EP1100652A1 - Sanding device for curved surfaces - Google Patents

Sanding device for curved surfaces

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Publication number
EP1100652A1
EP1100652A1 EP99963137A EP99963137A EP1100652A1 EP 1100652 A1 EP1100652 A1 EP 1100652A1 EP 99963137 A EP99963137 A EP 99963137A EP 99963137 A EP99963137 A EP 99963137A EP 1100652 A1 EP1100652 A1 EP 1100652A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
bearing surface
support surface
curved
guide devices
head
Prior art date
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Granted
Application number
EP99963137A
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German (de)
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EP1100652B1 (en
Inventor
Bernhard Ganser
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Individual
Original Assignee
Individual
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Filing date
Publication date
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Publication of EP1100652A1 publication Critical patent/EP1100652A1/en
Application granted granted Critical
Publication of EP1100652B1 publication Critical patent/EP1100652B1/en
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Expired - Lifetime legal-status Critical Current

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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B24—GRINDING; POLISHING
    • B24B—MACHINES, DEVICES, OR PROCESSES FOR GRINDING OR POLISHING; DRESSING OR CONDITIONING OF ABRADING SURFACES; FEEDING OF GRINDING, POLISHING, OR LAPPING AGENTS
    • B24B19/00—Single-purpose machines or devices for particular grinding operations not covered by any other main group
    • B24B19/26—Single-purpose machines or devices for particular grinding operations not covered by any other main group for grinding workpieces with arcuate surfaces, e.g. parts of car bodies, bumpers or magnetic recording heads
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B24—GRINDING; POLISHING
    • B24B—MACHINES, DEVICES, OR PROCESSES FOR GRINDING OR POLISHING; DRESSING OR CONDITIONING OF ABRADING SURFACES; FEEDING OF GRINDING, POLISHING, OR LAPPING AGENTS
    • B24B17/00—Special adaptations of machines or devices for grinding controlled by patterns, drawings, magnetic tapes or the like; Accessories therefor
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B24—GRINDING; POLISHING
    • B24B—MACHINES, DEVICES, OR PROCESSES FOR GRINDING OR POLISHING; DRESSING OR CONDITIONING OF ABRADING SURFACES; FEEDING OF GRINDING, POLISHING, OR LAPPING AGENTS
    • B24B23/00—Portable grinding machines, e.g. hand-guided; Accessories therefor
    • B24B23/02—Portable grinding machines, e.g. hand-guided; Accessories therefor with rotating grinding tools; Accessories therefor
    • B24B23/03—Portable grinding machines, e.g. hand-guided; Accessories therefor with rotating grinding tools; Accessories therefor the tool being driven in a combined movement
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B24—GRINDING; POLISHING
    • B24B—MACHINES, DEVICES, OR PROCESSES FOR GRINDING OR POLISHING; DRESSING OR CONDITIONING OF ABRADING SURFACES; FEEDING OF GRINDING, POLISHING, OR LAPPING AGENTS
    • B24B41/00—Component parts such as frames, beds, carriages, headstocks
    • B24B41/04—Headstocks; Working-spindles; Features relating thereto

Definitions

  • the invention relates to a grinding device with a rotor device, which drives an eccentrically mounted carrier device, in which a shaft is mounted, at one end of which a head is provided, to which a bearing surface for sandpaper is attached.
  • an abrasive paper is attached to the surface with which the grinding surface is moved due to the eccentric movement of the shaft mounted in the carrier device in the form of superimposed harmonic vibrations over the surface to be ground, whereby this surface is subjected to a grinding process with a suitable contact pressure of the sanding paper. Difficulties arise with the conventional sanding devices whenever curved surfaces are to be sanded, since the handling of a sanding device is made more difficult due to the fact that there is always only a selective placement of the flat sanding paper on the curved surface.
  • the object of the invention is to provide a grinding device with which different curved surfaces can be ground with simple handling.
  • this object is achieved in that the support surface is curved and has a curved top and bottom, the support surface is fastened to the head via an elastic element, and at least two guide devices are provided which bring about that the support surface is guided reciprocally from the head along a curved surface with the same radius of curvature as the support surface.
  • the bearing surface is curved and has a curved top and bottom, the bearing surface is fastened to the head via an elastic element, and at least two guide devices are provided which cause the bearing surface of Reciprocating the head along a curved surface with the same radius of curvature as the support surface, achieved that a grinding device is created in which the oscillating movement of the surface of its support surface due to the fact that the underside of its support surface has the same radius of curvature as the surface of the support surface and the underside of the support surface is guided by at least two guide devices which are arranged so as to be stationary with respect to the support surface in such a way that a lateral oscillating movement to the axis of the shaft mounted in the support device is prevented and the underside of the support surface is guided against the respective guide devices during a lateral movement of the shaft with pressure that varies with time, in conjunction with an elastic element that is provided on the head of the shaft and via which
  • the sandpaper to be used with the sandpaper support device according to the invention is preferably interchangeable on the support surface, for which it is either designed as adhesive sanding paper or is provided with integrated eyelets that interact with hooks that are provided on the support surface or at another location of the device according to the invention.
  • the sanding paper is not designed as a closed surface but as a rosette to ensure that no wrinkling occurs in the paper.
  • the guide devices are provided on the underside of the bearing surface.
  • the guidance effect of the support surface desired by the guidance devices is achieved simply and effectively. It is essential that the guide devices act on a surface whose radius of curvature corresponds to that of the surface of the support surface.
  • embodiments of the grinding devices according to the invention are also conceivable in principle, in which the guide devices adjoin guide surfaces with a correspondingly provided radius of curvature, which are spatially separated from the underside of the contact surface, nevertheless with the
  • the guide devices of the grinding device according to the invention are preferably designed as ball, roller or slide bearings. This ensures that the Desired guiding effect of the guiding devices on the underside of the support surface can be carried out with little friction and with little material wear.
  • the guide devices can be designed as curved guide surfaces, which are made of a hard, slidable material, in particular plastic material, and have a curvature adapted to the underside of the contact surface. The desired guiding effect of the guiding devices on the underside of the contact surface is achieved in a particularly cost-effective manner.
  • three, four or more guide devices can be provided. If at least three guide devices are provided, the support surface is guided in a particularly robust and precise manner.
  • the elastic element via which the support surface is connected to the shaft mounted in the carrier device, is preferably designed as a spring, in particular a spiral spring. It is thereby achieved that the stroke of the support surface with respect to the head of the shaft caused by the action of the guide devices is compensated for at a predetermined, constant force, regardless of the respective deflection of the support surface.
  • the elastic element can be designed as a disk or as a ring made of an elastic material, in particular rubber. Is essential only that the stroke movement caused by the guide devices between the head of the shaft and the support surface due to the curvature of the underside of the support surface is compensated for with as little delay and as evenly as possible.
  • the contact surface of the grinding device according to the invention can have different radii of curvature for different objects to be ground, depending on the embodiment.
  • the bearing surface can, for example, be cylindrical with a concave top for grinding convex surfaces, or it can be cylindrical with a convex top for grinding concave surfaces.
  • the support surface can be designed spherically with a concave top, and for grinding concave-spherical surfaces, the support surface can be designed spherically with a convex top.
  • the guide devices are preferably arranged axially parallel to one another.
  • the support surface is spherical, four guide devices are preferably provided, which are arranged in pairs at right angles to each other.
  • the bearing surface can also be designed such that it has at least two different curvatures in two or more planes.
  • the bearing surface of the grinding device according to the invention is preferably made of a hard material, in particular metal or a hard plastic material.
  • the support surface formed from a hard material can be softly cushioned on a foam layer or a foam layer can be provided on the support surface, or the support surface itself can also be made of a soft material such as Be made of wood or foam.
  • the device according to the invention can have an additional eccentric device, by means of which the movement of the support surface can be further controlled.
  • the additional eccentric device can be controlled with the aid of centrifugal forces and / or frictional forces. Due to the additional eccentric device, the device according to the invention can advantageously be carried out in such a way that the support surface executes a non-uniform movement, which results in a very fine grinding structure.
  • the eccentrically mounted carrier device, the shaft mounted therein or the head provided at one end thereof is mounted in an elongated hole which generates a one-dimensional linear oscillating movement from a rotational movement of the component in question.
  • the elongated hole can be arranged vertically so that it produces a horizontally running oscillating movement, or it can be arranged horizontally so that it generates a vertically running oscillating movement.
  • Fig.l a preferred embodiment of the invention
  • Grinding device in a cross-sectional view shows a cylindrically shaped contact surface of the grinding device shown in FIG. 1 in a view from the rear; 3 shows a spherical support surface of the grinding device according to the invention in a view from behind. 4 shows a further preferred embodiment of the grinding device according to the invention in a cross-sectional view; 5 shows the support surface and the head of the grinding device shown in Figure 4 in a view from behind.
  • a support surface 11 is provided with a bottom 11 'and an upper surface ll 1 1 in its central region with a cylindrical pot-like projection 12 with a base surface 13 with a recess 13', through which a shaft 16 with a head 15 is guided, wherein the head 15 has a diameter which is larger than the diameter of the shaft 16 and the recess 13 'and adjoins with its rear side 15' against a rubber ring 14 which is supported against the base surface 13 of the projection 12.
  • the shaft 16 is rotatably supported in a bearing device 17 which is rotatably supported in a decentralized manner in a body device 18.
  • the body device 18 is driven via a shaft 19 which is mounted in a bearing 20 and is driven by a rotor device, not shown.
  • the roller bearings 21, 21 ', 21' 'and 21' '' adjacent to the convexly shaped underside 11 'of the support surface 11 are supported with the aid of springs 22 and 23 so that vibrations, their direction perpendicular to the double arrows shown in Figure 1, but still perpendicular to the axis 19 'of the shaft 19, are caught during operation of the grinding device according to the invention.
  • the support surface 11 therefore has two degrees of freedom during operation of the grinding device according to the invention, one allowing reciprocal movement along the longitudinal axis 111 of the support surface 11 and the other permitting reciprocal movement along a curved surface with the same radius of curvature as the support surface 11.
  • Support surface 11 are arranged on the underside 11 'of the roller bearings 21, 21', 21 '' and 21 ''', the roller bearings 21 and 21' and 21 '' and 21 '''being arranged in pairs axially parallel. Similar to the roller bearings shown in Figure 2, the roller bearings 21, 21 ', 21''and21''shown in Figure 3 are mounted in springs 22, 23 in a reciprocable manner. This enables a circular movement of the spherical bearing surface 11 when the grinding device according to the invention is in operation. In the embodiment of a device 10 according to the invention shown in FIGS. 3 and 4, of which the cross-sectional view in FIG. 4 and the support surface 11 and the head 25 are shown in a view from the rear in FIG.
  • the shaft 23 of the head 25 mounted in a vertically extending slot 29 which is formed in a component 27 and which generates a linear, horizontally extending oscillating movement of the head 25 from a rotational movement of the component in question.
  • the guide devices are designed as curved guide surfaces 31, 31 'made of a hard, slidable plastic material and have a curvature adapted to the underside 11' of the contact surface.
  • This embodiment of the device according to the invention is particularly suitable for grinding applications in which the surface to be ground is limited on one side by obstructing objects.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Finish Polishing, Edge Sharpening, And Grinding By Specific Grinding Devices (AREA)
  • Constituent Portions Of Griding Lathes, Driving, Sensing And Control (AREA)
  • Brushes (AREA)
  • Grinding And Polishing Of Tertiary Curved Surfaces And Surfaces With Complex Shapes (AREA)

Abstract

The invention relates to a sanding device (10) comprising a rotor device which drives an eccentrically mounted carrier device. A shaft (16) is mounted in said carrier device. A head (15) is provided on one end of the shaft. A supporting surface (11) for sand paper is fastened on said head. According to the invention, the sanding of curved surfaces (11'') by hand is facilitated in that the supporting surface (11) comprises a curved shape, and a top and bottom side have the same radius of curvature and are fastened to the head (15) via an elastic element (14). In addition, at least two guide devices (21) are provided which cause the supporting surface (11) to be guided by the head (15) in a reciprocal manner along a curved surface (11'') having the same radius of curvature as the supporting surface (11).

Description

SCHLEIFVORRICHTUNG FÜR GEBOGENE FLACHEN GRINDING DEVICE FOR CURVED FLATS
Die Erfindung betrifft eine SchleifVorrichtung mit einer Rotoreinrichtung, die eine exzentrisch gelagerte Trägereinrichtung treibt, in der eine Welle gelagert ist, an deren einem Ende ein Kopf vorgesehen ist, an dem eine Auflagefläche für Schleifpapier befestigt ist.The invention relates to a grinding device with a rotor device, which drives an eccentrically mounted carrier device, in which a shaft is mounted, at one end of which a head is provided, to which a bearing surface for sandpaper is attached.
Schleifvorrichtungen der eingangs genannten Art werden im Stand der Technik insbesondere dazu benutzt, planeGrinding devices of the type mentioned are used in the prior art in particular to plan
Oberflächen abzuschleifen. Zu diesem Zweck wird auf der Auflagefläche ein Schleifpapier befestigt, mit dem die zu schleifende Oberfläche aufgrund der Exzenterbewegung der in der Trägereinrichtung gelagerten Welle in Form von sich überlagernden harmonischen Schwingungen über die zu schleifende Oberfläche bewegt wird, wodurch diese Oberfläche bei geeignetem Auflagedruck des Schleifpapiers einem Schleifvorgang unterzogen wird. Schwierigkeiten ergeben sich bei den herkömmlichen Schleifvorrichtungen immer dann, wenn gekrümmte Oberflächen zu schleifen sind, da sich dabei die Handhabung einer Schleifvorrichtung aufgrund des Umstandes erschwert, daß immer nur eine punktuelle Auflage des planen Schleifpapiers auf die gekrümmte Oberfläche gegeben ist.Sand surfaces. For this purpose, an abrasive paper is attached to the surface with which the grinding surface is moved due to the eccentric movement of the shaft mounted in the carrier device in the form of superimposed harmonic vibrations over the surface to be ground, whereby this surface is subjected to a grinding process with a suitable contact pressure of the sanding paper. Difficulties arise with the conventional sanding devices whenever curved surfaces are to be sanded, since the handling of a sanding device is made more difficult due to the fact that there is always only a selective placement of the flat sanding paper on the curved surface.
Aufgabe der Erfindung ist es, eine SchleifVorrichtung zu schaffen, mit der unterschiedliche gekrümmte Oberflächen bei einfacher Handhabung schleifbar sind.The object of the invention is to provide a grinding device with which different curved surfaces can be ground with simple handling.
Für eine Schleifvorrichtung der eingangs genannten Art wird diese Aufgabe dadurch gelöst, daß die Auflagefläche gebogen ausgebildet ist und eine gekrümmte Ober- und Unterseite aufweist, die Auflagefläche an dem Kopf über ein elastisches Element befestigt ist, und mindestens zwei Führungseinrichtungen vorgesehen sind, die bewirken, daß die Auflagefläche von dem Kopf reziprozierend entlang einer gebogenen Oberfläche mit gleichem Krümmungsradius wie die Auflagefläche geführt ist.For a grinding device of the type mentioned at the outset, this object is achieved in that the support surface is curved and has a curved top and bottom, the support surface is fastened to the head via an elastic element, and at least two guide devices are provided which bring about that the support surface is guided reciprocally from the head along a curved surface with the same radius of curvature as the support surface.
Bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche . Bei der erfindungsgemäßen Schleifvorrichtung wird durch das Merkmal, daß die Auflagefläche gebogen ausgebildet ist und eine gekrümmte Ober- und Unterseite aufweist, die Auflagefläche an dem Kopf über ein elastisches Element befestigt ist, und mindestens zwei Führungseinrichtungen vorgesehen sind, die bewirken, daß die Auflagefläche von dem Kopf reziprozierend entlang einer gebogenen Oberfläche mit gleichem Krümmungsradius wie die Auflagefläche geführt ist, erreicht, daß eine SchleifVorrichtung geschaffen ist, bei der die Schwingbewegung der Oberfläche ihrer Auflagefläche aufgrund des Umstandes, daß die Unterseite ihrer Auflagefläche einen gleichen Krümmungsradius wie die Oberfläche der Auflagefläche aufweist und die Unterseite der Auflagefläche von mindestens zwei bezüglich der Auflagefläche ortsfest angeordneten Führungseinrichtungen so geführt ist, daß eine zur Achse der in der Trägereinrichtung gelagerten Welle laterale Schwingbewegung verhindert ist und die Unterseite der Auflagefläche bei einer Lateralbewegung der Welle mit zeitlich unterschiedlich starkem Druck gegen die jeweiligen Führungseinrichtungen geführt ist, in Verbindung mit einem elastischen Element, das an dem Kopf der Welle vorgesehen ist und über das die Auflagefläche und die Welle miteinander verbunden sind, entlang einer imaginären gebogenen Oberfläche gezwungen ist, die den gleichen Krümmungsradius wie die Oberseite der Auflagefläche aufweist . Das mit der erfindungsgemäße Schleifpapier- Auflagenvorrichtung zu verwendende Schleifpapier ist vorzugsweise auswechselbar auf der Auflagefläche aufbringbar, wozu es entweder als Klebeschleifpapier ausgebildet ist oder mit integrierten Ösen versehen ist, die mit Haken zusammenwirken, die an der Auflagefläche oder an einer anderen Stelle der erfindungsgemäßen Vorrichtung vorgesehen sind. Zur Befestigung an einer sphärisch ausgebildeten Auflagefläche ist es vorgesehen, daß das Schleifpapier nicht als geschlossene Fläche sondern rosettenartig ausgebildet ist um sicherzustellen, daß im Papier keine Faltenbildung auftritt.Preferred embodiments of the invention are the subject of the dependent claims. In the grinding device according to the invention, the feature that the bearing surface is curved and has a curved top and bottom, the bearing surface is fastened to the head via an elastic element, and at least two guide devices are provided which cause the bearing surface of Reciprocating the head along a curved surface with the same radius of curvature as the support surface, achieved that a grinding device is created in which the oscillating movement of the surface of its support surface due to the fact that the underside of its support surface has the same radius of curvature as the surface of the support surface and the underside of the support surface is guided by at least two guide devices which are arranged so as to be stationary with respect to the support surface in such a way that a lateral oscillating movement to the axis of the shaft mounted in the support device is prevented and the underside of the support surface is guided against the respective guide devices during a lateral movement of the shaft with pressure that varies with time, in conjunction with an elastic element that is provided on the head of the shaft and via which the support surface and the shaft are connected to one another along a imaginary curved surface is forced, which has the same radius of curvature as the top of the support surface. The sandpaper to be used with the sandpaper support device according to the invention is preferably interchangeable on the support surface, for which it is either designed as adhesive sanding paper or is provided with integrated eyelets that interact with hooks that are provided on the support surface or at another location of the device according to the invention. For attachment to a spherical support surface, it is provided that the sanding paper is not designed as a closed surface but as a rosette to ensure that no wrinkling occurs in the paper.
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Schleifvorrichtung sind die Führungseinrichtungen an der Unterseite der Auflagefläche vorgesehen. Auf diese Weise wird die durch die Führungseinrichtungen gewünschte FührungsWirkung der Auflagefläche einfach und effektiv erreicht. Wesentlich ist dabei, daß die Führungseinrichtungen auf eine Fläche wirken, deren Krümmungsradius derjenigen der Oberfläche der Auflagefläche entspricht. Insofern sind prinzipiell auch Ausgestaltungen der erfindungsgemäßen Schleifvorrichtungen denkbar, bei denen die Führungseinrichtungen an Führungsflächen mit entsprechend vorgesehenem Krümmungsradius angrenzen, die räumlich von der Unterseite der Auflagefläche getrennt sind, gleichwohl mit derAccording to a preferred embodiment of the grinding device according to the invention, the guide devices are provided on the underside of the bearing surface. In this way, the guidance effect of the support surface desired by the guidance devices is achieved simply and effectively. It is essential that the guide devices act on a surface whose radius of curvature corresponds to that of the surface of the support surface. In this respect, embodiments of the grinding devices according to the invention are also conceivable in principle, in which the guide devices adjoin guide surfaces with a correspondingly provided radius of curvature, which are spatially separated from the underside of the contact surface, nevertheless with the
Auflagefläche mechanisch verbunden sind.Contact surface are mechanically connected.
Die Führungseinrichtungen der erfindungsgemäßen Schleifvorrichtung sind vorzugsweise als Kugel-, Wälz- oder Gleitlager ausgebildet. Dadurch ist sichergestellt, daß die gewünschte Führungswirkung der Führungseinrichtungen auf die Unterseite der Auflagefläche reibungsarm und unter geringem Materialverschleiß durchführbar ist. Alternativ können die Führungseinrichtungen als gebogene Führungsflächen ausgebildet sein, die aus einem harten, gleitfähigen Material, insbesondere Kunststoffmaterial hergestellt sind und eine an die Unterseite der Auflagefläche angepaßte Krümmung aufweisen. Die erwünschte FührungsWirkung der Führungseinrichtungen auf die Unterseite der Auflagefläche wird dabei auf besonders kostengünstige Weise erreicht.The guide devices of the grinding device according to the invention are preferably designed as ball, roller or slide bearings. This ensures that the Desired guiding effect of the guiding devices on the underside of the support surface can be carried out with little friction and with little material wear. Alternatively, the guide devices can be designed as curved guide surfaces, which are made of a hard, slidable material, in particular plastic material, and have a curvature adapted to the underside of the contact surface. The desired guiding effect of the guiding devices on the underside of the contact surface is achieved in a particularly cost-effective manner.
Gemäß weiterer bevorzugter Ausführungsformen der erfindungsgemäßen SchleifVorrichtung können drei, vier oder mehr Führungseinrichtungen vorgesehen sein. Bei einem Vorsehen von mindestens drei Führungseinrichtungen wird eine besonders robuste und genaue Führung der Auflagefläche erreicht .According to further preferred embodiments of the grinding device according to the invention, three, four or more guide devices can be provided. If at least three guide devices are provided, the support surface is guided in a particularly robust and precise manner.
Das elastische Element, über das die Auflagefläche mit der in der Trägereinrichtung gelagerten Welle verbunden ist, ist vorzugsweise als Feder, insbesondere Spiralfeder, ausgebildet. Dadurch wird erreicht, daß der durch die Wirkung der Führungseinrichtungen verursachte Hub der Auflagefläche bezüglich des Kopfes der Welle jeweils bei einer vorherbestimmbaren, konstanten Kraft ausgeglichen wird, unabhängig von der jeweiligen Auslenkung der Auflägefläche . Alternativ kann das elastische Element als Scheibe oder als Ring aus einem elastischen Material, insbesondere Gummi, ausgebildet sein. Wesentlich ist hierbei lediglich, daß die durch die Führungseinrichtungen zwischen dem Kopf der Welle und dem Auflagefläche aufgrund der Krümmung der Unterseite der Auflagefläche bewirkte Hub- Bewegung möglichst verzögerungsarm und gleichmäßig ausgeglichen wird.The elastic element, via which the support surface is connected to the shaft mounted in the carrier device, is preferably designed as a spring, in particular a spiral spring. It is thereby achieved that the stroke of the support surface with respect to the head of the shaft caused by the action of the guide devices is compensated for at a predetermined, constant force, regardless of the respective deflection of the support surface. Alternatively, the elastic element can be designed as a disk or as a ring made of an elastic material, in particular rubber. Is essential only that the stroke movement caused by the guide devices between the head of the shaft and the support surface due to the curvature of the underside of the support surface is compensated for with as little delay and as evenly as possible.
Die Auflagefläche der erfindungsgemäßen Schleifvorrichtung kann je nach Ausführungsform unterschiedliche Krümmungsradien für unterschiedliche zu schleifende Gegenstände aufweisen. Die Auflagefläche kann beispielsweise zum Schleifen konvexer Oberflächen zylindrisch mit konkaver Oberseite ausgebildet sein, oder sie kann zum Schleifen konkaver Oberflächen zylindrisch mit konvexer Oberseite ausgebildet sein. Zum Schleifen konvex- sphärischer Gegenstände kann die Auflagefläche sphärisch mit konkaver Oberseite ausgebildet sein, und zum Schleifen konkav-sphärischer Oberflächen kann die Auflagefläche sphärisch mit konvexer Oberseite ausgebildet sein.The contact surface of the grinding device according to the invention can have different radii of curvature for different objects to be ground, depending on the embodiment. The bearing surface can, for example, be cylindrical with a concave top for grinding convex surfaces, or it can be cylindrical with a convex top for grinding concave surfaces. For grinding convex-spherical objects, the support surface can be designed spherically with a concave top, and for grinding concave-spherical surfaces, the support surface can be designed spherically with a convex top.
In dem Fall, daß die Auflagefläche zylindrisch ausgebildet ist, sind die Führungseinrichtungen vorzugsweise achsparallel zueinander angeordnet. In dem Fall, daß die Auflagefläche sphärisch ausgebildet ist, sind vorzugsweise vier Führungseinrichtungen vorgesehen, die paarweise rechtwinklig zueinander angeordnet sind. Die Auflagefläche kann auch so ausgebildet sein, daß sie in zwei oder mehr Ebenen mindestens zwei unterschiedliche Krümmungen aufweist . Die Auflagefläche der erfindungsgemäßen Schleifvorrichtung ist vorzugsweise aus einem harten Material, insbesondere Metall oder einem harten Kunststoffmaterial, hergestellt. Für besondere Anwendungsfälle, in denen ein besonders behutsames Schleifen notwendig ist, kann die aus einem harten Material gebildete Auflagefläche auf einer SchaumstoffSchicht weich dämpfend gelagert sein oder es kann eine SchaumstoffSchicht auf der Auflagefläche vorgesehen sein, oder die Auflagefläche kann auch selbst aus einem weichen Material wie Holz oder Schaumstoff hergestellt sein.In the event that the bearing surface is cylindrical, the guide devices are preferably arranged axially parallel to one another. In the event that the support surface is spherical, four guide devices are preferably provided, which are arranged in pairs at right angles to each other. The bearing surface can also be designed such that it has at least two different curvatures in two or more planes. The bearing surface of the grinding device according to the invention is preferably made of a hard material, in particular metal or a hard plastic material. For special applications in which a particularly careful grinding is necessary, the support surface formed from a hard material can be softly cushioned on a foam layer or a foam layer can be provided on the support surface, or the support surface itself can also be made of a soft material such as Be made of wood or foam.
Die erfindungsgemäße Vorrichtung kann eine zusätzliche Exzentereinrichtung aufweisen, mittels derer die Bewegung der Auflagefläche weiter vorgebbar steuerbar ist . Die zusätzliche Exzentereinrichtung kann dabei mit Hilfe von Fliehkräften und/oder Reibungskräften steuerbar sein. Durch die zusätzliche Exzentereinrichtung ist die erfindungsgemäße Vorrichtung vorteilhafterweise so ausführbar, daß die Auflagefläche eine ungleichförmige Bewegung ausführt, die eine sehr feine SchleifStruktur zur Folge hat .The device according to the invention can have an additional eccentric device, by means of which the movement of the support surface can be further controlled. The additional eccentric device can be controlled with the aid of centrifugal forces and / or frictional forces. Due to the additional eccentric device, the device according to the invention can advantageously be carried out in such a way that the support surface executes a non-uniform movement, which results in a very fine grinding structure.
Gemäß weiterer bevorzugter Ausführungsformen der erfindungsgemäßen Vorrichtung kann vorgesehen sein, daß die exzentrisch gelagerte Trägereinrichtung, die darin gelagerte Welle oder der an deren einem Ende vorgesehener Kopf in einem Langloch gelagert ist, das aus einer Rotationsbewegung des betreffenden Bauteils eine eindimensional lineare Schwingbewegung erzeugt. Dadurch wird erreicht, daß das Schwingungsverhalten der Auflagefläche der erfindungsgemäßen Vorrichtung in vorherbestimmter Weise eingeschränkt ist, was zu einer einfacheren Handhabung führt und für bestimmte Schleif- Applikationen vorteilhaft ist, insbesondere dann, wenn die zu schleifende Fläche an einer Seite durch obstruierende Gegenstände begrenzt ist. Das Langloch kann dabei vertikal angeordnet sein, so daß es eine horizontal verlaufende Schwingbewegung erzeugt, oder es kann horizontal angeordnet sein, so daß es eine vertikal verlaufende Schwingbewegung erzeugt .According to further preferred embodiments of the device according to the invention it can be provided that the eccentrically mounted carrier device, the shaft mounted therein or the head provided at one end thereof is mounted in an elongated hole which generates a one-dimensional linear oscillating movement from a rotational movement of the component in question. Thereby it is achieved that the vibration behavior of the bearing surface of the device according to the invention is limited in a predetermined manner, which leads to easier handling and is advantageous for certain grinding applications, especially when the surface to be ground is limited on one side by obstructing objects. The elongated hole can be arranged vertically so that it produces a horizontally running oscillating movement, or it can be arranged horizontally so that it generates a vertically running oscillating movement.
Die erfindungsgemäße Schleifvorrichtung wird im folgenden anhand bevorzugter Ausführungsformen erläutert, die in den Figuren der Zeichnung dargestellt sind. Darin zeigen:The grinding device according to the invention is explained below on the basis of preferred embodiments which are shown in the figures of the drawing. In it show:
Fig.l eine bevorzugte Ausführungsform der erfindungsgemäßenFig.l a preferred embodiment of the invention
SchleifVorrichtung in einer Querschnittsansicht; Fig.2 eine zylindrisch geformte Auflagefläche der in Fig. 1 dargestellten Schleif orrichtung in einer Ansicht von hinten; Fig.3 eine sphärisch ausgestaltete Auflagefläche der erfindungsgemäßen Schleifvorrichtung in einer Ansicht von hinten. Fig.4 eine weitere bevorzugte Ausführungsform der erfindungsgemäßen Schleifvorrichtung in einer Querschnittsansicht ; Fig.5 die Auflagefläche und der Kopf der in Fig. 4 dargestellten SchleifVorrichtung in einer Ansicht von hinten; Bei der in Figur 1 dargestellten Schleifvorrichtung 10 ist eine Auflagefläche 11 mit einer Unterseite 11 ' und einer Oberseite ll1 1 in ihrem Zentralbereich mit einem zylindertopfartigen Vorsprung 12 mit einer Basisfläche 13 mit einer Aussparung 13' versehen, durch die eine Welle 16 mit einem Kopf 15 geführt ist, wobei der Kopf 15 einen Durchmesser aufweist, der größer bemessen ist als der Durchmesser der Welle 16 und der Aussparung 13 ' und mit seiner Rückseite 15' gegen einen Gummiring 14 angrenzt, der gegen die Basisfläche 13 des Vorsprungs 12 abgestützt ist. Die Welle 16 ist in einer Lagereinrichtung 17 drehbar gelagert, die dezentriert in einer Korpuseinrichtung 18 drehbar gelagert ist. Die Korpuseinrichtung 18 ist über eine Welle 19 getrieben, die in einem Lager 20 gelagert ist und von einer nicht dargestellten Rotoreinrichtung angetrieben ist .Grinding device in a cross-sectional view; 2 shows a cylindrically shaped contact surface of the grinding device shown in FIG. 1 in a view from the rear; 3 shows a spherical support surface of the grinding device according to the invention in a view from behind. 4 shows a further preferred embodiment of the grinding device according to the invention in a cross-sectional view; 5 shows the support surface and the head of the grinding device shown in Figure 4 in a view from behind. In the embodiment shown in Figure 1 cutting device 10 a support surface 11 is provided with a bottom 11 'and an upper surface ll 1 1 in its central region with a cylindrical pot-like projection 12 with a base surface 13 with a recess 13', through which a shaft 16 with a head 15 is guided, wherein the head 15 has a diameter which is larger than the diameter of the shaft 16 and the recess 13 'and adjoins with its rear side 15' against a rubber ring 14 which is supported against the base surface 13 of the projection 12. The shaft 16 is rotatably supported in a bearing device 17 which is rotatably supported in a decentralized manner in a body device 18. The body device 18 is driven via a shaft 19 which is mounted in a bearing 20 and is driven by a rotor device, not shown.
An die Unterseite 11 ■ der Auflagefläche 11 angrenzend sind als Wälzlager 21, 21' ausgebildete Führungseinrichtungen vorgesehen, durch die die Bewegungsform der Auflagefläche 11 bei eingeschalteter Rotoreinrichtung und sich drehender Welle 19 vorgegeben ist. Bei Abwesenheit der Wälzlager 21, 21' würde eine Rotation der Welle 19 eine Lateralbewegung der Welle 16 und somit über den Kopf 15 auch der Auflagefläche 11 reziprozierend rechtwinklig zur Längsachse 19' der Welle 19 bewirken. Durch die Wälzlager 21, 21' wird diese Lateralbewegung durch die Formgebung der Unterseite 11 ' der Auflagefläche 11 in eine Bewegung entlang einer gebogenen Oberfläche mit gleichem Krümmungsradius wie die Auflagefläche 11 umgewandelt. Dadurch entsteht ein Hub des Kopfes 15 bezüglich der Basisfläche 13 des Vorsprungs 12, der elastisch durch die Gummischeibe 14 abgefedert wird.21 'formed guide devices are adjacent the bottom 11 of ■ the support surface 11 as a rolling bearing 21, provided by which the movement form of the bearing surface is defined with activated rotor means and rotating shaft 19. 11 In the absence of the roller bearings 21, 21 ', a rotation of the shaft 19 would cause a lateral movement of the shaft 16 and thus, via the head 15, also of the bearing surface 11 reciprocally perpendicular to the longitudinal axis 19' of the shaft 19. This lateral movement is converted by the rolling bearings 21, 21 'by the shape of the underside 11' of the bearing surface 11 into a movement along a curved surface with the same radius of curvature as the bearing surface 11. This creates a stroke of the Head 15 with respect to the base surface 13 of the projection 12, which is elastically cushioned by the rubber washer 14.
Bei der in Figur 2 dargestellten Auflagefläche 11 sind die an die konvex geformte Unterseite 11' der Auflagefläche 11 angrenzenden Wälzlager 21, 21', 21' ' und 21' ' ' mit Hilfe von Federn 22 und 23 so gelagert, daß Schwingungen, deren Richtung senkrecht zu den in Figur 1 dargestellten Doppelpfeilen, gleichwohl aber senkrecht zur Achse 19' der Welle 19 verläuft, bei Betrieb der erfindungsgemäßen SchleifVorrichtung aufgefangen werden. Die Auflagefläche 11 hat daher bei Betrieb der erfindungsgemäßen SchleifVorrichtung zwei Freiheitsgrade, wobei der eine eine reziprozierende Bewegung entlang der Längsachse 111 der Auflagefläche 11 erlaubt, und der andere eine reziprozierende Bewegung entlang einer gebogenen Oberfläche mit gleichem Krümmungsradius wie die Auflagefläche 11 erlaubt .In the support surface 11 shown in Figure 2, the roller bearings 21, 21 ', 21' 'and 21' '' adjacent to the convexly shaped underside 11 'of the support surface 11 are supported with the aid of springs 22 and 23 so that vibrations, their direction perpendicular to the double arrows shown in Figure 1, but still perpendicular to the axis 19 'of the shaft 19, are caught during operation of the grinding device according to the invention. The support surface 11 therefore has two degrees of freedom during operation of the grinding device according to the invention, one allowing reciprocal movement along the longitudinal axis 111 of the support surface 11 and the other permitting reciprocal movement along a curved surface with the same radius of curvature as the support surface 11.
Bei der in Figur 3 dargestellten sphärisch ausgebildetenIn the spherical embodiment shown in Figure 3
Auflagefläche 11 sind an die Unterseite 11' derselben angrenzend Wälzlager 21, 21', 21' ' und 21''' angeordnet, wobei die Wälzlager 21 und 21' sowie 21' ' und 21' '' paarweise achsparallel angeordnet sind. Ähnlich wie die in Figur 2 dargestellten Wälzlager sind die in Figur 3 dargestellten Wälzlager 21, 21', 21'' und 21' '• in Federn 22, 23 reziprozierbar gelagert. Dadurch ist eine kreisförmige Bewegung der sphärischen Auflagefläche 11 bei Betrieb der erfindungsgemäßen Schleifvorrichtung ermöglicht. Bei der in den Figuren 3 und 4 dargestellten Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Vorrichtung 10, von der in Fig. 4 einer Querschnittsansicht und in Fig.5 die Auflagefläche 11 und der Kopf 25 in einer Ansicht von hinten dargestellt sind, ist die Welle 23 des Kopfes 25 in einem vertikal verlaufenden Langloch 29 gelagert, das in einem Bauteil 27 ausgebildet ist und das aus einer Rotationsbewegung des betreffenden Bauteils eine lineare, horizontal verlaufende Schwingbewegung des Kopfes 25 erzeugt. Die Führungseinrichtungen sind bei dieser Ausführungsform als gebogene Führungsflächen 31, 31' aus einem harten, gleitfähigen Kunststoffmaterial ausgebildet und weisen eine an die Unterseite 11' der Auflagefläche angepaßte Krümmung auf. Diese Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung ist insbesondere für Schleif- Applikationen geeignet, bei denen die zu schleifende Fläche an einer Seite durch obstruierende Gegenstände begrenzt ist .Support surface 11 are arranged on the underside 11 'of the roller bearings 21, 21', 21 '' and 21 ''', the roller bearings 21 and 21' and 21 '' and 21 '''being arranged in pairs axially parallel. Similar to the roller bearings shown in Figure 2, the roller bearings 21, 21 ', 21''and21''shown in Figure 3 are mounted in springs 22, 23 in a reciprocable manner. This enables a circular movement of the spherical bearing surface 11 when the grinding device according to the invention is in operation. In the embodiment of a device 10 according to the invention shown in FIGS. 3 and 4, of which the cross-sectional view in FIG. 4 and the support surface 11 and the head 25 are shown in a view from the rear in FIG. 4, the shaft 23 of the head 25 mounted in a vertically extending slot 29 which is formed in a component 27 and which generates a linear, horizontally extending oscillating movement of the head 25 from a rotational movement of the component in question. In this embodiment, the guide devices are designed as curved guide surfaces 31, 31 'made of a hard, slidable plastic material and have a curvature adapted to the underside 11' of the contact surface. This embodiment of the device according to the invention is particularly suitable for grinding applications in which the surface to be ground is limited on one side by obstructing objects.
Die oben erläuterten Ausführungsbeispiele der Erfindung dienen lediglich dem Zweck eines besseren Verständnisses der durch die Patentansprüche vorgegebenen erfindungsgemäßen Lehre, die als solche nicht auf die Ausführungsbeispiele eingeschränkt ist.The exemplary embodiments of the invention explained above serve only the purpose of a better understanding of the teaching according to the invention specified by the claims, which as such is not restricted to the exemplary embodiments.
* * * * * * * * * *

Claims

Patentansprüche claims
1. Schleif orrichtung mit einer Rotoreinrichtung, die eine exzentrisch gelagerte Trägereinrichtung treibt, in der eine Welle gelagert ist, an deren einem Ende ein Kopf vorgesehen ist, an dem eine Auflagefläche für Schleifpapier befestigt ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Auflagefläche gebogen ausgebildet ist und eine gekrümmte Ober- und Unterseite aufweist, die Auflagefläche an dem Kopf über ein elastisches Element befestigt ist, und mindestens zwei Führungseinrichtungen vorgesehen sind, die bewirken, daß die Auflagefläche von dem Kopf reziprozierend entlang einer gebogenen Oberfläche mit gleichem Krümmungsradius wie die Auflagefläche geführt ist.1. Grinding device with a rotor device which drives an eccentrically mounted carrier device in which a shaft is mounted, at one end of which a head is provided, to which a bearing surface for sandpaper is fastened, characterized in that the bearing surface is curved and has a curved top and bottom surface, the support surface is attached to the head via an elastic element, and at least two guide devices are provided which cause the support surface to be reciprocally guided by the head along a curved surface with the same radius of curvature as the support surface.
2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Führungseinrichtungen an der Unterseite der Auflagefläche vorgesehen sind.2. Device according to claim 1, characterized in that the guide devices are provided on the underside of the bearing surface.
3. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Führungseinrichtungen als Kugel-, Wälz- oder Gleitlager ausgebildet sind.3. Device according to one of claims 1 or 2, characterized in that the guide devices are designed as ball, roller or slide bearings.
4. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Führungseinrichtungen als gebogene Führungsflächen aus einem harten, gleitfähigen Material, insbesondere Kunststoffmaterial ausgebildet sind und eine an die Unterseite der Auflagefläche angepaßte Krümmung aufweisen. 4. Device according to one of claims 1 or 2, characterized in that the guide devices are formed as curved guide surfaces made of a hard, slidable material, in particular plastic material and have a curvature adapted to the underside of the bearing surface.
5. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß drei Führungseinrichtungen vorgesehen sind.5. Device according to one of the preceding claims, characterized in that three guide devices are provided.
6. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß das elastische Element als Feder ausgebildet ist.6. Device according to one of claims 1 to 5, characterized in that the elastic element is designed as a spring.
7. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß das elastische Element als Scheibe oder7. Device according to one of claims 1 to 5, characterized in that the elastic element as a disc or
Ring aus einem elastischen Material, insbesondere Gummi ausgebildet ist.Ring is made of an elastic material, in particular rubber.
8. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Auflagefläche zylindrisch mit konvexer Oberseite ausgebildet ist.8. Device according to one of claims 1 to 7, characterized in that the bearing surface is cylindrical with a convex top.
9. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Auflagefläche zylindrisch mit konkaver Oberseite ausgebildet ist.9. Device according to one of claims 1 to 7, characterized in that the bearing surface is cylindrical with a concave top.
10. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Auflagefläche sphärisch mit konvexer Oberseite ausgebildet ist .10. Device according to one of claims 1 to 7, characterized in that the bearing surface is spherical with a convex top.
11. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Auflagefläche sphärisch mit konkaver Oberseite ausgebildet ist. 11. The device according to one of claims 1 to 7, characterized in that the bearing surface is spherical with a concave top.
12. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 8 oder 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Führungseinrichtungen zueinander achsparallel angeordnet sind.12. Device according to one of claims 8 or 9, characterized in that the guide devices are arranged axially parallel to each other.
13. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 10 oder 11, dadurch gekennzeichnet, daß vier Führungseinrichtungen vorgesehen sind, die paarweise rechtwinklig zueinander angeordnet sind.13. Device according to one of claims 10 or 11, characterized in that four guide devices are provided which are arranged in pairs at right angles to each other.
14. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 8 bis 13, dadurch gekennzeichnet, daß die Auflagefläche so ausgebildet ist, daß sie in zwei oder mehr Ebenen mindestens zwei unterschiedliche Krümmungen aufweist.14. Device according to one of claims 8 to 13, characterized in that the bearing surface is designed such that it has at least two different curvatures in two or more planes.
15. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Auflagefläche aus einem harten Material, insbesondere Metall oder einem harten Kunststoffmaterial hergestellt ist.15. Device according to one of the preceding claims, characterized in that the bearing surface is made of a hard material, in particular metal or a hard plastic material.
16. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die gekrümmte Ober- und Unterseite der Auflagefläche einen Krümmungsradius aufweisen, der so bemessen ist, daß die Ober- und die Unterseite einen gemeinsamen Scheitelpunkt aufweisen.16. Device according to one of the preceding claims, characterized in that the curved top and bottom of the support surface have a radius of curvature which is dimensioned such that the top and bottom have a common apex.
17. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß eine zusätzliche Exzentereinrichtung vorgesehen ist, mittels derer die Bewegung der Auflagefläche weiter vorgebbar steuerbar ist. 17. Device according to one of the preceding claims, characterized in that an additional eccentric device is provided, by means of which the movement of the support surface can be further controlled.
18. Vorrichtung nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, daß die zusätzliche Exzentereinrichtung mit Hilfe von Fliehkräften und/oder Reibungskräften steuerbar ist.18. The apparatus according to claim 17, characterized in that the additional eccentric device can be controlled with the aid of centrifugal forces and / or frictional forces.
19. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die exzentrisch gelagerte Trägereinrichtung, die darin gelagerte Welle oder der an deren einem Ende vorgesehener Kopf in einem Langloch gelagert ist, das aus einer Rotationsbewegung des betreffenden Bauteils eine eindimensionale lineare Schwingbewegung erzeugt .19. Device according to one of the preceding claims, characterized in that the eccentrically mounted carrier device, the shaft mounted therein or the head provided at one end thereof is mounted in an elongated hole which generates a one-dimensional linear oscillating movement from a rotational movement of the component in question.
20. Vorrichtung nach Anspruch 19, dadurch gekennzeichnet, daß das Langloch vertikal angeordnet ist und eine horizontal verlaufende Schwingbewegung erzeugt.20. The apparatus according to claim 19, characterized in that the elongated hole is arranged vertically and generates a horizontally extending oscillating movement.
21. Vorrichtung nach Anspruch 19, dadurch gekennzeichnet, daß das Langloch horizontal angeordnet ist und eine vertikal verlaufende Schwingbewegung erzeugt.21. The apparatus according to claim 19, characterized in that the elongated hole is arranged horizontally and generates a vertical swinging movement.
* * * * * * * * * *
GEÄNDERTE ANSPRÜCHECHANGED REQUIREMENTS
[beim Internationalen Büro am 08. September 1999 (08.09.99) eingegangen; ursprünglicher Anspruch 1 durch neuer Anspruch 1 ersetzt alle weiteren Ansprüche unverändert (1 Seite)][Received at the International Bureau on September 8, 1999 (September 8, 1999); original claim 1 with new claim 1 replaces all other claims unchanged (1 page)]
1. Schleifvorrichtung mit einer Rotoreinrichtung, die eine exzentrisch gelagerte Trägereinrichtung treibt, in der eine Welle gelagert ist, an deren einem Ende ein Kopf vorgesehen ist, an dem eine Auflagefläche für Schleifpapier befestigt ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Auflagefläche gebogen ausgebildet ist und eine gekrümmte Ober- und Unterseite aufweist, die Auflagefläche an dem Kopf über ein elastisches Element befestigt ist, und mindestens zwei Führungseinrichtungen vorgesehen sind, die bewirken, daß die Auflagefläche von dem Kopf reziprozierend entlang einer gebogenen Oberfläche mit gleichem Krümmungsradius wie die Auflagefläche geführt ist, wobei die Führungseinrichtungen als gebogene Führungsflächen aus einem harten, gleitfähigen Material, insbesondere Kunststoffmaterial ausgebildet sind und eine an die Unterseite der Auflagefläche angepaßte Krümmung aufweisen. 1. Grinding device with a rotor device which drives an eccentrically mounted carrier device, in which a shaft is mounted, at one end of which a head is provided, to which a bearing surface for sandpaper is attached, characterized in that the bearing surface is curved and a curved top and bottom, the support surface is attached to the head via an elastic element, and at least two guide devices are provided which cause the support surface to be reciprocally guided by the head along a curved surface with the same radius of curvature as the support surface, wherein the guide devices are designed as curved guide surfaces made of a hard, slidable material, in particular plastic material, and have a curvature adapted to the underside of the contact surface.
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