Motor, thermischer oder hydraulischer Maschine eingerichtet ist.

10. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen dem Bolzen (3) im Rotationskörper (2) und dem Schneidwerkzeug (4) mindestens eine längliche Lamelle (19) mit einer Öffnung (20) zur Vergröße rung des Radius der Schneide (5) des Schneidwerkzeugs (4) angeordnet ist, die an ihrem äußeren Ende einen Stift (21) trägt, an dem das Schneidwerkzeug (4) über seine Öffnung (6) angelenkt ist.

11. Vorrichtung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens zwei diametral gegenüberliegende Bol zen (3) im Rotationskörper (2) und mindestens zwei Lamellen (19) mit je einer Öffnung (20) und je einem Stift (21) außen und einem Stift (22) innen mit je einem Schneidwerkzeug (4) vorhanden sind und daß die Lamellen (19) über einen Ausgleichsmechanismus zur Kompensation der Massenkräfte, bestehend aus einem den Drehpunkt markierenden zentralen Zapfen (25) im Rotationskörper (2) und einem Ausgleichshebel (23) mit einer zentralen Öffnung (25), die in den Zapfen (25) eingreift und zwei an den Enden angeordneten Langlöchern (26) mechanisch miteinander gekuppelt sind.