EP2611571B1 - Machine tool, in particular hand-held machine tool - Google Patents
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Definitions
- a vibration excitation on a magnetic or inductive basis can take place via excitation actuators provided for this purpose.
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- 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)
Description
Die Erfindung betrifft eine Werkzeugmaschine, insbesondere eine Handwerkzeugmaschine, gemäß dem Oberbegriff des Anspruches 1.The invention relates to a machine tool, in particular a hand tool, according to the preamble of claim 1.
Als Handwerkzeugmaschine gestaltete Schleifmaschinen der vorgenannten Art sind beispielsweise aus der
Auch aus der
Bei Schleifvorrichtungen mit einem umlaufenden Schleifmittel, insbesondere einem Schleifband, und einem zur Fixierung des jeweils zu bearbeitenden Werkstücks vorgesehenen Werkstückträger in Form eines umlaufenden Transportbandes ist es aus der
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, mithilfe der hochfrequent erfolgenden Beaufschlagung des Arbeitsmittels dessen mit guten Arbeitsergebnissen nutzbare Standzeit zu verlängern.The invention has for its object to extend by means of the high-frequency impingement of the working fluid whose usable with good work results life.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß mit den Merkmalen des Anspruches 1 gelöst, die Unteransprüche geben zweckmäßige Weiterbildungen an.This object is achieved with the features of claim 1, the dependent claims indicate appropriate developments.
Bei der erfindungsgemäßen Lösung wird nicht direkt die Art des Einwirkens des Arbeitsmittels auf die jeweils zu bearbeitende Werkstückfläche aufgrund der schwingenden, insbesondere hochfrequenten Anregung des Arbeitsmittels beeinflusst, vielmehr wird das Arbeitsmittel außerhalb des Kontaktbereiches zwischen Arbeitsmittel und Werkstück, in einem zur Arbeitsebene abgesetzten Bereich entsprechend angeregt, insbesondere hochfrequent beaufschlagt. Dies derart, dass die Arbeitsstruktur des Arbeitsmittels von etwaigen Anlagerungen oder Anhaftungen befreit wird, also beispielsweise nicht durch anhaftende Ablagerungen und/oder Verunreinigungen beeinträchtigt wird.In the solution according to the invention, the type of action of the working medium on the workpiece surface to be machined is not directly influenced due to the oscillating, in particular high-frequency excitation of the working medium, but rather the working medium outside the contact area between working medium and workpiece is correspondingly excited in a region offset from the working plane , in particular high-frequency acted upon. This is such that the working structure of the working fluid is freed of any deposits or adhesions, so for example not affected by adhering deposits and / or impurities.
Erfindungsgemäß ist es vorgesehen, das als umlaufendes Schleif- oder Polierband ausgebildete Arbeitsmittel in einem von seinem längs der Arbeitsebene sich erstreckenden Trum abgesetzten Bereich zu beaufschlagen, wobei der zwischen den Umlenkungen sich frei erstreckende Bereich des rücklaufenden Trums einen Ansatzbereich für einen oder mehrere Anregungsaktoren bildet, die auf das Band direkt oder indirekt, gegebenenfalls jeweils über eine oder mehrere Schlagleisten als Übertragungsglieder, zugreifen.According to the invention, the working means embodied as a revolving grinding or polishing belt are loaded in a region offset from its longitudinally extending working surface, the region of the returning strand extending freely between the deflections forming a region of application for one or more excitation actuators, which access the band directly or indirectly, optionally via one or more blow bars as transmission elements.
So kann bei dem durch ein Polierband oder Schleifband gebildeten Arbeitsmittel angelagerter Schmutz oder Staub außerhalb des Arbeitsbereiches abgeschüttelt und gegebenenfalls auch unmittelbar abgesaugt werden, so dass das Arbeitsmittel in seinem jeweiligen Arbeitsbereich gereinigt zum Einsatz kommt. In entsprechender Weise können bei dem als Schleifband ausgebildeten Arbeitsmittel durch die hochfrequente Beaufschlagung die Schleifstruktur beeinträchtigende und gegebenenfalls auch, durch Verschmieren oder dergleichen, teilweise abdeckende Anlagerungen abgesprengt werden, so dass sich zwar ein normaler standzeitbedingter Verschleiß der Arbeitsstruktur ergibt, die Struktur in ihrem jeweiligen Erhaltungszustand aber voll nutzbar bleibt, also nicht durch Ablagerungen, Verschmieren oder dergleichen überdeckt und nicht mehr nutzbar ist.Thus, deposited dirt or dust outside of the work area can be shaken off in the working medium formed by a polishing belt or sanding belt and, if appropriate, also be sucked off immediately, so that the working fluid is used cleaned in its respective working area. In a corresponding manner, in the trained as a grinding belt working fluid by the high-frequency impingement affecting the abrasive structure and possibly also, by smearing or The like, partially covering deposits are blasted off, so that although there is a normal lifetime wear of the working structure, the structure in their respective state of preservation but fully usable, so not covered by deposits, smearing or the like and is no longer usable.
Insbesondere erfolgt die schwingende Beaufschlagung des Arbeitsmittels über den jeweiligen Anregungsaktor bevorzugt auf der von der Arbeitsseite abgelegenen Rückseite des Arbeitsmittels, und zwar wiederum bevorzugt orthogonal zur Erstreckungsrichtung des Arbeitsmittels.In particular, the oscillatory loading of the working medium via the respective excitation actuator preferably takes place on the rear side of the working medium remote from the working side, and in turn preferably orthogonally to the direction of extent of the working medium.
Ist zumindest ein Anregungsaktor als Anregungselement für mehrere Schlagleisten vorgesehen, die sich wie Einzelleisten bevorzugt quer zur Umlaufrichtung des Arbeitsmittels erstrecken, so kann es zweckmäßig sein, diese in Umlaufrichtung beabstandet, und gegebenenfalls auch winklig zueinander angestellt, vorzusehen, um wellenförmige Anregungsmuster zu erreichen, die eine absprengende Reinigung von den jeweiligen Anlagerungen begünstigen.If at least one excitation actuator is provided as an excitation element for a plurality of blow bars, which extend like individual strips preferably transversely to the direction of rotation of the working means, it may be appropriate to spaced them in the circumferential direction, and possibly also angled employed to provide wavy excitation pattern, the favor a detonating cleaning of the respective deposits.
Im Rahmen der Erfindung kommen insbesondere Piezoelemente als Anregungsaktoren in Frage, ein Anregung kann erfindungsgemäß aber auch auf magnetoresistiver Basis erfolgen, wobei Betriebsfrequenzen im Bereich von 15 kHz bis 1 MHz, typischerweise aber von 20 kHz bis 60 KHz zum Einsatz kommen, und dies bei einer Leistung eines Anregungsaktors, die für diesen Anwendungszweck bevorzugt in der Größenordnung von 20 W oder darüber liegt.In the context of the invention, in particular piezoelectric elements as excitation actuators in question, according to the invention but also be carried out on a magnetoresistive basis, operating frequencies in the range of 15 kHz to 1 MHz, but typically from 20 kHz to 60 kHz are used, and this at a Power of an excitation actuator, which is preferably of the order of 20 W or more for this purpose.
Die Leistungsdichte für den erfindungsgemäßen Zweck vorgesehener Ultraschallaktoren liegt bei 5 oder mehr W/cm3 Piezovolumen, typischerweise bei mehr als 20W/cm3 Piezovolumen, wobei ein aktives Piezovolumen von >0,2cm3, bevorzugt >1cm3 vorgesehen ist. Zweckmäßigerweise ist ferner eine Phasenregelkette zur genauen Anregung in der Resonanzfrequenz für höchste Leistungsausbeute vorgesehen, wobei die Anregung nach Möglichkeit mit der Phasenverschiebung 0° von Strom und Spannung erfolgt.The power density for the purpose of the present invention intended ultrasonic actuators is 5 or more W / cm3 piezo volume, typically more than 20W / cm3 piezo volume, with an active piezoelectric volume of> 0.2cm3, preferably> 1cm3 is provided. Conveniently, a phase-locked loop for accurate excitation in the resonant frequency for maximum power output is also provided, the excitation is possible with the phase shift 0 ° of current and voltage as far as possible.
Aufgebaut auf dieser Basis lässt sich ein gut handhabbares Schleif- oder Polierwerkzeug gestalten, wobei bevorzugt nicht nur der Anregungsaktor insbesondere in Form eines Ultraschallerzeugers, sondern auch die Ansteuerelektronik und die Energieversorgung in das Maschinengehäuse integriert angeordnet werden und anstelle oder zusätzlich zu einer möglichen Netzversorgung auch eine Energieversorgung über ein Batteriepack, insbesondere ein ansteckbares Batteriepack erfolgen kann.Built on this basis, an easily handled grinding or polishing tool can be designed, wherein preferably not only the excitation actuator, in particular in the form of an ultrasound generator, but also the control electronics and the power supply are integrated into the machine housing and instead of or in addition to a possible power supply also a Power supply via a battery pack, in particular an attachable battery pack can be done.
Im Rahmen der Erfindung liegt es auch, das Arbeitsmittel in Form eines Schleif- oder Polierbandes auf magnetischer oder induktiver Basis schwingend anzuregen. Insbesondere in Verbindung mit solchen Formen der schwingenden Anregung und/oder Beaufschlagung des des Schleif- oder Polierbandes, erweist es sich als zweckmäßig, dieses mit metallischen Einlagerungen, Einlagen, insbesondere in Faden- oder Gewebeform, oder auch auf einem metallischen Träger aufbauendes Schleif- oder Polierband auszubilden.It is also within the scope of the invention to vibrate the working medium in the form of a grinding or polishing belt on a magnetic or inductive basis. In particular, in conjunction with such forms of oscillatory excitation and / or admission of the grinding or polishing belt, it proves to be useful, this with metallic deposits, deposits, especially in thread or fabric form, or on a metallic support building up grinding or To train polishing tape.
Weitere Einzelheiten und Merkmale der Erfindung ergeben sich aus den Ansprüchen, der Figurenbeschreibung und der Zeichnung, die weitgehend schematisiert, eine als Bandschleifer ausgebildete Handwerkzeugmaschine in perspektivischer, schematisierter Darstellung schräg von hinten unten mit darunter liegendem Werkstück zeigt.Further details and features of the invention will become apparent from the claims, the description of the figures and the drawing, which is largely schematic, designed as a belt sander hand tool in a perspective, schematic representation obliquely from behind down with underlying workpiece.
In der Figur ist als Beispiel einer erfindungsgemäßen Elektro-Werkzeugmaschine eine Handwerkzeugmaschine 1 in Form eines handgeführten Bandschleifers 2 gezeigt, der als Arbeitsmittel 3 ein umlaufendes Schleifband 4 aufweist, welches über eine Traganordnung 5 mit Umlenkrollen 6 und 7 zum Maschinengehäuse 8 abgestützt ist. Das Maschinengehäuse 8 nimmt den Antrieb für das Schleifband 4 auf, wobei ein entsprechender Antriebsmotor 9 schematisch angedeutet ist, der mit zumindest einer der Umlenkrollen 6, 7 antriebsverbunden ist, über die das Schleifband 4 geführt ist. Die Umlenkrollen 6, 7 sind parallelachsig zueinander angeordnet und zwischen den Auflagebereichen des Schleifbandes 4 zu den Umlenkrollen 6, 7 erstreckt sich dies mit seinen frei liegenden Trummen 10, 11. Dabei wird unter einem Trum insbesondere ein freier, nicht aufliegender Abschnitt des Schleifbandes 4 verstanden.In the figure, as an example of an electric machine tool according to the invention, a hand tool 1 in the form of a hand-held
Von diesen Trummen 10, 11 erstreckt sich das in der Darstellung untere, der zu bearbeitenden Oberfläche 12 eines im Beispiel schematisiert dargestellten Werkstückes 13 zugewandte Trum 11 in der jeweiligen Arbeitsebene 100, in der es auf der zu bearbeitenden Oberfläche 12 aufliegt und sich - insbesondere reibend, schneidend, kratzend, schleifend, polierend - in Abhängigkeit von der Art des Arbeitsmittels 3 abtragend und/oder glättend über diese bewegt. Verbunden damit ist seitens der Oberfläche 12 des Werkstücks 13 ein mehr oder minder starker Abrieb, sowie eine gewisse Abstumpfung des Arbeitsmittels. Dies einmal in Abhängigkeit vom Material der zu bearbeitenden Werkstückoberfläche 12, zum anderen von der Art der Beschichtung des Arbeitsmittels 3, zum Beispiel mit Schleifpartikeln, und nicht zuletzt auch in Abhängigkeit von der Länge des Trums 11, der Umlaufgeschwindigkeit und der Anpresskraft zwischen Arbeitsmittel 3 und zu bearbeitender Oberfläche 12. Insbesondere diese Faktoren sind auch maßgebend dafür, ob und inwieweit ein jeweiliger Abrieb über das umlaufende Arbeitsmittel 3 aus der jeweiligen, in der Arbeitsebene 100 sich erstreckenden Arbeitszone vom umlaufenden Arbeitsmittel ausgetragen wird oder, insbesondere materialabhängig und temperaturabhängig, sich mit dem Arbeitsmittel verbindet und gegebenenfalls dessen Arbeitsstruktur unbrauchbar macht, sei es durch Abstumpfen, Verkleben oder Anbacken.Of these
Um die letztgenannten Beeinträchtigungen, insbesondere ein Zuschmieren, Verkleben und/oder Anbacken auszuschließen, wird erfindungsgemäß das Arbeitsmittel in einem zur Arbeitsebene 100, und damit zur Oberfläche 12 des Werkstückes 13 abgesetzten Bereich über einen Anregungsaktor 15, insbesondere einen Ultraschallschwinger hochfrequent beaufschlagt, wobei als Beaufschlagungsbereich das bevorzugt sich im Wesentlichen frei zwischen den Umlenkrollen 6, 7 erstreckende, von der Arbeitsebene 100 abgesetzte obere Trum 10 in Frage kommt.In order to exclude the last-mentioned impairments, in particular smearing, sticking and / or baking, the working medium is acted upon in a high frequency by the
Die erfindungsgemäß vorgesehene Schwingungsbeaufschlagung erfolgt rückseitig am oberen Trum 10 bevorzugt über zumindest ein leistenartiges, sich quer zur Längsrichtung des Trums erstreckendes Übertragungsglied 14, das direkt oder indirekt von dem Anregungsaktor 15 beaufschlagt ist. Dieser kann, wie das Übertragungsglied 14, im Freiraum zwischen oberem und unterem Trum 10, 11 angeordnet sein, oder auch, bei seitlicher Anordnung zum Maschinengehäuse 8, mit dem Übertragungsglied 14 verbunden sein. Im Rahmen der Erfindung liegt es ferner, dass der Anregungsaktor 15 selbst auf das Arbeitsmittel 3 wirkt und beispielsweise in leistenartiger Ausgestaltung, entsprechend dem Übertragungsglied 14, rückseitig am oberen Trum 10 angreift. Eine besonders effiziente, klopfende Beaufschlagung des Arbeitsmittels 3 ergibt sich, wenn das Übertragungsglied 14, gegebenenfalls auch der unmittelbar auf das Arbeitsmittel 3 einwirkende Anregungsaktor 15, zum Arbeitsmittel 3 so angeordnet ist, dass sich lediglich bei Erregung des Anregungsaktors 15 eine berührende Beaufschlagung des Arbeitsmittels 3 ergibt, ansonsten aber das Arbeitsmittel 3 frei zum Übertragungsglied 14 bzw. zum Anregungsaktor 15 liegt.The oscillation loading provided according to the invention takes place on the rear side at the
In entsprechender Weise kann im Rahmen der Erfindung eine Schwingungsanregung auf magnetischer oder induktiver Basis über hierfür vorgesehene Anregungsaktoren erfolgen.In a corresponding manner, in the context of the invention, a vibration excitation on a magnetic or inductive basis can take place via excitation actuators provided for this purpose.
Die erfindungsgemäße, weitgehend vom Maschinengehäuse 8 umschlossene Unterbringung der Traganordnung 5 und des Arbeitsmittels 3 macht es in vorteilhafter Weise möglich, vom Arbeitsmittel 3 über den Anregungsaktor 15, unmittelbar oder indirekt unter Zwischenschaltung des Übertragungsgliedes 14, abgelöste, insbesondere abgesprengte Verunreinigungen insbesondere direkt über eine dem Maschinengehäuse 8 zugeordnete oder vom Maschinengehäuse 8 aufgenommene Absaugeinrichtung zu erfassen, die in üblicher Weise aufgebaut und ausgebildet sein kann, wobei auch ein entsprechender Sammelbehälter zum Maschinengehäuse 8 entnehmbar oder abtrennbar vorgesehen sein kann. Angedeutet ist in der Figur eine solche Absaugeinrichtung schematisiert bei 16 in Form eines Gebläses, das bevorzugt über den Antriebsmotor 9 der Traganordnung 5 mitbetrieben wird und über das eine längs des oberen Trums 10 sich erstreckende Luftführung erzwungen wird.The inventive, largely enclosed by the machine housing 8 accommodation of the
Hierbei erweist es sich als zweckmäßig, wenn eine Saugöffnung 18 an dem Ende des Maschinengehäuses 8 vorgesehen wird, an dem das als Schleifband 4, gegebenenfalls auch als Polierband ausgebildete Arbeitsmittel 3 aufsteigend aus der Arbeitsebene 100 über die Umlenkrolle 6 der Traganordnung 5 in das Maschinengehäuse 8 einläuft, so dass einerseits der über das Arbeitsmittel 3 mitgenommener Abrieb aus dem Arbeitsbereich abgesaugt wird und andererseits der Saugstrom - symbolisiert über die Pfeile 22 - über das obere Trum 10 bis zu einer bevorzugt insbesondere seitlich am Maschinengehäuse 8 vorgesehenen Auslassöffnung 19 geführt wird. Dabei kann insbesondere auch in dem der Auslassöffnung 19 benachbarten Bereich eine Sammlung des Abriebs erfolgen, zum Beispiel in einem Sammelbeutel, der an den die Auslassöffnung 19 enthaltenden Stutzen angeschlossen ist. Gegebenenfalls kann auch eine in das Gehäuse 8 integrierte Staubsammlung erfolgen. Die Umlaufrichtung 17 für das Arbeitsmittel 3 im Bereich des im Wesentlichen sich in der Arbeitsebene 100 erstreckenden unteren Trums 11 verläuft entgegengesetzt zur Arbeitsrichtung 20 für den dargestellten Bandschleifer 2.It proves to be expedient if a
Zur besseren Handhabung kann der Bandschleifer mit seitlich zum Maschinengehäuse 3 vorgesehenen Handhaben versehen sein.For better handling of the belt grinder may be provided with laterally provided for the machine housing 3 handles.
Durch die Erfindung wird somit ein bevorzugt handgeführter, elektrisch angetriebener Bandschleifer geschaffen, der außerhalb der seitens des Schleifbandes gegebenen Arbeitsebene 100 zum Werkstück in einem freilaufenden Bandbereich über einen Anregungsaktor, insbesondere ein Piezoelement, hochfrequent, direkt oder indirekt, beaufschlagt ist, vor allem um das Schleifband von Anlagerungen zu befreien und damit dessen Arbeitsstruktur freizuhalten.The invention thus provides a preferably hand-guided, electrically driven belt grinder which is subjected to high-frequency, direct or indirect high-frequency, direct or indirect, outside of the working
Claims (8)
- Power tool, in particular hand power tool (1), comprising a driven carrying arrangement (5) for a working means (3), by means of which a working plane (100) for the working means (3) is defined, wherein the working means (3) is constituted by a revolving sanding belt (4) or polishing belt, which in a region offset from the strand (11) of the belt that extends along the working plane (100), and comprising an excitation actuator (15) that impinges upon the working means (3) at high frequency, characterized in that the excitation actuator (15) impinges upon the sanding belt (4) or polishing belt directly or indirectly in a region of the returning strand offset from the working plane (100) and extending freely between directional turns (6, 7).
- Power tool according to Claim 1, characterized in that the directional turns (6, 7) are turnaround rollers (6, 7) of the carrying arrangement (5).
- Power tool according to Claim 1 or 2, characterized in that the excitation actuator (15) impinges upon the working means (3) in a contacting or non-contacting manner.
- Power tool according to any one of Claims 1 to 3, characterized in that the excitation actuator (15) impinges upon the back side of the working means (3).
- Power tool according to any one of the preceding claims, characterized in that the excitation actuator (15) impinges upon the working means (3) orthogonally in relation to the direction of extent.
- Power tool according to any one of the preceding claims, characterized in that the excitation actuator (15) impinges upon the sanding belt (4) or polishing belt by means of a strip-type transmission member (14) that lies transversely in relation to the direction of revolution.
- Power tool according to any one of the preceding claims, characterized in that the excitation actuator (15) is realized as an element that impinges, in particular in the manner of a strip, upon the sanding belt (4) or polishing belt.
- Power tool according to any one of the preceding claims, characterized in that the excitation actuator (15) operates in the ultrasonic range and, in particular, is realized as a piezo element or excites the working means (3) in an oscillatory manner on a magnetic or inductive basis.
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