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BESCHREIBUNG
DER ERFINDUNG
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Bei
der Herstellung von Schleifköpfen
zum Glätten
und Polieren von Platten und Gesteinstafeln aus Marmor und anderem
Gestein ist es von fundamentaler Bedeutung, die Übertragung von Schwingungen
von den sich bewegenden mechanischen Bauteilen auf das Getriebegehäuse, an
dem die Halteschuhe der Schleifklötze angebracht sind und von dem
die Schwingungen ausgehen, möglichst
stark zu reduzieren.
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Ein
Typ eines Glätt-
und Polierkopfes besteht aus einer Antriebswelle, einem feststehenden
oberen Flansch und einem Getriebegehäuse, das von der Antriebswelle
um letztere herum in Drehung versetzt wird, und an dem Wellen mit
oszillierenden Halteschuhen für
die Schleifklötze
montiert sind, die Wellen werden über ein Zwischengetriebe angetrieben, um
diesen Halteschuhen eine hin und her gehende Winkelbewegung gemäß dem Oberbegriff
des Patentanspruchs 1 aufzuprägen.
Eine Vorrichtung dieser Art wird durch
EP 0 737 548 A offenbart.
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Um
die oben genannten Nachteile zu vermeiden, ist es das Ziel der vorliegende
Erfindung, einen Schleifkopf mit den Eigenschaften nach Anspruch
1 bereitzustellen.
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Mit
der oben geschilderten Anordnung wird eine wirksame Dämpfung der Übertragung
der von den mechanischen Bauteilen ausgehenden Schwingungen auf
die Halteschuhe erreicht.
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Die
Zeichnungen stellen einen Schleifkopf zum Glätten und Polieren von Gestein,
zum Beispiel Marmor, Granit und ähnlichem
anschaulich dar, der als Ganzes den handels üblichen Schleifköpfen sehr ähnlich ist,
die auf dem betreffendem technischen Gebiet bekanntermaßen weit
verbreitet sind, der jedoch die in den nachfolgenden Ansprüchen festgelegten
technischen Kennwerte aufweist.
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Auf
den Zeichnungen ist folgendes dargestellt:
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1 zeigt
einen Querschnitt des Schleifkopfes, wobei die Halbebenen in der
Richtung der Achsen zweckmäßig gewählt wurden,
um die Grundbauteile hinreichend deutlich darzustellen.
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2 und 3 zeigen
in Einzeldarstellung einen Halteschuh für Schleifklötze in zwei zueinander senkrecht
stehenden Teilansichten; und
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4 und 5 zeigen
vergrößerte Einzelheiten von 1.
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Wie
dies auf den beigefügten
Zeichnungen anschaulich dargestellt ist, kennzeichnet das Bezugszeichen 1 die
Hauptantriebswelle mit einem Flansch 1A zum Ankoppeln eines
Motorantriebs. Das Bezugszeichen 3 kennzeichnet einen feststehenden oberen
Flansch, der so ausgelegt ist, daß er an die Konstruktion der
Maschine angebaut werden kann, das heißt, daß der Schleifkopf oder eine
Vielzahl von Schleifköpfen
bei der Bearbeitung von Material mit großer Oberfläche gesteuert werden kann,
beziehungsweise gesteuert werden können. Dieser feststehende Flansch 3 nimmt
Lager 5 auf, die genutzt werden, um die Welle 1 zu
lagern. Mit Hilfe von Schrauben 7 ist am Flansch 3 in
der Position, die dem unteren Lager 5 entspricht, ein ringförmiges Element 9 angebracht,
das ebenfalls feststehend ist und das ein feststehendes Zahnrad 10 und
weiterhin eine Wand 9A mit zylindrischer Oberfläche formt.
In dem feststehenden Flansch 3 und in dem ringförmigen Element 9 ist
ein Durchgang 11 für
die Schmierung der Innenseite des Schleifkopfes ausgebildet. Der feststehende
Flansch 3 kann einen ringförmigen Sitz für einen
O-Ring 13 mit sehr großem
Durchmesser aufweisen. Üblicherweise
ist der O-Ring 13 in Schleifköpfen dieses Typs als einziges
Dichtungselement vorgesehen und stellt auf Grund der sehr hohen Geschwindigkeit,
mit welcher der rotierende Schleifkopf auf der Oberfläche entlang
gleitet, mit welcher der O-Ring zusammenwirken muß, hinsichtlich
seiner schnellen Abnutzung ein Problem dar. Die Folge davon ist
eine häufige
und rasche Aufheizung des Dichtungselementes 13, was gleichbedeutend
mit dessen Abnutzung ist; oder im anderen Falle rührt das
Problem von einer Zersetzung des Schmiermittels her, was zusätzlich zu
der Tatsache, daß dies
ein Kostenfaktor ist, vor allem ein Risiko der Beschädigung des
zu glättenden
Materials darstellt, auf Grund des Öls, das auf die Platte oder
die Gesteinstafel tropfen und diese beflecken kann.
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Der
Schleifkopf enthält
ein Getriebegehäuse 15,
das im wesentlichen aus zwei Bauteilen besteht, einem oberen 15A und
einem unteren 15B, die aus plausiblen Anforderungen bei
der Produktion miteinander verbunden sind. Einen weiteren Bestandteil des
Getriebegehäuses 15 bildet
ein drittes Bauteil 15C, das einen Antriebsflansch bildet
und das mit Hilfe von Bolzen 17 mit dem Bauteil 15B und über Rillenprofile 19 mit
der Welle 1 verbunden ist. Das Bezugszeichen 20 kennzeichnet
einen scheibenförmigen
Körper,
der an der Welle 1 befestigt ist. Das Bezugszeichen 21 kennzeichnet
elastische Dämpfungsringe,
die um die Welle 1 herum angeordnet sind, einer dieser Ringe
ist zwischen dem scheibenförmigen
Körper 20 und
einer zentralen Endkante 15B1 des Bauteils 15B des
Getriebegehäuses
angeordnet und der andere Ring ist zwischen der zentralen Endkante 15B1 und
dem dritten Bauteil 15C angeordnet. Eine Mutter (mit einer
Sicherungsmutter) 22 hält
die beiden Dämpfungsringe 21 fest.
Das Bezugszeichen 23 kennzeichnet ein Kugelgelenk, das zwischen
der zentralen Endkante 15B1 und der Welle 1 wirkt.
Alle zuvor genannten Bauteile dienen der Verbindung zwischen Welle 1 und
dem sich drehenden Getriebegehäuse 15 (15A, 15B, 15C).
Das Bezugszeichen 25 kennzeichnet ein Bauteil, das einen zentralen
Flansch formt, der für
die Positionierung des inneren Mechanismus des Schleifkopfes bemessen
wurde. Zusätzlich
zu den Dämpfungsringen 21 ist
ein weiterer Dämpfungsring 27 vorgesehen,
zwischen dem dritten Bauteil 15C des Getriebegehäuses 15 und
jedem der Bolzen 17, mit denen dieses befestigt wird, wodurch
der direkte metallische Kontakt zwischen den Bauteilen 15B und 15C vermieden wird.
Weitere ringförmige,
elastische Dämpfungsmittel 28 werden
von den Sitzflächen 15G des
dritten Bauteils 15C aufgenommen und mit Hilfe der Bolzen 17 zwischen
den beiden Bauteilen 15B und 15C befestigt. Diese
zusätzlichen
Dämpfungsmittel 27 und 28,
in Kombination mit den Dämpfungsringen 21,
machen es möglich,
eine wirkungsvolle Dämpfung
der Schwingungen zwischen der Welle 1 (und dem entsprechenden
Motor) und dem rotierenden Getriebegehäuse 15 zu erreichen,
dem die Schleifklötze,
die auf dem Gestein arbeiten, zugehörig sind.
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Das
Hauptbauteil 15B des Getriebegehäuses 15 bildet Sitzflächen für radiale
Wellen 29 aus, die über
den Umfang verteilt sind. Jede der Wellen 29 ist in Lagern 30A und 30B gelagert
und so bemessen, daß sie
in der Lage ist, nach außen
einen Halteschuh 31 abzustützen, an dem mit Hilfe eines
Formteils 31A ein Schleifklotz angebracht werden kann. Die
Schleifklötze
mit den entsprechenden Halteschuhen 31 müssen um
die Achsen der entsprechenden Wellen 29 schwingen, um einen
solchen Effekt gradueller Verschiebung der aktiven Flächen der Schleifklötze zu erhalten,
daß ein
gleichmäßiges Abtragen
von Gestein auf der zu bearbeitenden Materialoberfläche ermöglicht wird.
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Den
Paßsitz
zwischen jeder Welle 29 und dem entsprechenden Halteschuh 31 erhält man mit Hilfe
eines mit Rillen versehenen Endes 29B der Welle 29 und
einer mit Rillen versehenen Sitzfläche 31B des Halteschuhs 31.
Um eine Schwingbewegung zu erhalten, weist jede der Wellen 29 ein
Kegelrad 33 auf. Die zahlreichen Kegelräder 33 kämmen alle
gleichzeitig in der Verzahnung eines Kegelgetriebehohlrades 35,
das in der Richtung der Achsen zur Welle 1 ausgerichtet
ist und das mit einer präzisen, hin
und her gehenden Winkelbewegung bewegt werden muß, um simultan hin und her
gehende Winkelbewegungen der verschiedenen radialen Wellen 29 zu
erhalten. Um die besagte hin und her gehenden Bewegung zu erhalten,
ist in dem Getriebegehäuse 15 eine
Verzahnung vorgesehen, die, wenn man an dem feststehenden Zahnrad 10 beginnt,
eine Reihe von Zähnen 37, 39; 41, 43; 45 umfaßt, wobei
die Zähne 37, 39 aneinander
befestigt sind und die Zähne 41, 43 ebenfalls
aneinander befestigt sind. Die Verzahnung 37 bis 45 hat
die Funktion, mit der Rotation des Schleifkopfes 15 die
Rotation eines Nockens 47, der am letzten Zahnrad 45 der
besagten Verzahnung befestigt ist, zu bewerkstelligen. Am Nocken 47 ist eine
Pleuelstange 49A, 49B montiert, von der die beiden
Sitze für
die Lager des großen
Endes 49A und des kleinen Endes 49B der Pleuelstange
zu erkennen sind.
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Das
große
Ende 49A der Pleuelstange ist am Nocken 47 montiert,
während
das kleine Ende 49B an einem Stift 51 montiert
ist, der von dem Hohlrad 35 getragen wird. Mit der oben
angegebenen Anordnung erhält
man eine hin und her gehende Winkelbewegung des Hohlrades 35,
das die radialen Wellen 29 antreibt, mit Hilfe der Verzahnung 10, 37 bis 45 und
des Kurbelmechanismus 47, 49, 51.
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Die
Verbindung mit Hilfe der mit Rillen versehenen Teile 29B und 31B zwischen
dem äußeren Ende
einer jeden Welle 29 und dem entsprechenden Halteschuh 31 für den Schleifklotz
muß die
Schwingungen auf den Halteschuh 31 übertragen und dabei ein im
Laufe der Zeit entstehendes Spiel zwischen dem Schaft und dem Halteschuh
verhindern. Die bloße
Verbindung zwischen den mit Rillen versehenen Oberflächen des
Endes 29B der Welle 29 und den Oberflächen der
Sitzfläche 31B,
selbst bei Anwendung von axial wirkender Gewalt beim Zusammenbau
(sogar bei Verwendung eines Hammers) und das Sichern mit einem Bolzen 32,
der axial in die Welle 29 geschraubt wird, hat sich als
nicht ausreichend erwiesen, um im Laufe der Zeit einen festen Sitz
zu gewährleisten
und das Entstehen eines Spiels zu verhindern.
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Um
den oben beschriebenen Nachteil zu überwinden, weist jeder Halteschuh 31 einen
Schlitz 61 auf, der von außen in radialer Richtung bis
zur Sitzfläche 31B reicht,
so daß zwei
Schenkel 31X im Halteschuh 31 geschaffen werden,
die im wesentlichen symmetrisch sind und zwischen denen die Sitzfläche 31B liegt,
die auf diese Weise geschlitzt ist. Die beiden Schenkel 31X können mit
Hilfe eines Bolzens 63, der durch die Schenkel 31X und
den Schlitz 61 hindurch ragt, zusammengezogen werden, um das
Ende 29B der Welle 29 zu sichern. Auf diese Art und
Weise wird dem Entstehen eines jeglichen Spiels zwischen den Wellen 29 und
den Halteschuhen 31 vorgebeugt; andererseits ist es immer
möglich,
die Bolzen 63 zu justieren, um sie fester anzuziehen oder erneut
festzuziehen.
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Die
Rillenprofile der Wellen 29 und der Sitzfläche 31B können die
Gestalt einer Getriebeverzahnung aufweisen.
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Das
obere Bauteil 15A des Getriebegehäuses 15 bildet die
Seitenwand, das heißt
die Außenwand 15F des
Getriebegehäuses 15.
Von dieser Wand 15F aus verläuft eine obere Wand 115,
die unterhalb des feststehenden Flansches 3 angeordnet ist
und die eine Oberfläche 115A bildet,
mit welcher der O-Ring 13 zusammenwirkt.
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Diese
obere Wand 115. verläuft
weiter in einer nach dem Mittelpunkt strebenden Richtung oberhalb
der Oberfläche 115A (die
letztgenannte Oberfläche
wird vorgesehen und verwendet, wenn auch der O-Ring 13 verwendet
wird). Die obere Wand 115 verläuft so, wie dies insbesondere
durch 115B dargestellt ist und bildet die Sitzfläche für einen Haupt-O-Ring 117 mit
einem Durchmesser, der viel kleiner als der des möglichen
und wahlweise verwendeten herkömmlichen
O-Rings 13 ist. Dieser O-Ring 117 ist so ausgelegt,
daß er
mit der Oberfläche 9A des
Bauteils 9 zusammenwirkt. Bei gleicher Rotationsgeschwindigkeit
des Getriebegehäuses 15 ist
die Gleitgeschwindigkeit des O-Rings 117 auf
der feststehenden Oberfläche 9A viel
geringer als die Gleitgeschwindigkeit eines herkömmlichen O-Rings (zum Beispiel
des O-Rings 13), der einen wesentlich größeren Durchmesser
als der O-Ring 117 aufweist. Daraus folgt, daß der O-Ring 117 unter Bedingungen arbeiten
kann, die wesentlich günstiger
als bei einem O-Ring mit einem Durchmesser ähnlich dem des dargestellten
O-Rings 13 sind und daß seine
Effizienz über
eine wesentlich längere
Zeitspanne erhalten bleibt, relativ zu der vergleichsweise sehr
kurzen Einsatzdauer eines O-Rings in der Art des O-Rings 13. Der
daraus erwachsende Vorteil ist der einer verbesserten Funktionalität des gesamten
Schleifkopfes dank der Anwesenheit des besagten O-Rings 117 und
dank der zuvor erwähnten
Formgebung, die man durch Einsatz des O-Rings 117 erzielt.
Die mögliche Beibehaltung
eines O-Rings nach Art des O-Rings 13 stellt eine Hilfe
bei der Funkton des O-Rings 117 dar, ist insgesamt jedoch
nicht wesentlich.