EP1470891B1

EP1470891B1 - Schleifwerkzeug zum Schärfen von Werkstücken

Info

Publication number: EP1470891B1
Application number: EP04007185A
Authority: EP
Inventors: Walter Thomaschewski
Original assignee: C&E Fein GmbH and Co
Current assignee: C&E Fein GmbH and Co
Priority date: 2003-03-31
Filing date: 2004-03-25
Publication date: 2006-08-23
Anticipated expiration: 2024-03-25
Also published as: DE20305402U1; ES2270208T3; US20040253913A1; US7115027B2; ATE337135T1; EP1470891A1; DE502004001235D1

Description

Die Erfindung betrifft ein Schleifwerkzeug zum Schärfen von Werkstücken, insbesondere Werkzeugen, mit einem Oszillationsantrieb, dessen Abtriebswelle um ihre Längsachse oszillierend angetrieben ist, und an dem ein Halter zur Befestigung eines Arbeitsteils vorgesehen ist, wobei das Arbeitsteil mit Schleifpartikeln versehen ist und wobei der Halter einen festen Halteabschnitt und ein lösbares Klemmteil aufweist, zwischen denen das Arbeitsteil mittels mindestens eines Spannelementes an einem Ende einspannbar ist.
Ein Schleifwerkzeug dieser Art ist aus der DE 100 58 894 A1 bekannt.
Das bekannte Werkzeug weist einen Oszillationsantrieb auf, dessen Abtriebswelle um ihre Längsachse mit kleinem Verschwenkwinkel und hoher Frequenz oszillierend antreibbar ist. An der Abtriebswelle des Oszillationsantriebes ist ein Halter befestigt, der zur Aufnahme eines Arbeitsteils zwischen einem festen Halteabschnitt und einem lösbaren Klemmteil mit Hilfe von zwei Spannschrauben ausgebildet ist. An dem Halter können verschiedenartige Werkzeuge befestigt werden, um verschiedene Schneidund/oder Schleifarbeiten durchführen zu können. Das Arbeitsteil kann beispielsweise an seiner äußeren Stirnfläche eine gezahnte Schneidkante aufweisen, kann als Schneidmesser mit einer sichelförmigen Krümmung ausgebildet sein oder kann beispielsweise auch eine mit Diamant oder Hartmetall bestückte Schneide aufweisen. Mittels des Halters ist ein schneller Austausch und eine stabile und steife Befestigung verschiedener Arbeitsteile am Halter gewährleistet. Somit lässt sich dieses Werkzeug für die verschiedenartigsten Säge-, Schneid- und Schleifarbeiten einsetzen.
Es besteht die Aufgabe, bestimmte Schneid- oder Sägewerkzeuge auf möglichst einfache und kostengünstige Weise nachzuschleifen, wobei ein vorgegebener Schärfwinkel möglichst präzise eingehalten werden soll.
Diese Aufgabe wird durch ein Schleifwerkzeug zum Schärfen von Werkstücken, insbesondere Werkzeugen, mit einem Oszillationsantrieb gelöst, dessen Abtriebswelle um ihre Längsachse oszillierend angetrieben ist, und an dem ein Halter zur Befestigung eines Arbeitsteils vorgesehen ist, wobei das Arbeitsteil als Schleifplatte mit einer ebenen Schleiffläche ausgebildet ist, die durch den Halter an einer zur Abtriebswelle etwa senkrechten Ebene gehalten ist, wobei der Halter einen festen Halteabschnitt und ein lösbares Klemmteil aufweist, zwischen denen das Arbeitsteil mittels mindestens eines Spannelementes an einem Ende einspannbar ist, wobei das Klemmteil eine Außenoberfläche aufweist, die als Führungsfläche zur Anlage an einer Oberfläche eines Werkstückes zur Einstellung eines vorgegebenen Winkels zwischen der Oberfläche des Werkstücks und der Schleiffläche ausgebildet ist.
Die Aufgabe der Erfindung wird auf diese Weise vollkommen gelöst.
Erfindungsgemäß wird nunmehr mit besonders einfachen Mitteln ein Schleifwerkzeug zum Schärfen von Werkstücken mit Hilfe eines Oszillationsantriebs geschaffen, dessen Abtriebswelle um ihre Längsachse oszillierend angetrieben ist.
Dabei wird durch ein speziell ausgebildetes Klemmteil, das als Führungsfläche zur Anlage einer Oberfläche eines zu schärfenden Werkstückes dient, die Einstellung eines vorgegebenen Schärfwinkels am zu schärfenden Werkstück ermöglicht.
Da sich die Schleiffläche des Arbeitsteils in einem erheblichen Abstand von der Abtriebswelle befindet, also z.B. in einem Abstand von etwa 5 cm, wird mit Hilfe des oszillierenden Antriebs mit kleinem Verschwenkwinkel (etwa 0,5 bis 7°) und hoher Frequenz (etwa 5000 bis 30.000 Schwingungen pro Minute) eine hohe Schärfleistung erzielt. Auch größere Gegenstände, wie z.B. Äxte, Gartengeräte und dgl. lassen sich auf diese Weise gleichmäßig und mit geringem Kraftaufwand schärfen.
Des Weiteren kann das Schleifwerkzeug natürlich auch für andere Schleifarbeiten oder Entgratungsarbeiten vorteilhaft eingesetzt werden. Wird beispielsweise unter Verwendung eines Arbeitsteils in Form eines Sägeblatts zunächst eine Sägearbeit etwa an einer schwer zugänglichen Stelle durchgeführt, so kann nach einem Austausch des Arbeitsteils gegen eine Schleifplatte mit ebener Schleiffläche derselbe Schnitt anschließend entgratet werden.
Darüber hinaus können mit dem Schleifwerkzeug, wie vorstehend bereits erwähnt, präzise Schärfarbeiten zum Schärfen von Werkzeugen mit einem vorgegebenen Schärfwinkel durchgeführt werden.
In vorteilhafter Weiterbildung der Erfindung beträgt der durch den Winkel zwischen der Außenoberfläche des Klemmteils und der Schleiffläche vorgegebene Schärfwinkel α zwischen etwa 10° und 40°, vorzugsweise etwa 15°. Bei Verwendung eines Schärfwinkels von 15° lassen sich die meisten bekannten Werkzeuge, wie etwa Scheren, verschiedene Messer und dgl. präzise nachschleifen.
In weiter vorteilhafter Ausgestaltung der Erfindung sind verschiedene Schärfwinkel einstellbar.
Hierzu können mehrere gegeneinander austauschbare Klemmteile vorgesehen sein, die für unterschiedliche Schärfwinkel ausgebildet sind.
Daneben kann das Klemmteil grundsätzlich verstellbar ausgeführt sein, um unterschiedliche Schärfwinkel einstellen zu können.
Gemäß einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung läuft die Außenoberfläche des Klemmteils in einem Kreisbogen gegen seine dem Arbeitsteil zugewandte Innenoberfläche aus.
Hierbei befindet sich das geometrische Zentrum des Kreisbogens vorzugsweise in einer Befestigungsöffnung des Halters zur Verbindung mit der Abtriebswelle des Oszillationsantriebs. Damit wird erreicht, dass die Abtragsleistung des Schleifwerkzeuges beim Entlangführen eines zu schärfenden Werkzeuges am Klemmteil immer gleich ist.
Somit ist auch ungeübten Benutzern ein relativ gleichmäßiges und präzises Schärfen von Werkzeugen, Scheren oder Messern ermöglicht.
Das Arbeitsteil in Form der Schleifplatte weist vorzugsweise auf jeder der beiden gegenüberliegenden Außenoberflächen eine Schleiffläche auf.
Auf diese Weise kann mit einer einzigen Schleifplatte sehr lange gearbeitet werden, da nach Abnutzung der ersten Schleiffläche das Arbeitsteil einfach umgedreht werden kann. Außerdem ist es möglich, einerseits unter Ausnutzung der Führungsfläche des Klemmteiles zu arbeiten, um einen voreingestellten Schärfwinkel zu erreichen. Andererseits kann auch unmittelbar mit der Schleiffläche auf der gegenüberliegenden Seite ohne Verwendung einer Führungsfläche gearbeitet werden.
Zweckmäßigerweise stehen beide Schleifflächen gegenüber dem festen Halteabschnitt und gegenüber dem Klemmteil nach außen hervor.
Es hat sich ergeben, dass mit der Körnung Diamant D126 oder einer gleichwertigen HM-Beschichtung ein sinnvoller Kompromiss zwischen Abtragsleistung und Qualität der zu schleifenden Oberfläche erreicht wird.
Es versteht sich, dass die vorstehend genannten und die nachstehend noch zu erläuternden Merkmale der Erfindung nicht nur in der jeweils angegebenen Kombination, sondern auch in anderen Kombinationen oder in Alleinstellung verwendbar sind, ohne den Rahmen der Erfindung zu verlassen.
Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung bevorzugter Ausführungsbeispiele unter Bezugnahme auf die Zeichnung. Es zeigen:

Fig. 1: eine Seitenansicht eines erfindungsgemäßen Schleifwerkzeuges, wobei der zugehörige Oszillationsantrieb lediglich schematisch angedeutet ist;
Fig. 2: eine Aufsicht auf den Halter mit Klemmteil und Schleifplatte gemäß Fig. 1 schräg von oben;
Fig. 3: eine Seitenansicht des Halters mit Klemmteil und Schleifplatte mit einem schematisch dargestellten zu schleifenden Werkzeug;
Fig. 4: eine Seitenansicht eines weiteren Klemmteils mit größerem Schärfwinkel α und
Fig. 5: eine Aufsicht auf die Schleifplatte gemäß Fig. 2.

In Fig. 1 ist ein erfindungsgemäßes Schleifwerkzeug insgesamt mit der Ziffer 10 bezeichnet. Das Schleifwerkzeug weist einen lediglich schematisch angedeuteten Oszillationsantrieb 12 auf, der eine Antriebswelle 14 um ihre Längsachse 18 hin und her oszillierend antreibt, wobei ein geringer Verschwenkwinkel von z.B. 0,5 bis 5° und eine hohe Frequenz von etwa 5000 bis 30.000 Oszillationen pro Minute erreicht wird.
Derartige Oszillationsantriebe sind bekannt und werden beispielsweise zum Durchtrennen eines Klebewulstes an einer Windschutzscheibe in Verbindung mit einem entsprechend geformten Schneidmesser verwendet, sofern die Windschutzscheibe etwa wegen eines Defektes ausgetauscht werden muss. Darüber hinaus haben sich derartige oszillierend angetriebene Werkzeuge für zahlreiche andere Arbeiten als vorteilhaft erwiesen, wozu die verschiedenartigsten Sägewerkzeuge von länglicher, kreisförmiger oder teilkreisförmiger Form, Schleifwerkzeuge von besonderer Form oder auch Schneidwerkzeuge in Form von speziell ausgebildeten Schneidmessern bekannt sind.
Gemäß Fig. 1 ist an der Abtriebswelle 14 des Oszillationsantriebes 12 ein insgesamt mit 20 bezeichneter Halter mittels einer Spannscheibe 28 und einer in die Abtriebswelle 14 zentral eingeschraubten Spannschraube 30 befestigt, die in ein Gewindesackloch 16 eingeschraubt ist.
An dem Halter 20 kann nun ein Arbeitsteil 24 zwischen einem festen Halteabschnitt 26 und einem Klemmteil 22 auswechselbar befestigt werden. Dabei wird das Arbeitsteil 24 zwischen dem festen Halteabschnitt 26 und dem Klemmteil 22 mittels Spannelementen beispielsweise in Form von Spannschrauben an einem ersten Ende eingeklemmt, während es mit dem anderen Ende nach außen über den Halteabschnitt 26 bzw. über das Klemmteil 22 hinaus hervorsteht.
Ein derartiger Aufbau ist grundsätzlich aus der DE 100 58 894 A1 bekannt.
Das erfindungsgemäße Schleifwerkzeug 10 unterscheidet sich nun dadurch von dem vorbekannten Schleifwerkzeug, dass das Klemmteil 22 eine Außenoberfläche aufweist, die als Führungsfläche zur Anlage einer Oberfläche eines Werkstückes zur Einstellung eines vorgegebenen Winkels zwischen der Außenoberfläche und der Schleiffläche ausgebildet ist. Darüber hinaus ist das Arbeitsteil 24 mit einer speziellen Beschichtung aus Diamant oder aus Hartmetall vorzugsweise auf beiden gegenüberliegenden Seiten versehen, um ein Schärfen von Werkzeugen mit einem vorbestimmten Schärfwinkel zu ermöglichen und um Feil- und Entgratungsarbeiten durchführen zu können.
Weitere Details hierzu werden im Folgenden an Hand der Fig. 2 bis 5 näher erläutert.
Der Halter 20 weist an seinem dem Arbeitsteil 24 gegenüberliegenden Ende eine Befestigungsöffnung 42 auf, durch die die Befestigungsschraube 30 hindurch unter Zwischenlage der Spannscheibe 28 in die Abtriebswelle 14 des Oszillationsantriebes 12 eingeschraubt werden kann. Im äußeren Bereich des Halters 20 ist eine im Querschnitt rechteckförmige Ausnehmung ausgebildet, die durch die Oberfläche eines festen Halteabschnittes 26 an ihrer Unterseite begrenzt ist und durch eine senkrecht dazu verlaufende Stirnfläche 27 an ihrer der Befestigungsöffnung 42 zugewandten Seite begrenzt ist.
Das Arbeitsteil 24, das grundsätzlich eben ausgebildet ist, wird zur Befestigung auf die Oberfläche des festen Halteabschnittes 26 aufgesetzt und wird nach Auflage des Klemmteils 22 durch Einschrauben zweier Spannschrauben 36, 40 durch Langlöcher 54, 56 des Arbeitsteils 24 (vgl. Fig. 5) hindurch in zugeordnete Gewinde im festen Halteabschnitt 26 festgeklemmt. Die beiden Spannschrauben 36, 40 sind vorzugsweise versenkt in entsprechenden Vertiefungen 34, 38 des Klemmteiles 22 aufgenommen.
Die Außenoberfläche 44 des Klemmteils 22 läuft mit der dem festen Halteabschnitt 26 zugewandten Innenoberfläche 46 nach außen hin in einen spitzen Winkel α zusammen und endet in einem Kreisbogen 48 auf der Oberfläche des Arbeitsteils 24.
Wird nun das Schleifwerkzeug 10 mit der Außenoberfläche 44 des Klemmteiles 22 an eine Oberfläche eines Werkstückes 50 gemäß Fig. 3 angesetzt, so dient die Außenoberfläche 44 des Klemmteiles 22 als Führungsfläche. Auf diese Weise kann zwischen der ebenen Schleiffläche 32 an der dem Werkstück 50 zugewandten Seite und der Oberfläche 44 des Klemmteiles 22 ein Winkel α eingehalten werden, so dass eine zu schärfende Schneide 52 am äußeren Ende des zu schärfenden Werkstückes 50 genau mit diesem Schärfwinkel α geschärft werden kann.
Es versteht sich, dass je nach zu schärfendem Werkstück verschiedene Klemmteile 20 bzw. 22a mit unterschiedlichem Schärfwinkel α vorgesehen sein können, die austauschbar sind.
Auf diese Weise können unterschiedliche Schärfwinkel α eingestellt werden, die vorzugsweise im Bereich zwischen etwa 10° und 40° liegen. Als Grundausführung ist ein Klemmteil 22 mit einem Winkel α von etwa 15° bevorzugt, da es sich hierbei um den meistverwendeten Schärfwinkel der verschiedenartigsten Messer, Scheren und anderer Werkzeuge handelt. Gleichwohl können natürlich andere Schärfwinkel durch Austausch des Klemmteiles eingestellt werden, wie etwa beispielhaft an Hand des Klemmteiles 22a gemäß Fig. 4 dargestellt ist.
Darüber hinaus ist es denkbar, ein verstellbar ausgebildetes Klemmteil zu verwenden.
Wie vorstehend bereits erwähnt läuft die Außenoberfläche 44 des Klemmteiles 22 gemäß Fig. 2 in einem Kreisbogen 48 mit der Innenoberfläche 46 des Klemmteiles zusammen. Der Mittelpunkt dieses Kreisbogens 48 liegt im Mittelpunkt der Befestigungsöffnung 42. Dadurch wird erreicht, dass die Abtragsleistung der Schleiffläche 32 beim Entlangführen eines zu schärfenden Werkstücks 50 an der Außenoberfläche 44 des Klemmteils 22 immer gleich ist. Damit wird ein relativ gleichmäßiges und präzises Schärfen von Werkzeugen oder Messern ermöglicht.
Das Arbeitsteil 24 in Form der Schleifplatte besteht aus Metall und ist zweckmäßigerweise an beiden einander gegenüberliegenden Außenflächen als Schleiffläche 32 bzw. 33 ausgebildet. In den Schleifflächen sind entweder Diamant-Schleifpartikel oder Hartmetall-Schleifpartikel in einer geeigneten Bindeschicht eingelagert.
Es hat sich ergeben, dass mit der Körnung Diamant D126 oder einer gleichwertigen HM-Beschichtung ein sinnvoller Kompromiss zwischen Abtragsleistung und Qualität der zu schleifenden Oberfläche erreicht wird.
Das Klemmelement 22 bzw. 22a besteht vorzugsweise (wie auch der Halter) aus Kunststoff. Hierbei kann durch eine geeignete Materialauswahl eine reibungsarme Anlage mit der Außenoberfläche des Klemmelementes an einem zu schärfenden Werkstück (in der Regel aus Stahl) erzielt werden.

Claims

Schleifwerkzeug zum Schärfen von Werkstücken, insbesondere Werkzeugen, mit einem Oszillationsantrieb (12), dessen Abtriebswelle (14) um ihre Längsachse (18) oszillierend angetrieben ist, und an dem ein Halter (20) zur Befestigung eines Arbeitsteils (24) vorgesehen ist, wobei das Arbeitsteil (24) als Schleifplatte mit einer ebenen Schleiffläche (32, 33) ausgebildet ist, die durch den Halter (20) in einer zur Abtriebswelle (18) etwa senkrechten Ebene gehalten ist, wobei der Halter (20) einen festen Halteabschnitt (26) und ein lösbares Klemmteil (22, 22a) aufweist, zwischen denen das Arbeitsteil (24) mittels mindestens eines Spannelementes (36, 40) an einem Ende einspannbar ist, dadurch gekennzeichnet, daß das Klemmteil (22, 22a) eine Außenoberfläche (44) aufweist, die als Führungsfläche zur Anlage an einer Oberfläche eines Werkstückes (50) zur Einstellung eines vorgegebenen Winkels (α) zwischen der Oberfläche des Werkstücks (50) und der Schleiffläche (32) ausgebildet ist.
Schleifwerkzeug nach Anspruch 1, bei dem der durch den Winkel (α) zwischen der Außenoberfläche (44) des Klemmteils (20, 22a) und der Schleiffläche (32) vorgegebene Schärfwinkel (α) zwischen 10° und 40° liegt, vorzugsweise etwa 15° beträgt.
Schleifwerkzeug nach Anspruch 1 oder 2, bei dem verschienene Schärfwinkel (α) einstellbar sind.
Schleifwerkzeug nach Anspruch 3, mit mehreren gegeneinander austauschbaren Klemmteilen (22, 22a), die für unterschiedliche Schärfwinkel (α) ausgebildet sind.
Schleifwerkzeug nach Anspruch 3, bei dem das Klemmteil zur Verstellung des Schärfwinkels (α) ausgebildet ist.
Schleifwerkzeug nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem die Außenoberfläche (44) des Klemmteils (22, 22a) in einem Kreisbogen (48) gegen seine dem Arbeitsteil (24) zugewandte Innenfläche (46) ausläuft.
Schleifwerkzeug nach Anspruch 6, bei dem das Zentrum des Kreisbogens (48) in einer Befestigungsöffnung (42) des Halters (20) zur Verbindung mit der Abtriebswelle (14) des Oszillationsantriebs (12) liegt.
Schleifwerkzeug nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem die Schleifplatte (24) auf jeder ihrer Außenoberflächen eine Schleiffläche (32, 33) aufweist.
Schleifwerkzeug nach Anspruch 8, bei dem beide Schleifflächen (32, 33) gegenüber dem festen Halteabschnitt (26) und gegenüber dem Klemmteil (22, 22a) nach außen hervorstehen.
Schleifwerkzeug nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem das Arbeitsteil (24) mindestens eine Schleiffläche (32, 33) mit der Körnung Diamant D126 oder einer gleichwertigen HM-Beschichtung aufweist.
Schleifwerkzeug nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem das Klemmteil (22, 22a) Vertiefungen (34, 38) aufweist, in denen Schrauben (36, 40) zur Befestigung am festen Halteabschnitt (26) versenkt aufgenommen sind.
Halter (20) für ein Schleifwerkzeug gemäß Anspruch 1 mit einem Arbeitsteil (24) zum Schärfen von Werkstücken, insbesondere Werkzeugen, wobei der Halter (20) eine Befestigungsöffnung (42) zur Befestigung an einer Abtriebswelle (14) eines Oszillationsantriebes (12), mittels dessen die Abtriebswelle (14) um ihre Längsachse (18) oszillierend antreibbar ist, aufweist, wobei das Arbeitsteil (24) als Schleifplatte mit einer ebenen Schleiffläche (32, 33) ausgebildet ist, die durch den Halter (20) in einer zu einer Längsachse der Befestigungsöffnung (42) etwa senkrechten Ebene gehalten ist, wobei der Halter (20) einen festen Halteabschnitt (26) und ein lösbares Klemmteil (22, 22a) aufweist, zwischen denen das Arbeitsteil (24) mittels mindestens eines Spannelementes (36, 40) an einem Ende einspannbar ist, wobei das Klemmteil (22, 22a) eine Außenoberfläche (44) aufweist, die als Führungsfläche zur Anlage an einer Oberfläche eines Werkstückes (50) zur Einstellung eines vorgegebenen Winkels (α) zwischen der Oberfläche des Werkstücks (50) und der Schleiffläche (32) ausgebildet ist.