EP0900631B1 - Werkzeug zur materialabtragenden Bearbeitung eines Werkstücks - Google Patents

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EP0900631B1
EP0900631B1 EP98116707A EP98116707A EP0900631B1 EP 0900631 B1 EP0900631 B1 EP 0900631B1 EP 98116707 A EP98116707 A EP 98116707A EP 98116707 A EP98116707 A EP 98116707A EP 0900631 B1 EP0900631 B1 EP 0900631B1
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EP
European Patent Office
Prior art keywords
tool
tool according
tool body
ring
hub
Prior art date
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Expired - Lifetime
Application number
EP98116707A
Other languages
English (en)
French (fr)
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EP0900631A2 (de
EP0900631A3 (de
Inventor
Horst Grupe
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Mv Marketing and Vertriebs Wielander & Schill GmbH
Original Assignee
Mv Marketing and Vertriebs Wielander & Schill GmbH
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Publication date
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Publication of EP0900631A2 publication Critical patent/EP0900631A2/de
Publication of EP0900631A3 publication Critical patent/EP0900631A3/de
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Publication of EP0900631B1 publication Critical patent/EP0900631B1/de
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Expired - Lifetime legal-status Critical Current

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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B24—GRINDING; POLISHING
    • B24D—TOOLS FOR GRINDING, BUFFING OR SHARPENING
    • B24D9/00—Wheels or drums supporting in exchangeable arrangement a layer of flexible abrasive material, e.g. sandpaper
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B24—GRINDING; POLISHING
    • B24D—TOOLS FOR GRINDING, BUFFING OR SHARPENING
    • B24D7/00—Bonded abrasive wheels, or wheels with inserted abrasive blocks, designed for acting otherwise than only by their periphery, e.g. by the front face; Bushings or mountings therefor
    • B24D7/16—Bushings; Mountings

Definitions

  • the invention relates to a tool for material removal Machining a workpiece according to the generic term of Claim 1, which is preferably for clamping in a hand-held machine tool is provided.
  • WO-A-80 00033 discloses a tool for material-removing processing of a workpiece, in which on the lateral surface of an essentially. rotationally symmetrical tool body Means are appropriate.
  • the lateral surface is thereby two flanges extending in opposite directions formed, which are designed such that these Bend radially outward using centrifugal force to remove the Adhesion between the flanges and one arranged around them Increase sanding belt.
  • the lateral surface is essentially always not uniform surface quality during processing guaranteed.
  • JP-A-57 066 866 relates to a very complex one Device in which abrasive material at intervals of a rigid rotary disc is added, the Abrasive material must also be inserted in a holder, which in turn is inserted in a fitting piece, so that A side guide between the abrasive material Rotary disc and the holder experiences. Furthermore, means one between the abrasive material and the rotating disc additionally arranged elastic element the curvature or Bending of the abrasive material affects.
  • US-AS-3 083 584 discloses a tool of type mentioned with a rotationally symmetrical Tool body that is essentially the shape of a Belted has around its outer surface with abrasive belt provided with material-removing agents is.
  • the tool body consists of an elastic Material through which there are several holes in the axial direction Extend towards the tunnel. These holes increase the Flexibility of the elastic material and thus the Deformability of the tire-shaped tool body, so that the tool body during operation because of the occurring Centrifugal forces expand in the axial direction, causing the Adhesion between the tool body and the one around it arranged grinding belt increased.
  • the elasticity of the Tool body also leaves a certain deformability of the Shell surface in the radial direction inwards. The stronger the deformation at a certain point on the lateral surface in radial inward direction, the larger the elastic restoring forces in the same place, so that a essentially even contact pressure in the contact area insufficient between tool body and workpiece is guaranteed.
  • the object of the invention is a tool to provide generic type, which in particular Using hand-held or hand-held Machine tools reduce the aforementioned disadvantages, one more efficient material-removing processing in an essential always uniform surface quality of the Workpiece enables and versatile for processing different areas can be used.
  • a cylindrical tool of the generic Type with a rotating, rotatable for material removal Machining area in which the lateral surface relative to Drive shaft tiltable, especially self-resetting can be tilted, even with a slight tilt the concentric drive shaft is still in essentially across the entire width of the tool extensive investment area and as a result a very much more uniform material removal from the workpiece surface.
  • the connector provides the retention of the predetermined rim diameter, so that one on the Tool transmitted torque, similar to a wheel or Mature, essentially evenly on the wreath is passed on.
  • an area of an edge area a forced radial deformation, this affects due of the circumferential rim also on adjacent edge areas from, the opposite in the axial direction Border region deformed in the opposite direction the wreath around the Connection device tilted and as an investment area in the essentially the entire width of the wreath is guaranteed.
  • connection device in the axial direction designed to be self-resetting the tool can absorb additional shear and torsional forces. Because of the self-resetting in the axial and radial directions displaceable or deformable tool, that can Tool pick up slight upsets or to areas of the Pass on the tool outside the system area.
  • Embodiment of the tool according to the invention have in particular in one piece from a plastic material preferably produced in an injection molding process Tool body proven to be useful and advantageous.
  • the tool body also called carrier, for Inclusion of abrasives on a base, especially in Ring or sleeve shape, wherein the body made of a soft plastic or elastomer is made and in this body at least on one end Steel edge is attached or incorporated, which at the same time as wear protection for the wearer and as Side guide for the abrasive.
  • the tool body is also thereby characterized in that on the second end face by a loosely inserted steel disc also wear protection for the tool body and a side guide at the same time is generated for the abrasive.
  • An embodiment of the Tool body in which the abrasive after use can be changed easily by moving it axially.
  • the tool body expediently has a built-in Steel edge still has flexibility, which the nestling of the abrasive to the surface to be processed.
  • FIGS. 1, 2 and 3 which, for example, is a one-piece injection molding process trained embodiment of the tool according to the invention represent.
  • FIGS. 1, 2 and 3 which, for example, is a one-piece injection molding process trained embodiment of the tool according to the invention represent.
  • the tool according to the invention has a cylindrical one Wreath 1, the outer surface of which is the receiving surface for attachable material-removing means 10, such as for example, a sanding sheet or paper.
  • This schematically illustrated hub can be preferred Way over a quick coupling according to the German Utility model DE G 94 16 005.8 have, whose Content by reference also completely to the subject of Disclosure of this description is made.
  • the tool according to the invention also has a trap corresponding coupling, the concentric to the axis of rotation is arranged essentially in the center of gravity of the tool.
  • the outer surface 5 of the ring 1 is with circumferential grooves 6 provided that an improved with rotation of the tool Adhesion and self-centering around the outer surface 5 ensure tensioned machining flow.
  • the disc 2 is, as can be seen particularly in FIG. 3, in the middle of the otherwise arranged hollow cylindrical ring 1, so that in the circumferential edge regions 1a and 1b of the Wreath 1 are self-supporting and in the radial direction, are flexible.
  • the radial rigidity is relatively high having disc 2 is to their flexibility in the axial Increase direction with circular around hub 3 arranged through openings 7 provided.
  • edge areas 1a, 1b and the disc 2 are the thickness dimensions of the used material, the intended use, the diameter and the width 8 of the tool depending and predefined produced.
  • the drive shaft 4 becomes sketchy, as in FIG. 3 indicated from the tool axis X, for example by a slight tilting of the machine tool in the direction of the Swiveled arrow C, change on the tool transmitted forces and cause a deformation of the Tool, in particular an inclination thereof Lateral surface.
  • edge region 1 a lying on the workpiece surface 9 is deformed in the direction of arrow V1.
  • a one-sided forced deformation V1 and this forced opposite deformation of the edge regions 1a and 1b in the direction of V1 and V2 thus causes area-wise tilting of the wreath in a plane around the Disk axis Y and ensures that the Investment area continues essentially over the entire width 8 of the wreath 1 extends.
  • the disc 2 can be designed like a membrane and have a radial waveform around a to provide increased elasticity.
  • the torque can be reduced to Tool-transmitting drive shaft 4 one-sided or also - with one extending through the tool Shaft 4 - clamped on both sides in a machine tool be, which is suitable for use of the invention Tools a diverse range of both hand-held or guided as well as automated or fixed installed machine tools.
  • the Shell surface 5, as shown in Figure 4 on the outside a cylinder 11 made of elastic solid material, such as for example, rubber, caoutchouc, an elastic polymer or the like.
  • the cylinder 11 can defined deformation or to achieve defined Restoring forces further elements inside include.
  • Belt 12 is embedded near the outer surface 3.
  • the belt 12 can be made of steel, plastic, a nylon or fabric Kevlar exist and should preferably be elastic be designed to deform the lateral surface 5 continue to allow.
  • a particularly preferred one Embodiment includes a steel belt 12 which is shown in FIG a rubber cylinder 11 is vulcanized.
  • a side guide plate 13 the has a plate-like cross section and a lateral one Stop in the axial direction for a band 14 on which the material-removing means 10 are arranged, forms.
  • This Guide disc 13 can be attached to the tool the drive shaft 4 in a single fastening step with the quick coupling mentioned above become.
  • a flat can be used to reinforce the stop shoulder 15 Ring 16 can be attached to or within the cylinder 11, which is also kept elastic in the radial direction is however higher lateral forces in the axial direction can record.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Finish Polishing, Edge Sharpening, And Grinding By Specific Grinding Devices (AREA)
  • Polishing Bodies And Polishing Tools (AREA)

Description

Die Erfindung betrifft ein Werkzeug zur materialabtragenden Bearbeitung eines Werkstücks nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1, welches vorzugsweise für das Einspannen in eine handgehaltene Werkzeugmaschine vorgesehen ist.
Ein solches Werkzeug ist aus US 3 083 584 A bekannt.
Zur Form- und/oder Oberflächenbearbeitung von Werkstücken unterschiedlicher Materialien werden Werkzeuge der eingangs erwähnten Art abgesehen von der Fertigungsindustrie insbesondere von handwerklichen Betrieben und Werkstätten, aber auch von sogenannten Heimwerkern und Hobbybastlern eingesetzt.
Probleme ergeben sich bei diesen materialabtragenden Werkzeugen oft infolge der starren Ausbildung der Werkzeugkörper, weil schon geringe auf das Werkzeug einwirkende Störbewegungen eine gleichmäßige Materialabtragung negativ beeinflussen können.
Schon ein leichtes Verkippen der Wergzeugmaschine bewirkt eine Veränderung des Anstellwinkels zwischen Werkzeug und Werkstück, welches nachfolgend zu Schäden oder Mängel in der Oberfläche des Werkstücks führen kann. So erweist sich das Erzeugen einer gleichbleibenden Qualität bei der Bearbeitung von Werkstückoberflächen insbesondere, wenn solche Werkzeuge in handgehaltenen oder handgeführten Werkzeugmaschinen eingespannt sind, oftmals als sehr schwierig und zeitintensiv.
Bei der Bearbeitung einer im wesentlichen ebenen Fläche, wie die eines Bretts oder eines Blechs, ist es beim Einsatz handgehaltener Werkzeugmaschinen oftmals schwierig den zur jeweiligen Materialabtragung vorgesehenen Anlagebereich der Bearbeitungsfläche des Werkzeugs vollständig und gleichmäßig mit einer im wesentlichen konstanten Kraftbeaufschlagung über das Werkstück zu führen.
Je höher die Anforderungen hinsichtlich der Oberflächengüte und Genauigkeit einer zu bearbeitenden Fläche sind, desto eher kann bereits ein leichtes Zittern der die Werkzeugmaschine führenden Hand zu Ungenauigkeiten führen.
Um unerwünschte, in die Werkstückoberfläche eingebrachte Ungenauigkeiten jedoch wieder zu beheben, ist eine zum Teil mehrmalige Nachbearbeitung erforderlich, welche wiederum zeitintensiv ist und somit gegebenenfalls auch zusätzliche Kosten verursacht. Sind die Ungenauigkeiten zu groß, so bleibt eine schadhafte Stelle zurück, die zu einer teilweise erheblichen Wertminderung des Werkstücks führen kann.
Darüber hinaus können beispielsweise beim Innenrund-Schleifen von zylindrischen Flächen, wie bei Bohrungen oder anderen Durchgangsöffnungen, an die zylindrische Fläche angepaßte Werkzeuge der gattungsbildenden Art schon durch geringfügige unerwünschte Bewegungen verkanten. Berührt ein in eine Werkzeugmaschine eingespanntes Werkzeug z.B. bei der materialabtragenden Bearbeitung ebener Flächen nur leicht eine die Fläche seitlich begrenzende Wandung, kann dies unmittelbar ein Verkannten oder Blockieren des Werkzeugs und infolge sogar ein Lösen des Werkzeugs aus dem Spannfutter der Werkzeugmaschine bewirken.
Je nach Beschaffenheit des Werkzeugs sowie des zu bearbeitenden Werkstücks können somit schon geringe auf das Werkzeug einwirkende Störungen teilweise zu erheblichen Schäden an dem Werkstück, aber auch zu Schäden an dem Werkzeug selbst führen.
Die Druckschrift WO-A-80 00033 offenbart ein Werkzeug zur materialabtragenden Bearbeitung eines Werkstücks, bei welchem an der Mantelfläche eines im Wesentlichen. rotationssymmetrischen Werkzeugkörpers materialabtragende Mittel angebracht sind. Die Mantelfläche wird hierbei durch zwei in entgegengesetzter Richtung sich erstreckende Flansche gebildet, die derart ausgebildet sind, dass diese sich mittels Zentrifugalkraft radial nach außen biegen, um die Haftung zwischen den Flanschen und eines darum angeordneten Schleifbandes zu erhöhen. Infolge des Verbiegens der Mantelfläche ist jedoch eine im Wesentlichen stets gleichmäßige Oberflächengüte bei der Bearbeitung nicht gewährleistet.
Das Dokument JP-A-57 066 866 betrifft eine sehr komplexe Vorrichtung, bei welcher Schleifmaterial in Intervallen von einer starren Rotationsscheibe aufgenommen wird, wobei das Schleifmaterial zusätzlich in einen Halter einzusetzen ist, der wiederum in ein Passstück eingesetzt ist, so dass das Schleifmaterial eine seitliche Führung zwischen der Rotationsscheibe und dem Halter erfährt. Ferner wird mittels einem zwischen dem Schleifmaterial und der Rotationsscheibe zusätzlich angeordneten elastischen Element die Krümmung bzw. Biegung des Schleifmaterials beeinflusst.
Die Druckschrift US-AS-3 083 584 offenbart ein Werkzeug der eingangs genannten Art mit einem rotationssymmetrischen Werkzeugkörper, der im Wesentlichen die Form eines Gürtelreifens aufweist, um dessen Mantelfläche ein mit materialabtragenden Mitteln versehenes Schleifband angelegt ist. Der Werkzeugkörper besteht aus einem elastischen Material, durch das sich mehrere Bohrungen in axialer Richtung tunnelartig erstrecken. Diese Bohrungen erhöhen die Flexibilität des elastischen Materials und damit die Verformbarkeit des reifenförmigen Werkzeugkörpers, so dass sich der Werkzeugkörper bei Betrieb wegen der auftretenden Zentrifugalkräfte in axialer Richtung ausdehnt, wodurch die Haftung zwischen dem Werkzeugkörper und dem darum angeordneten Schleifbandes erhöht. Die Elastizität des Werkzeugkörpers lässt auch eine gewisse Verformbarkeit der Mantelfläche in radialer Richtung nach innen zu. Je stärker die Verformung an einer bestimmten Stelle der Mantelfläche in radialer Richtung nach innen ist, desto größer sind die elastischen Rückstellkräfte an derselben Stelle, so dass ein im Wesentlichen gleichmäßiger Anpressdruck im Auflagebereich zwischen Werkzeugkörper und Werkstück nur ungenügend gewährleistet wird.
Aufgabe der Erfindung ist es, ein Werkzeug der gattungsbildenden Art bereitzustellen, welches insbesondere ei Verwendung handgehaltener oder handgeführter Werkzeugmaschinen die vorgenannten Nachteile vermindert, eine effizientere materialabtragende Bearbeitung bei einer im wesentlichen stets gleichmäßigen Oberflächengüte des Werkstücks ermöglicht und vielseitig zur Bearbeitung unterschiedlichster Flächen einsetzbar ist.
Die Aufgabe wird mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst.
Bevorzugte Ausführungsformen sind den Unteransprüchen zu entnehmen.
Ein zylindrisch ausgebildetes Werkzeug der gattungsbildenden Art mit einer umlaufenden, zur Materialabtragung rotierbaren Bearbeitungsfläche, bei welchem die Mantelfläche relativ zur Antriebswelle neigbar, insbesondere selbstrückstellend neigbar ist, gewährleistet auch bei einem leichten Verkippen der konzentrischen Antriebswelle einen sich dennoch im wesentlichen über die gesamte Breite des Werkzeugs erstreckenden Anlagebereich und infolge eine sehr viel gleichmäßigere Materialabtragung der Werkstückoberfläche.
Die Verbindungseinrichtung stellt die Beibehaltung des vorgegebenen Kranzdurchmessers sicher, so daß ein auf das Werkzeug übertragenes Moment, ähnlich wie bei einem Rad oder Reifen, im wesentlichen gleichmäßig an den Kranz weitergegeben wird. Erfährt ein Gebiet eines Randbereiches eine erzwungene radiale Verformung, wirkt sich dies aufgrund des umlaufenden Kranzes auch auf benachbarte Randbereiche aus, wobei das in axialer Richtung gegenüberliegende Randbereichsgebiet in entgegengesetzte Richtung verformt wird, der Kranz also bereichsweise um die Verbindungseinrichtung verkippt und als Anlagebereich im wesentlichen weiterhin die gesamte Breite des Kranzes gewährleistet wird.
Aufgrund der dabei erzeugten im wesentlichen gleichbleibenden Bearbeitungsqualität werden ansonsten notwendige Nachbearbeitungen weitgehend vermieden, so dass die Bearbeitung von Werstückoberflächen deutlich schneller und somit kostengünstiger durchgeführt werden kann. Infolge der zylindrischen Ausgestaltung des Werkzeugkörpers kann das erfindungsgemäße Werkzeug durch einfaches Anpassen der Abmessungen des Werkzeugkörpers für die Bearbeitung ebener, zylindrischer, gebogener und/oder gekrümmter Flächen benuztzerspezifisch verwendet werden.
Es hat sich auf höchst überraschende Weise gezeigt, daß das erfindungsgemäße Werkzeug wesentlich weniger Staubentwicklung aufweist als vergleichbare Schleif- oder Poliereinrichtungen. Das abgetragene Material wird in der Regel im wesentlichen auf der Werkstückoberfläche zurückgelassen oder dort abgelagert ohne in die Umgebung geschleudert zu werden.
Ist in weiterer vorteilhafter Ausgestaltung die Verbindungseinrichtung in axialer Richtung selbstrückstellend verformbar ausgebildet, kann das Werkzeug zusätzliche Scher- und Torsionskräfte aufnehmen. Aufgrund des so in axialer sowie in radialer Richtung selbstrückstellbar verschiebbar bzw. verformbar gehaltenen Werkzeugs, kann das Werkzeug leichte Stauchungen aufnehmen oder an Bereiche des Werkzeugs außerhalb des Anlagebereichs weitergeben.
Sind in bevorzugter Weiterbildung an der Mantelfläche umlaufende Rillen oder Pyramiden ausgebildet, wird bei Rotation des Werkzeug eine verbesserte Haftung und Selbstzentrierung eines um die Mantelfläche gespannten Bearbeitungsfliesses erzielt. Auf zusätzliche, dem Fachmann an sich bekannte Befestigungsmittel kann somit weitgehend verzichtet werden.
Ferner ist von Vorteil, daß durch die Rillen zwischen dem Werkzeugkörper und einem aufgespannten Bearbeitungsfließ ein Luftpolster ausgebildet wird, wodurch eine übermäßige unerwünschte Erwärmung der Bearbeitungsfläche, infolge der rotierenden materialabtragenden Bearbeitung, verhindert wird, die andernfalls zu schadhaften Stellen der Werkstückoberfläche sowie zu einer übermäßigen Beanspruchung des Werkzeugs führen kann.
Für eine besonders material- und kostensparende Ausführungsform des erfindungsgemäßen Werkzeugs haben sich insbesondere einstückig aus einem plastischen Material vorzugsweise in einem Spritzgußverfahren hergestellte Werkzeugkörper als zweckmäßig und vorteilhaft erwiesen.
Nach einem weiteren Gesichtspunkt der Erfindung, ist der Werkzeugkörper, auch Träger genannt, zur Aufnahme von Schleifmitteln auf Unterlage, insbesondere in Ring- oder Hülsenform ausgebildet, wobei der Körper aus einem weichen Kunststoff oder Elastomer hergestellt ist und in diesem Körper mindestens auf einer Stirnseite eine Stahlkante angebracht oder eingearbeitet ist, welche gleichzeitig als Verschleißschutz für den Träger und als Seitenführung für das Schleifmittel dient.
Insbesondere ist der Werkzeugkörper ferner dadurch gekennzeichnet, daß auf der zweiten Stirnseite durch eine lose eingelegte Stahlscheibe ebenfalls ein Verschleißschutz für den Werkzeugkörper und gleichzeitig eine Seitenführung für das Schleifmittel erzeugt wird.
Besonders vorteilhaft ist eine Ausführungsform des Werkzeugkörpers, bei der das Schleifmittel nach dem Einsatz einfach durch axiales Verschieben gewechselt werden kann.
Zweckmäßigerweise weist der Werkzeugkörper trotz eingebauter Stahlkante noch eine Flexibilität auf, welche das Anschmiegen des Schleifmittels an die zu bearbeitende Fläche erlaubt.
Die Erfindung wird nachfolgend anhand einer bevorzugten in den Zeichnungen dargestellten Ausführungsform beispielhaft beschrieben.
Es zeigen:
Fig. 1
eine Draufsicht auf eine bevorzugte erfindungsgemäße Ausführungsform von oben;
Fig. 2
eine Seitenansicht der in Fig. 1 dargestellten Ausführungsform in Richtung des Pfeils A, und
Fig. 3
eine Querschnittsansicht der in Fig. 1 dargestellten Ausführungsform entlang der Schnittlinie B-B
Fig. 4
eine Querschnittsansicht entlang der in Fig. 1 dargestellten Schnittlinie B-B bei einer weiteren Ausführungsform.
Nachfolgend wird auf die Fig. 1, 2 und 3 Bezug genommen, welche beispielhaft eine einstückig im Spritzgußverfahren ausgebildete Ausführungsform des erfindungsgemäßen Werkzeugs darstellen. Es sei jedoch erwähnt, daß aus Gründen der Klarheit auf maßstabsgerechte Abbildungen verzichtet wurde.
Das erfindungsgemäße Werkzeug weist einen zylindrischen Kranz 1 auf, dessen Mantelfläche die Aufnahmefläche für daran befestigbare materialabtragende Mittel 10, wie beispielsweise ein Schleiffließ oder -papier, bildet.
Über eine einstückig am Kranz 1 ausgebildete Scheibe 2 ist der Kranz 1 an der nur schematisch dargestellten zur Nabe 3 Aufnahme einer in den Fig 2 und 3 gestrichelt dargestellten Antriebswelle 4 gehalten.
Diese schematisch dargestellte Nabe kann in bevorzugter Weise über eine Schnellkupplung gemäß dem Deutschen Gebrauchsmuster DE G 94 16 005.8 verfügen, wobei dessen Inhalt durch Bezugnahme auch vollständig zum Gegenstand der Offenbarung dieser Beschreibung gemacht wird. In diesem Falle verfügt auch das erfindungsgemäße Werkzeug über eine entsprechende Kupplung, die konzentrische zur Rotationsachse im wesentlichen im Schwerpunkt des Werkzeugs angeordnet ist.
Die Mantelfläche 5 des Kranzes 1 ist mit umlaufenden Rillen 6 versehen, die bei Rotation des Werkzeugs eine verbesserte Haftung und Selbstzentrierung eines um die Mantelfläche 5 gespannten Bearbeitungfließes gewährleisten. Die Scheibe 2 ist, wie besonders bei Fig. 3 zu sehen, in der Mitte des ansonsten hohlzylindrischen Kranzes 1 angeordnet, so daß in axialer Richtung die umlaufenden Randbereiche 1a und 1b des Kranzes 1 freitragend sind und in radialer Richtung, flexibel sind.
Die in radialer Richtung eine relativ hohe Steifigkeit aufweisende Scheibe 2 ist, um deren Flexibilität in axialer Richtung zu erhöhen, mit kreisförmig um die Nabe 3 herum angeordneten Durchgangsöffnungen 7 versehen.
Je nach gewünschter Flexibilität der Randbereiche 1a, 1b sowie der Scheibe 2 sind deren Dickenabmessungen von dem verwendeten Material, dem Verwendungszweck, dem Durchmesser und der Breite 8 des Werkzeugs abhängig und vordefiniert herstellbar.
Wird von einer nicht dargestellten Werkzeugmaschine über die konzentrisch an der Nabe 3 gehaltene Antriebswelle 4 ein Drehmoment auf das Werkzeug übertragen, werden die resultierenden Kräfte über die Scheibe 2 an den Kranz 1 weitergegeben, wobei die Steifigkeit der Scheibe 2 in radialer Richtung ein "Zusammendrücken" des Kranzes 1 verhindert jedoch je nach erfindungsgemäßer Ausgestaltung ein elastisches Zurücktreten ermöglicht werden kann.
Infolge des umlaufend ausgebildeten Kranzes 1 werden die Randbereiche 1a und 1b bei am Werkzeug auftretenden Kräften elastisch in ihrer vorgegebenen Lage gehalten, so daß sich der Anlagebereich, dies ist der die Werkstückoberfläche 9 berührende Bereich der Werkzeugs, über die gesamte Breite 8 des Kranzes 1 erstreckt. Diese Wirkung soll nachfolgend detaillierter beschrieben werden.
Wird die Antriebswelle 4, wie bei Fig. 3 skizzenhaft angedeutet, aus der Werkzeugachse X beispielsweise durch ein leichtes Verkippen der Werkzeugmaschine in Richtung des Pfeils C geschwenkt, verändern sich die auf das Werkzeug übertragenen Kräfte und bewirken eine Verformung des Werkzeugs, insbesondere eine Neigung von dessen Mantelfläche.
Der an der Werkstückoberfläche 9 anliegende Randbereich 1a wird in Richtung des Pfeils V1 verformt. Infolge der durch die Scheibe 2 weiterhin vorhandenen Stabilität in radialer Richtung und des umlaufend ausgebildeten Kranzes 1 wirkt sich eine Verformung in Richtung V1 auch auf benachbarte Randbereiche aus, wobei der dem Randbereich 1a in axialer Richtung gegenüberliegende Bereich 1b eine dem Betrag nach in etwa gleichstarke Verformung V2, jedoch in entgegengesetzter Richtung zu der des Randbereiches 1a erfährt, wodurch eine im wesentlichen gleichmäßige Materialabtragung an der Werkstückoberfläche 9 gewährleistet ist.
Eine einseitig erzwungene Verformung V1 und die hierdurch erzwungene entgegengesetzte Verformung der Randbereiche 1a und 1b in Richtung V1 bzw. V2 bewirkt somit ein bereichsweises Kippen des Kranzes in einer Ebene um die Scheibenachse Y und gewährleistet, daß sich der Anlagebereich weiter im wesentlichen über die gesamte Breite 8 des Kranzes 1 erstreckt.
Die am Rotationskörper auftretenden durch das Material sowie durch die spezielle Formgestaltung während der Verformung des Werkzeugs hervorgerufenen Rückstellkräfte gewährleisten ferner, daß ein Abknicken oder Einknicken des Kranzes 1 vermieden wird. Darüber hinaus ist bei einem Rückschwenken der Antriebswelle 4 in die Werkzeugachse X eine Rückverformung der Randbereiche 1a und 1b des Kranzes 1 in deren Ausgangs- bzw. Ruhezustände des geraden kreiszylindrischen Werkzeugs sichergestellt. Ein Verschwenken der Antriebswelle 4 in entgegengesetzter Richtung bewirkt eine entsprechende, jedoch entgegengesetzte Verformung der Randbereiche 1a und 1b.
Bei einer Stauchung in axialer Richtung, die beispielsweise dann auftritt wenn das Werkzeug stirnseitig gegen eine Wand gefahren wird, wirkt eine Kraft in Richtung des Pfeils E auf das Werkzeug ein. Falls in entgegengesetzter Richtung weiterhin eine Kraft D auf das Werkzeug übertragen wird, kann die Stauchung von der in axialer Richtung flexibel ausgebildeten Scheibe 2 in Richtung der Pfeile V3 bzw. V4 aufgenommen werden, ohne daß eine sofortige Verkanntung oder Blockierung des Werkzeugs erfolgt.
Da hierbei im allgemeinen auch in radialer Richtung wirkende Kräfte auftreten, findet gleichzeitig eine der vorstehend beschriebenen Verformung der Randbereiche 1a und 1b ähnliche bzw. entsprechende lokale Neigung dieser Randbereiche statt, so daß weiterhin ein sich im wesentlichen über die gesamte Breite des Werkzeugs erstreckende Anlagefläche sichergestellt ist.
Es liegt ferner im Rahmen der Erfindung in die Mantelfläche gewebe- oder faserartige Strukturen einzubringen, um die umlaufende Mantelfläche, ähnlich wie bei einem Kraftfahrzeug-Gürtelreifen zu festigen.
Darüberhinaus kann auch ohne Verwendung eines Trägerfließ oder -papiers ein Kunst- oder Klebstoff materialabtragende Mittel, wie beispielsweise Korund, Sand oder dergleichen direkt an der Mantelfläche halten.
Ferner kann die Scheibe 2 membranartig ausgebildet sein und eine radial verlaufende Wellenform aufweisen, um eine erhöhte Elastizität bereitzustellen.
In weiterer erfindungsgemäßer Weise kann eine das Drehmoment auf das Werkzeug übertragende Antriebswelle 4 einseitig oder auch - bei einer sich durch das Werkzeug hindurch erstreckenden Welle 4 - beidseitig in einer Werkzeugmaschine eingespannt sein, wodurch sich für einen Einsatz des erfindungsgemäßen Werkzeugs eine vielfältige Bandbreite sowohl handgehaltener oder -geführter als auch automatisierter oder fest installierter Werkzeugmaschinen erschließt.
In weiterer erfindungsgemäßer Ausgestaltung kann die Mantelfläche 5, wie in Figur 4 dargestellt, an dem Äußeren eines Zylinders 11 aus elastischem Vollmaterial, wie beispielsweise, Gummi, Kautschuk, einem elastischen Polymer oder dergleichen ausgebildet sein. Der Zylinder 11 kann zur definierten Verformung oder zur Erzielung von definierten Rückstellkräften weitere Elemente in dessen Inneren umfassen.
In bevorzugter Weise ist in den Zylinder 11 ein umlaufender Gürtel 12 nahe der Mantelfläche 3 eingebettet. Der Gürtel 12 kann aus Stahl, Kunststoff, einem Gewebe aus Nylon oder Kevlar bestehen und sollte vorzugsweise elastisch ausgebildet sein, um die Verformung der Mantelfläche 5 weiterhin zu gestatten. Eine besonders bevorzugte Ausführungsform umfasst einen Stahlgürtel 12, welcher in einen Gummizylinder 11 einvulkanisiert ist.
Bei dem in Figur 4 dargestellten Ausführungsbeispiel ist ferner eine seitliche Führungsscheibe 13 vorgesehen, die einen tellerartigen Querschitt aufweist und einen seitlichen Anschlag in axialer Richtung für ein Band 14, an welchem die material abtragenden Mittel 10 angeordnet sind, bildet. Diese Führungsscheibe 13 kann bei der Befestigung des Werkzeugs an der Antriebswelle 4 in einem einzigen Befestigungsschritt mit der vorstehend erwähnten Schnellkupplung gehaltert werden.
Ferner kann der Zylinder 11, der Führungsscheibe 13 gegenüberliegend, eine sich radial erstreckende elastische Anschlagsschulter 15 definieren, welche einen weiteren seitlichen Anschlag für das Band 14 in axialer Richtung bildet.
Zur Verstärkung der Anschlagschulter 15 kann ein flacher Ring 16 am oder innerhalb des Zylinders 11 angebracht sein, welcher ebenfalls in radialer Richtung elastisch gehalten ist jedoch in axialer Richtung höhere seitliche Kräfte aufnehmen kann.

Claims (13)

  1. Werkzeug zur materialabtragenden Bearbeitung eines Werkstücks umfassend
    einen im wesentlichen rotationssymmetrischen Werkzeugkörper (1, 2, 3),
    an dessen Mantelfläche (5) materialabtragende Mittel (10) angebracht sind und
    der eine konzentrische Antriebswelle (4) oder eine Aufnahme (3) für eine konzentrische Antriebswelle (4) zur Übertragung eines Drehmoments auf die Mantelfläche (5) des Werkzeugkörpers (1, 2, 3) aufweist,
    dadurch gekennzeichnet, dass
    der Werkzeugkörper einen äußeren zylindrischen Kranz (1), eine Nabe (3) und eine Einrichtung (2) zum Verbinden des Kranzes (1) mit der Nabe (3) umfaßt,
    wobei in axialer Richtung die Randbereiche des Kranzes (2) freitragend sind und die Mantelfläche (5) relativ zur Antriebswelle (4)_neigbar, insbesondere selbstrückstellend neigbar ist.
  2. Werkzeug nach Anspruch 1,
    dadurch gekennzeichnet, dass
    die Einrichtung (2) zum Verbinden des Kranzes (1) mit der Nabe (3) im wesentlichen scheiben- und/oder speichenförmig ausgebildet ist.
  3. Werkzeug nach Anspruch 1 oder 2,
    dadurch gekennzeichnet, dass
    die Einrichtung (2) zum Verbinden des Kranzes (1) mit der Nabe (3) in axialer Richtung selbstrückstellend verformbar ist.
  4. Werkzeug nach einem der Ansprüche 1 bis 3,
    dadurch gekennzeichnet, dass
    die Mantelfläche (5) mit umlaufenden Rillen (6) und/oder Pyramiden versehen ist.
  5. Werkzeug nach einem der Ansprüche 1 bis 4,
    dadurch gekennzeichnet, dass
    der Werkzeugkörper (1, 2, 3) aus einem Stück hergestellt ist.
  6. Werkzeug nach einem der Ansprüche 1 bis 5,
    dadurch gekennzeichnet, dass
    der Werkzeugkörper (1, 2, 3) aus einem elastischen Kunststoff hergestellt ist.
  7. Werkzeug nach einem der Ansprüche 1 bis 6,
    dadurch gekennzeichnet, dass
    die Einrichtung (2) zum Verbinden des Kranzes (1) mit der Nabe (3) in radialer Richtung selbstrückstellend verformbar ist.
  8. Werkzeug nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass der Werkzeugkörper (1, 2, 3) im wesentlichen als elastischer Zylinder (11) ausgebildet ist und in den Werkzeugkörper ein umlaufender Gürtel (12) eingebettet ist.
  9. Werkzeug nach einem der vorstehenden Ansprüche, ferner umfassend mindestens eine seitliche Führungsscheibe (13).
  10. Werkzeug nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Werkzeugkörper (1, 2, 3) zur Aufnahme von Schleifmitteln (10) auf einer Unterlage (14), insbesondere in Ring- oder Hülsenform ausgebildet ist,
    wobei der Körper aus einem weichen Kunststoff oder Elastomer hergestellt ist und in diesem Körper mindestens auf einer Stirnseite eine Stahlkante (13) angebracht oder eingearbeitet ist, welche gleichzeitig als Verschleißschutz für den Werkzeugkörper (1, 2, 3) als auch als Seitenführung für das Schleifmittel (10) dient.
  11. Werkzeug nach Anspruch 10, wobei
    auf der zweiten Stirnseite des Werkzeugkörpers durch eine lose eingelegte Stahlscheibe (16) ebenfalls ein Verschleißschutz für den Werkzeugkörper und gleichzeitig eine Seitenführung für das Schleifmittel erzeugt ist.
  12. Werkzeug nach Anspruch 10 oder 11, wobei
    das Schleifmittel (10) nach dem Einsatz einfach durch axiales Verschieben gewechselt werden kann.
  13. Werkzeug nach Anspruch 10, 11 oder 12, wobei
    der Werkzeugkörper trotz eingebauter Stahlkante (13, 16) noch eine Flexibilität aufweist, welche das Anschmiegen des Schleifmittels (10) an die zu bearbeitende Fläche erlaubt.
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