EP2611573B1

EP2611573B1 - Schleiftellereinheit für eine rotationsschleifmaschine

Info

Publication number: EP2611573B1
Application number: EP11748385.9A
Authority: EP
Inventors: Peter Jöst
Original assignee: Joest GmbH and Co KG
Current assignee: Joest GmbH and Co KG
Priority date: 2010-08-31
Filing date: 2011-08-24
Publication date: 2017-03-01
Anticipated expiration: 2031-08-24
Also published as: EP2611573A1; EP2422931A1; PL2611573T3; CN103068524A; US9132527B2; ES2619591T3; US20120315833A1; WO2012028505A1

Description

1. Gebiet der Erfindung

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Schleiftellereinheit für eine Rotationsschleifmaschine, wie sie zur Herstellung feiner Oberflächen, beispielsweise im Automobil-, Möbel-, Maler- und Kunststoffbereich eingesetzt wird.

2. Stand der Technik

Zur Herstellung feiner Oberflächen werden hauptsächlich Handschleifmaschinen, wie beispielsweise Exzenter-, Delta- und Schwingschleifer eingesetzt. Einer der Hauptgründe hierfür ist, dass diese Schleifmaschinen mit Absaugvorrichtungen versehen sind, die es ermöglichen, den beim Schleifen anfallenden Schleifstaub abzusaugen, was die Schleifleistung der Schleifmittel erhöht und zudem ein besseres Schleifergebnis zur Folge hat. Aufgrund der oszillierenden Schleifbewegungen sind die Abtragsmengen beim Schleifen mit diesen Maschinen jedoch wesentlich geringer als mit Rotationsschleifmaschinen, bei denen das Schleifmittel kontinuierlich in einer Richtung rotiert. Für Schleifarbeiten, bei denen eine große Abtragsleistung gewünscht und erforderlich ist, werden daher Rotationsschleifmaschinen, beispielsweise sog. Winkelschleifer, eingesetzt.
Anwendungsbereiche für derartige Rotationsschleifmaschinen sind beispielsweise das Abschleifen dicker Lack- oder Farbschichten auf Holz oder Metall. Auch das Abschleifen der sehr harten Antifouling-Beschichtungen von Bootsrümpfen wird fast ausschließlich mit Rotationsschleifmaschinen durchgeführt. Jedoch ist dies wegen der fehlenden Absaugung weder für die Gesundheit des Anwenders, noch für die Umwelt optimal, da diese Beschichtungen als giftig eingestuft sind und bei Abschleifen der Schleifstaub in die Umwelt gelangt. Dementsprechend müssen bei solchen Schleifarbeiten besondere Umweltauflagen eingehalten werden und darauf geachtet werden, dass kein Schleifstaub in die Umgebung und auf den Boden gelangt, wo dieser bei Regen in das Grundwasser gespült werden könnte.
Aus der Druckschrift BE 855 087 A1 ist eine Vorrichtung mit Hohlstiften aus hartem Metall zum mechanischen Entlacken von Oberflächen bekannt. Die Hohlstifte der Vorrichtung sind elastisch befestigt und schaben im Sinne einer Drahtbürste Lack von der zu entlackenden Oberfläche.
Die Druckschrift WO 2009/088772 A2 D1 beschreibt Adapter für Schleifmaschinen, die zwischen einem Schleifteller und einer Schleifscheibe angeordnet sind und die den Staubtransport zwischen jeder Schleifscheibe und jedem Schleifteller gewährleisten sollen.
Die Druckschrift EP 1 291 134 A1 beschreibt eine Schleifplatte zum Einsatz an Handwerkzeugmaschinen, insbesondere Exzenterschleifer und Handschwingschleifer, bestehend aus einer Nabe mit Stützplatte, an deren Unterseite sich ein elastisches Stützkissen abstützt an dem über ein Klettgewebe ein Schleifblatt befestigbar ist. Die Stützplatte ist als bistabile Blatt- bzw. Tellerfeder ausgestaltet, so dass die Schleifplatte besonders günstig zum Bearbeiten gewölbter Flächen einsetzbar ist.
Aus den Druckschriften US 2008/0216272 A1 und US 3,092937 sind Schleifteller für Rotationsschleifmaschinen mit abgerundetem Rand bekannt.
Neueren Entwicklungen zufolge werden für derartige Rotationsschleifmaschinen wie Winkelschleifer Absaughauben angeboten, welche den Schleifteller der Rotationsschleifmaschine meist komplett umgeben und die den von der Schleifscheibe nach außen geschleuderten Schleifstaub aufnehmen sollen. Zur Abdichtung zum Werkstück hin sind einige dieser Absaughauben am Rand mit einem Bürstenkranz versehen.
Derartige Absaughauben sind jedoch maschinenspezifisch und werden nur für einige wenige Rotationsschleifmaschinen angeboten. Die Absaughaube ist bei jeder Maschine fest mit dem Maschinengehäuse verbunden und ist systembedingt um Einiges größer als der Schleifteller und das Schleifblatt, sodass während des Schleifvorgangs das Schleifergebnis nicht einsehbar und ein punktgenaues Schleifen nicht möglich ist. Die Abdeckhaube verdeckt die Sicht des Anwenders auf die Kante der Schleifscheibe. Eine entsprechende Anordnung mit einer den Schleifteller vollständig umgebender Absaughaube ist in der DE 10 2004 018 727 A1 dargestellt.
Bei einigen vorbekannten Maschinen wird diesem Problem Rechnung getragen, indem die Absaughaube über einen gewissen Winkelbereich offen ist und einen Blick auf die Schleifscheibe ermöglicht. Jedoch erfolgt in diesem Bereich dann keine Absaugung mehr, sodass bei derartigen Maschinen trotz Absaugung sehr viel Schleifstaub freigesetzt wird.
Hinzu kommt, dass bei einem Schleifen mit einem Rotationsschleifer im Gegensatz zum Schleifen mit einem Exzenterschleifer die Schleifscheibe meistens in einem spitzen Winkel zum Werkstück angestellt wird, was bedeutet, dass die Scheibe nicht immer mit der gesamten Schleifscheibenfläche in Kontakt mit dem Werkstück steht. Dementsprechend hat auch eine derartige Absaughaube einen mehr oder weniger großen Abstand zum Werkstück und der Bürstenkranz kann nicht mehr sauber am Werkstück abdichten. Auch dies führt zu einer schlechteren Absaugung und einer erhöhten Staubbelastung.
Es ist daher die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, die oben genannten Nachteile zu vermeiden und eine optimale Absaugung bei einer Rotationsschleifmaschine bereitzustellen, die zudem ein punktgenaues Arbeiten ermöglicht.

3. Zusammenfassung der Erfindung

Die oben genannte Aufgabe wird gelöst durch eine Schleiftellereinheit für eine Rotationsschleifmaschine gemäß Anspruch 1 sowie durch die Verwendung einer Schleiftellereinheit mit perforierten klettbaren Schleifscheiben gemäß Anspruch 11.
Die erfindungsgemäße Schleiftellereinheit weist eine integrierte Absaugeinrichtung in Form einer Absaughaube auf, welche unmittelbar an der Antriebswelle des Schleiftellers drehbar befestigt ist. Der Schleifteller weist Absaugöffnungen auf, die den Schleifteller durchdringen und über die der Rückseite des Schleiftellers mittels der Absaughaube Staub durch die Schleifscheibe hindurch abgesaugt werden kann. Da die Absaughaube an der Antriebswelle drehbar befestigt ist, ergibt sich eine integrierte Schleiftellereinheit, welche unabhängig von der jeweiligen verwendeten Rotationsschleifmaschine einsetzbar ist. Die Verbindung zwischen der Schleiftellereinheit und der Rotationsschleifmaschine erfolgt lediglich über die Antriebswelle, welche an einer Werkzeugaufnahme der Rotationsschleifmaschine angeschraubt wird. Dementsprechend können Rotationsschleifmaschinen ohne Absaugung mit einer Schleiftellereinheit mit integrierter Absaugung nachgerüstet werden.
Da die Absaughaube an der Rückseite des Schleiftellers angeordnet ist, kann über sie eine Staubabsaugung durch den Schleifteller hindurch erfolgen. Der Staub wird daher unmittelbar an der Schleifoberfläche abgesaugt und muss nicht erst von der Schleifscheibe nach außen geschleudert werden, um außerhalb der Schleifscheibe durch eine überstehende Haube abgesaugt zu werden. Damit verbessert sich einerseits die Staubabsaugung andererseits erhöht sich hierbei die Standzeit der Schleifscheiben, da sie sich weniger schnell zusetzen. Weiterhin ergibt sich der Vorteil, dass der Rand der Schleifscheibe jederzeit einsehbar ist und somit ein punktgenaues Schleifen ermöglicht wird.
Bevorzugt ist die Schleiftellereinheit als eine nachrüstbare Schleiftellereinheit ausgebildet, die universell zusammen mit beliebigen Rotationsschleifern verwendet werden kann. Damit können beliebige Rotationsschleifer zum staubfreien Schleifen mit einer erfindungsgemäßen Schleiftellereinheit ausgerüstet werden.
Bevorzugt stellt die Antriebswelle die einzige notwendige Verbindung der Schleiftellereinheit mit einer Rotationsschleifmaschine dar, sodass die Schleiftellereinheit maschinenunabhängig ausgebildet ist. Die einzige notwendige Verbindung der Schleiftellereinheit mit der Rotationsschleifmaschine erfolgt am Anschlussflansch der Rotationsschleifmaschine, an den die Schleiftellereinheit anstatt den üblicherweise verwendeten gewöhnlichen Schleiftellern angeschraubt werden. Weitere Verbindungsmöglichkeiten zwischen Schleiftellereinheit und Rotationsschleifmaschine sind nicht notwendig.
Bevorzugt ist die Ansaughaube kein Teil einer Rotationsschleifmaschine und/oder ist die Ansaughaube nicht direkt mit der Rotationsschleifmaschine verbindbar. Die Ansaughaube ist, im Gegensatz zum Stand der Technik, ein integraler Bestandteil der Schleiftellereinheit und kein Teil einer Rotationsschleifmaschine, sodass die Schleiftellereinheit maschinenunabhängig verwendet werden kann. Insbesondere kann die Rotationsschleifmaschine mit Schleiftellereinheiten unterschiedlicher Größe ausgerüstet werden, für die jeweils eine optimale Absaugung des Schleifstaubs gewährleistet ist.
Bevorzugt ist die Absaughaube über ein Drehlager, insbesondere ein Kugellager an der Antriebswelle befestigt. Damit braucht die Absaughaube keine weitere Befestigung, insbesondere nicht an der Rotationsschleifmaschine. Bevorzugt wird ein abgedichtetes Kugellager zur Befestigung der Absaughaube an der Antriebswelle eingesetzt.
Die Absaughaube ist so ausgestaltet, dass der äußere Rand des Schleiftellers im Betrieb sichtbar bleibt. Damit ist ein punktgenaues Schleifen und eine optimale Kontrolle des Schleifergebnisses gewährleistet. Die Absaughaube behindert auch nicht den Anwender beim Schleifen bis zu Kanten, etc..
Bevorzugt weist die Absaughaube an ihrem, dem Schleifteller zugewandten Rand einen Bürstenkranz oder einen Gleitring auf. Der Bürstenkranz oder der Gleitring ermöglicht eine Rotation des Schleiftellers bezüglich einer still stehenden Absaughaube und sorgt gleichzeitig für eine gute Abdichtung zwischen diesen beiden Teilen, um den erzeugten Unterdruck in der Absaughaube möglichst vollständig für die Staubabsaugung durch die Schleifscheibe hindurch zu nutzen. Bevorzugt weist die Absaughaube einen Anschlussstutzen für einen Schlauch einer Staubabsaugeinrichtung auf. An den Anschlussstutzen der Absaughaube wird üblicherweise ein Industriestaubsauger angeschlossen, welcher den Staub, der beim Schleifen entsteht, absaugt und aufnimmt. Gleichzeitig verhindert der Schlauch, dass sich die Absaughaube durch die verbleibende Reibung im Drehlager mit dem Schleifteller mitdreht.
Bevorzugt weist die Antriebswelle ein Gummielement auf. Damit wird ein verkanten des Schleiftellers ausgeglichen und sichergestellt, dass die Schleifscheibe wenn gewünscht immer plan auf dem Werkstück aufliegt und somit keine Schleifriefen verursacht werden.
Bevorzugt weist die Absaughaube an ihrem Mantel einen Faltenbalg auf. Der Faltenbalg gleicht leichte Winkelunterschiede zwischen Absaughaube und dem Schleifteller aus und gewährleitstet eine gute Abdichtung zwischen diesen Bauelementen.
Der Schleifteller ist erfindungsgemäß auf der Vorderseite mit einer Klettschicht zur Befestigung von klettbaren Schleifscheiben versehen. Durch die Klettschicht erfolgt eine einfache und mechanisch sichere Befestigung von klettbaren Schleifscheiben und andererseits können perforierte Schleifscheiben verwendet werden, bei denen der Staubtransport auf der Rückseite der Schleifscheiben durch die Klettschichten stattfindet. In diesem Fall können die Absaugöffnungen im Schleifteller an den verfahrenstechnisch optimalen Positionen angeordnet werden und müssen nicht mit etwaigen Öffnungen in der Schleifscheibe übereinstimmen.
Die Absaugöffnungen sind erfindungsgemäß zumindest im Bereich des äußeren Rands des Schleiftellers angeordnet. Durch die hohen Drehzahlen des Schleiftellers beim Schleifen wird Staub aufgrund der Fliehkraft nach außen geschleudert - insbesondere bei einem Staubtransport in den Klettschichten - und dann außen an der Schleifscheibe durch die dort angeordneten Absaugöffnungen am Rand des Schleiftellers abgesaugt. Damit ist sichergestellt, dass auch Schleifstaub, der am Rand des Schleiftellers entsteht, nicht nach außen weggeschleudert wird, sondern sicher abgesaugt wird.
In einer bevorzugten Ausführungsform sind die Absaugöffnungen so am Rand des Schleiftellers angeordnet, dass in radialer Richtung gesehen am gesamten Umfang des Schleiftellers stets Absaugöffnungen vorhanden sind. Damit ist sichergestellt, dass Staub, welcher sich aufgrund der Fliehkraft in radialer Richtung aus der Mitte der Schleifscheibe nach außen zum Rand hin bewegt, stets auf eine Absaugöffnung am Rand des Schleiftellers trifft und durch diese abgesaugt wird. In radialer Richtung gesehen sind daher keine Lücken zwischen Absaugöffnungen vorhanden, durch die Staub nach außen herausgeschleudert werden könnte ohne abgesaugt zu werden.
Ein bevorzugter Schleifteller für eine Rotationsschleifinaschine, weist Absaugöff nungen auf, die den Schleifteller durchdringen, wobei die Absaugöffnungen so am Rand des Schleiftellers angeordnet sind, dass in radialer Richtung gesehen am gesamten Umfang des Schleiftellers stets Absaugöffnungen vorhanden sind. Beim Schleifen entstehender Staub, der durch Öffnungen, insbesondere Perforationsöffnungen, in der Schleifscheibe in die Klettschichten hinter der Schleifebene eintritt und dann radial durch die Fliehkräfte nach außen sich bewegt, trifft auf diesem Weg am Rand des Schleiftellers stets auf eine Ansaugöffnung, durch die der Staub nach hinten durch den Schleifteller hindurch abgesaugt wird. Dementsprechend kann kein Staub mehr von der Schleifscheibe nach außen geschleudert werden und die Umwelt belasten.
Bevorzugt sind die Absaugöffnungen als gekrümmte, sich gegenseitig überlappende Schlitze ausgebildet. Es hat sich herausgestellt, dass relativ schmale, gekrümmte, sich gegenseitig überlappende Schlitze am Rand des Schleiftellers eine optimale Absaugung des Schleifstaubs insbesondere bei perforierten Schleifscheiben gewährleisten.
Erfindungsgemäß ist der Rand des Schleiftellers an der Vorderseite abgerundet. Damit übt die auf dem Schleifteller befestigte Schleifscheibe beim Schleifen am Rand einen geringeren Druck aus, als weiter innen. Dies ist insoweit vorteilhaft, da dann der Rand der Schleifscheibe keine Schleifspuren hinterlässt, was insgesamt, insbesondere beim Fein- und Polierschliff, ein besseres Schleifergebnis ergibt. Weiterhin kann mit einem abgerundeten Rand des Schleiftellers auch Aufkantungen mit einer abgerundeten Kehle geschliffen werden. Hierzu ist insbesondere die erfindungsgemäße Schleiftellereinheit in der Lage, da sie - im Gegensatz zu einem Exzenterschleifer - keinen Exzenterhub verwendet sondern eine reine Rotationsbewegung. Somit kann mit dem Rand des Schleiftellers in Kanten reingeschliffen werden.
Erfindungsgemäß ist der Rand des Schleiftellers zu einer Mantelfläche verbreitert. Auch dies ermöglicht ein qualitativ optimales und schnelles Schleifen einer Kante oder Hohlkehle eines Werkstücks, wobei ein genauer Radius der Hohlkehle ausgebildet werden kann. Auch dies ist mit Exzenterschleifern nicht möglich.
In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform ist die Mantelfläche des Schleiftellers mit Absaugöffnungen durchbrochen. Damit kann auch der Staub, der sich beim Schleifen an der Mantelfläche des Schleiftellers bildet, durch die Schleifscheibe hindurch abgesaugt werden.
Ein weiterer Aspekt der vorliegenden Erfindung betrifft die Verwendung einer Schleiftellereinheit gemäß einem der Ansprüche 1-10 mit perforierten, klettbaren Schleifscheiben. Die oben genannten Vorteile der erfindungsgemäßen Schleiftellereinheit werden insbesondere bei der Verwendung zusammen mit perforierten klettbaren Schleifscheiben bereitgestellt, bei denen Staub, der beim Schleifen entsteht, auf kürzestem Weg durch Perforationsöffnungen in der Schleifscheibe von der Schleiffläche nach hinten in die Klettschichten abgeführt wird, und dort zu den Absaugöffnungen im Schleifteller gesaugt wird und dann durch den Schleifteller hindurch abgesaugt wird. Somit können perforierte Schleifscheiben vorteilhafterweise nun auch mit Rotationsschleifmaschinen verwendet werden, welche eine wesentliche höhere Abtragsleistung verglichen mit oszillierenden Schleifmaschinen aufweisen.
Weitere bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung sind in den Unteransprüchen beschrieben.

4. Kurze Beschreibung der Zeichnung

Im Folgenden werden bevorzugte Ausführungsformen von Schleiftellereinheiten anhand der begleitenden Zeichnungen beschrieben, in denen zeigt:

Fig. 1 eine teilweise geschnittene Seitenansicht einer nicht erfindungsgemäßen Ausführungsform einer Schleiftellereinheit;
Fig. 2 eine Detailansicht A der Schleiftellereinheit gemäß Fig. 1;
Fig. 3 eine dreidimensionale Ansicht einer nicht erfindungsgemäßen Ausführungsform einer Schleiftellereinheit mit Blick auf die Absaughaube und Antriebswelle;
Fig. 4 die Schleiftellereinheit gemäß Fig. 3 mit Blick auf den Schleifteller;
Fig. 5 eine Explosionsansicht der Bauelemente der Schleiftellereinheit gemäß Fig. 1;
Fig. 6 eine Ausführungsform eines nicht erfindungsgemäßen Schleiftellers mit Absaugöffnungen am Rand des Schleiftellers;
Fig. 7A - C Ausführungsformen nicht erfindungsgemäßer Schleifteller mit verschiedenen unterschiedlichen Absaugöffnungen;
Fig. 8 eine schematische Ansicht einer nicht erfindungsgemäßen Schleiftellereinheit befestigt an einem Winkelschleifer;
Fig. 9 eine teilweise geschnittene Seitenansicht einer nicht erfindungsgemäßen Ausführungsform einer Schleiftellereinheit; und
Fig. 10A - E Ausführungsformen von perforierten Schleifscheiben;
Fig. 11 ein Teilschnitt einer weiteren Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Schleiftellers mit abgerundetem Tellerrand;
Fig. 12 eine Ansicht von unten auf einen Schleifteller gemäß Fig. 11;
Fig. 13 eine dreidimensionale Ansicht eines Schleiftellers gemäß Fig. 11;
Fig. 14 eine Seitenansicht eines Schleiftellers gemäß Fig. 11 mit einer ebenen Schleifscheibe;
Fig. 15 eine Seitenansicht einer weiteren Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Schleiftellers mit abgerundetem Tellerrand mit einer Schleifscheibe bei der Bearbeitung einer Aufkantung; und
Fig. 16 eine dreidimensionale Ansicht einer weiteren Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Schleiftellereinheit.

5. Beschreibung der bevorzugten Ausführungsformen

Im Folgenden werden bevorzugte Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung mithilfe der begleitenden Figuren beschrieben. Merkmale einzelner Ausführungsformen können auch mit anderen Ausführungsformen kombiniert werden.
Die Figuren 1 bis 5 zeigen eine nicht erfindungsgemäße Ausführungsform einer Schleiftellereinheit 1 für eine Rotationsschleifmaschine 100. Wie in Figur 1 in einem Teilschnitt und in Figur 2 im Detail dargestellt, umfasst die Schleiftellereinheit 1 eine Antriebswelle 20, an der mittels einer Schraube 50 ein Schleifteller 10 starr verbunden ist. An der Antriebswelle 20 ist über ein Kugellager 40 eine Absaughaube 30 drehbar gelagert, über welche mittels eines Saugschlauchs 120, der an einem Ansaugstutzen 34 befestigt wird, Staub durch den Schleifteller 10 hindurch abgesaugt werden kann.
Wie insbesondere in Figur 2 zu sehen, ist die Absaughaube 30 lediglich an der Antriebswelle 20 drehbar befestigt. Zu diesem Zweck ist in eine zylindrische Aufnahme 36 der Absaughaube 30 ein Kugellager 40 eingesetzt, welches mittels eines Wellensicherungsrings 70 in der Aufnahme 36 gehalten wird. Bezüglich der Antriebswelle 20 ist das Lager 40 auf den Außendurchmesser der Welle 20 angepasst und steht an einem Anschlagring 22 an. Nach oben hin ist das Lager 40 an der Antriebswelle 20 mittels eines weiteren Wellensicherungsrings 60 gehalten, der in einer Nut an der Außenseite in die Antriebswelle 20 eingereift. Bevorzugt wird für das Kugellager 40 ein abgedichtetes Kugellager verwendet, um im Betrieb einen möglichst hohen Unterdruck innerhalb der Absaughaube 30 aufrechtzuerhalten.
Die Antriebswelle 20 weist an ihrem oberen Ende eine Bohrung 24 mit einem Innengewinde auf, die an einer Werkzeugaufnahme 110 einer Rotationsschleifmaschine 100 durch Aufschrauben befestigbar ist. Auf diese Weise kann die Schleiftellereinheit 1 mit einer Rotationsschleifmaschine 100 verbunden werden, die keine besonderen Gestaltungsmerkmale für eine Absaugung aufweisen muss. Die Schleiftellereinheit 1 eignet sich daher zur Nachrüstung gewöhnlicher Rotationsschleifmaschinen 100 ohne Absaugung, sodass auch mit derartigen Maschinen ein staubfreies Schleifen durchgeführt werden kann. Die einzige notwendige Verbindung der Schleifteileeinheit 1 mit der Rotationsschleifmaschine 100 wird über die Antriebswelle 20 hergestellt, sodass die Schleiftellereinheit 1 maschinenunabhängig mit beliebigen Rotationsschleifern 100 verwendet werden kann. In Figur 8 ist symbolisch der Anschluss der Schleiftellereinheit 1 an einen Rotationsschleifer 100 (hier ein Winkelschleifer) über die Antriebswelle 20, welche an einer Werkzeugaufnahme 110 angeschraubt ist, dargestellt. Zusätzlich zu diesem Anschluss an einen Rotationsschleifer 100 wird die Schleiftellereinheit 1 über den Absaugstutzen 34 mit einem Saugschlauch 120 verbunden, welcher an einen gewöhnlichen Industriestaubsauger (nicht dargestellt) angeschlossen ist. Der Anschluss an der Schleiftellereinheit 1 an den Saugschlauch 120 verhindert eine Drehung der Absaughaube 30 im Schleifbetrieb. Da die Absaughaube bevorzugt mittels eines Kugellagers 40 drehbar an der Antriebswelle 20 gelagert ist, ist hierfür nur eine geringe Haltekraft notwendig, die sehr leicht von dem Saugschlauch 120 aufgebracht werden kann. Die Absaugung über einen Industriestaubsauger und über den Saugschlauch 120 erfolgt unabhängig und zusätzlich zu dem Antrieb durch einen Rotationsschleifer 100.
Die vorliegende Erfindung ist nicht auf handgeführte Rotationsschleifer, wie den Winkelschleifer der Fig. 8 beschränkt. Die Schleiftellereinheit 1 kann auch bei industriellen Schleifmaschinen oder Schleifanlagen eingesetzt werden, bei denen rotierende Schleifteller zur seriellen Bearbeitung von Werkstücken verwendet werden. Auch hier ergeben sich die erfindungsgemäßen Vorteile einer geringeren Staubbelastung der Umwelt, einer wesentlich höheren Standzeit der Schleifscheiben und einer besseren Oberflächenqualität.
Um eine möglichst gute Absaugung zu gewährleisten, ist zwischen der fest stehenden Absaughaube 30 und dem im Betrieb sich drehenden Schleifteller 10 in der ersten Ausführungsform ein Bürstenkranz 32 an der Absaughaube 30 befestigt, der den notwendigen Spalt zwischen Absaughaube 30 und Schleifteller 10 abdichtet.
Fig. 2 zeigt, dass der Außendurchmesser D des Mantels 39 der Absaughaube 30 im Wesentlichen dem Außendurchmesser des Schleiftellers 10 entspricht. Damit hat der Anwender beim Schleifen stets eine optimale Sicht auf die Kante des Schleiftellers 10. Somit ist mit der Schleiftellereinheit 1 ein kantengenaues Feinschleifen von Werkstücken möglich. Gleichzeitig sind im Gegensatz zu oszillierenden Werkzeugen mit dem rotierenden Schleifteller 10 hohe Abtragsleistungen möglich.
Der Schleifteller 10 besteht bevorzugt aus einer dünnen Platte, beispielsweise einer 2 - 4 mm dicken Aluminiumplatte, in die Absaugöffnungen 16 eingebracht sind. Im Betrieb tritt der an der Schleiffläche entstehende Schleifstaub durch die Absaugöffnungen 16 im Schleifteller 10 hindurch und wird durch den Unterdruck innerhalb der Absaughaube 30 über den Absaugstutzen 34 von den Absaugeinrichtungen (Schlauch 120 und Industriestaubsauger) abgesaugt.
Wie in Figur 2 dargestellt, weist der Schleifteller 10 auf der Vorderseite 12 eine Klettschicht 13 auf, welche an den Schleifteller 10 bevorzugt angeklebt ist. An diese Klettschicht 13, welche beispielsweise eine Kletthakenschicht oder eine Klettpilzschicht ist, können klettbare Schleifscheiben 130 befestigt werden. Derartige klettbare Schleifscheiben bestehen aus einem Papier-, Gewebe- oder Folienträger, auf dem auf der Rückseite eine Kletthaftschicht, insbesondere eine Klettvliesschicht oder eine Klettveloursschicht angeklebt ist. Auf der Vorderseite ist die Schleifscheibe 130 mit abrasiven Schleifkörnern versehen, die durch ein geeignetes Einbettungsmaterial an der Unterlage gehalten werden.
Zur Staubabsaugung sind derartige klettbare Schleifscheiben 130 mit Öffnungen versehen, durch die der Schleifstaub, der an der Schleiffläche entsteht, abgesaugt werden kann. Grundsätzlich gibt es zwei verschiedene Arten von Schleifscheiben für Absaugeinrichtungen, nämlich Schleifscheiben mit wenigen relativ großen Absaugöffnungen, die mit entsprechenden Absaugöffnungen im Schleifteller 10 in Übereinstimmung gebracht werden. Derartige Schleifscheiben haben jedoch den Nachteil, dass der Weg des Schleifkorns an der Schleifoberfläche bis zu der entsprechenden Absaugöffnung relativ lang ist und sich daher derartige Schleifscheiben relativ schnell zusetzen und unbrauchbar werden.
Daneben gibt es sogenannte perforierte Schleifscheiben 130, welche eine Perforation aus kleinen Perforationsöffnungen 132 aufweisen, die im Wesentlichen über die gesamte Oberfläche der Schleifscheibe 130 verteilt sind. Beispielhafte Schleifscheiben 130 mit derartigen Perforationsöffnungen 132, die im Wesentlichen über die gesamte Oberfläche der Schleifscheibe 130 verteilt sind, sind in den Figuren 10A - 10E dargestellt. Die dort dargestellten Ausführungsformen zeigen Schleifscheiben 130 mit einem Durchmesser von ca. 115 mm, wobei die Perforationsöffnungen 132 der Schleifscheiben 130 der Figuren 10A - C einen Durchmesser von 1 bis 2 mm, der Schleifscheiben der Fig. 10D einen Durchmesser von 2 bis 4 mm und der Schleifscheiben der Fig. 10E einen Durchmesser von 4 bis 6 mm aufweisen. Der Abstand der Perforationsöffnungen gemäß Figur 10B beträgt ca. 5 mm, der Abstand der Perforationsöffnungen der Figur 10A, C und D beträgt minimal 6 mm und maximal 10 mm, bei der Schleifscheiben der Fig. 10E beträgt er minimal 10 mm und maximal 30 mm. Das Muster der Perforationsöffnungen 132, deren Größe sowie deren Abstand untereinander bestimmt sich anhand der jeweils gewünschten Schleifaufgabe. Solche Schleifscheiben 130 sind in Größen von bevorzugt 50, 115, 150, 200 mm bis 500 mm Durchmesser gebräuchlich.
Derartige perforierte Schleifscheiben 130 gewährleisten einen vollflächigen Staubabtransport über im Wesentlichen die gesamte Fläche der Schleifscheibe 130. Der Schleifstaub wird durch den vorherrschenden Unterdruck durch jede Perforationsöffnung 132 abgesaugt, tritt durch die Unterlage hindurch und in die Klettschichten hinein. Dort fließt der Staub in der Klettschicht bis zu den Absaugöffnungen 16 im Schleifteller 10, durch die hindurch er abgesaugt wird. Der Staubtransport findet daher auf der Rückseite der Schleifscheibe in der Klettadaptionsschicht und in der Kletthakenschicht statt. Bei derartigen Schleifscheiben 130 ist es nicht notwendig, ein exakt passendes Lochmuster im Schleifteller 10 vorzusehen. Insgesamt sind die Standzeit und das Schleifergebnis bei derartigen perforierten Schleifscheiben 130 um ein Vielfaches höher als bei gewöhnlichen Schleifscheiben mit wenigen großen Absauglöchern. Man erkennt aus den Mustern der Perforationsöffnungen 132 der Figuren 10A - 10E, dass auch solche Schleifscheiben 130 für die oben beschriebene vollflächige Staubabfuhr geeignet sind, bei denen Teilbereiche, z.B. der Rand wie in Fig. 10D, nicht perforiert sind. Daher weisen auch diese Schleifscheiben 130 Perforationsöffnungen 132 auf, die im Wesentlichen über die gesamte Oberfläche der Schleifscheibe 130 verteilt sind.
Um im vorliegenden Fall für einen Rotationsschleifer 100 eine optimale Absaugung des Staubs zu ermöglichen, wird für perforierte Schleifscheiben 130 ein Schleifteller 10 mit einer bestimmten Anordnung der Absaugöffnungen 16, 17 vorgeschlagen. Durch die hohen Drehzahlen des Schleiftellers 10 im Betrieb wird der Staub aufgrund der Zentrifugalkraft radial nach außen befördert. Um ein möglichst staubfreies Schleifen zu gewährleisten, sollten daher die Absaugöffnungen 16, 17 nahe des Randes 18 des Schleiftellers 10 angeordnet sein, damit Staub der dort entsteht sicher entgegen der Zentrifugalkraft abgesaugt werden kann. Staub der im inneren Bereich der Schleifscheibe 130 entsteht, wandert zwangsläufig nach außen Richtung Rand 18 und wird dann dort ebenfalls abgesaugt. Bevorzugte Muster für Absaugöffnungen 16, 17 sind in den Figuren 6 und 7A bis 7C dargestellt.
Besonders bevorzugt ist ein Muster gemäß Figur 6. Bei dieser Ausführungsform sind die Absaugöffnungen 17, 17' so am Rand 18 des Schleiftellers 10 angeordnet, dass in radialer Projektion (das heißt radial von innen nach außen gesehen), am gesamten Umfang des Schleiftellers 10 stets eine Absaugöffnung 17, 17' vorhanden ist und dazwischen keine Lücken auftreten. In der Ausführungsform der Figur 6 sind die Absaugöffnungen 17, 17' als gekrümmte, sich gegenseitig überlappende Schlitze 17 ausgebildet, die in zwei konzentrischen Kreisen angeordnet sind. In der dargestellten Ausführungsform für einen Schleifteller 10 mit beispielsweise 115 mm Durchmesser sind die Schlitze ca. 1 - 2 mm breit und am äußeren Ring ca. 30 mm und am inneren Ring ca. 15 mm lang. Die Schlitze 17' des inneren Rings liegen vor den notwendigen Lücken zwischen den Schlitzen 17 des äußeren Rings.
Selbstverständlich kann die Form und Anordnung der sich überlappenden Absaugöffnungen 16, 17 je nach Größe des Schleiftellers oder Ausführungsform variiert werden. Wichtig ist jedoch, dass von innen nach außen gesehen am Rand keine Lücken zwischen den Absaugöffnungen vorhanden sind, durch die der Staub nach außen austreten könnte. Zumindest sollten die Lücken nicht so groß sein, dass die Zentrifugalkräfte, die auf den Staub wirken, größer sind als die Kräfte durch die Absaugwirkung. Der beim Schleifen entstehende Staub tritt aufgrund der Absaugwirkung durch die Perforationsöffnungen 132 durch die Unterlage der Schleifscheibe 130 hindurch und in die Klettschichten hinter der Schleifebene ein, wird dann durch die Saugluft und die Zentrifugalkraft radial nach außen befördert und dann durch eine der Absaugöffnungen 16, 17, die sich zumindest am Rand 18 des Schleiftellers 10 befinden, in die Absaughaube 30 hinein abgesaugt. Von dort wird der Staub den Absaugstutzen 34 und den Saugschlauch 120 in eine Absaugeinrichtung (beispielsweise einen Industriestaubsauger) abgesaugt. Damit ist mit der Schleiftellereinheit 1 ein nahezu staubfreies Schleifen möglich.
Weitere Designs für bevorzugte Absaugöffnungen sind in den Figuren 7A, 7B und 7C dargestellt. Bei der Ausführungsform der Figur 7A befinden sich zusätzlich zu gekrümmten Schlitzen 16 am Rand 18 des Schleiftellers noch gekrümmte Schlitze 16' im inneren Bereich des Schleiftellers, was bei großen Schleiftellerdurchmessern, beispielsweise bei Durchmessern von 150 mm, 200 mm oder größer den Weg verkürzt, den der Staub in den Klettschichten zurücklegen muss. Somit kann es dort zu weniger Stauungen des Staubs kommen.
In Figur 7B sind zusätzlich zu gekrümmten dünnen Schlitzen 16 am Rand 18 des Schleiftellers 10 Absaugöffnungen 16" vor den Lücken zwischen den Schlitzen 16 angeordnet, die einen Durchgang von Staub durch die Lücken zwischen den Schlitzen 16 verhindern.
Figur 7C zeigt eine einfache Form eines Schleiftellers 10 mit am Rand 18 angeordneten gekrümmten Absaugschlitzen 16, bei denen der Abstand zwischen den Schlitzen so gewählt ist, dass die Absaugwirkung ausreicht, um Staub, der zwischen den Schlitzen nach außen hindurch treten möchte, in die Schlitze einzusaugen.
Figur 4 zeigt ein anderes Lochmuster für die Absaugöffnungen 16 an dem Schleif teller 10, welches sich insbesondere für Schleifscheiben des Typs mit wenigen größeren Löchern eignet. Der Schleifteller 10 der Figur 5 ist ebenfalls mit Absaugöffnungen 16, 17 versehen, beispielsweise jenen der Figuren 6 und 7A bis C, wobei diese in Figur 5 nicht dargestellt sind.
Figur 9 zeigt eine weitere nicht erfindungsgemäße Ausführungsform einer Schleiftellereinheit 1. Diese Schleiftellereinheit 1 unterscheidet sich von der Schleiftellereinheit 1 der Figuren 1 - 5 darin, dass die Antriebswelle 20 ein Gummielement 26 aufweist, damit beim Feinschleifen der Schleifteller 10 mit der Schleifscheibe 130 stets plan auf der zu schleifenden Oberfläche aufliegt. Dies verhindert ein Verkanten der Schleifscheibe 130 und sorgt für ein riefenfreies Schleifergebnis. Um die Winkel zwischen dem Schleifteller 10 und der Absaughaube 30 auszugleichen und für eine optimale Abdichtung am Übergang zwischen beiden Elementen zu sorgen, ist der Mantel der Absaughaube mit einem Faltenbalg 38 ausgestattet.
Ein Gleitring 37 bevorzugt aus einem Kunststoffmaterial wie beispielsweise Teflon verringert die Reibung zwischen der Absaughaube 30, die bevorzugt auch aus einem Kunststoffinaterial hergestellt ist, und dem Schleifteller 10. Der Faltenbalg 38 drückt den Gleitring 37 gegen den Schleifteller 10.
Die Schleifscheiben 130 der Figuren 10A und 10B stellen zwei Beispiele für perforierte Schleifscheiben dar, die sich in unterschiedlichen Größen, Korngrößen, Perforationsöffnungsgrößen, Anzahl der Perforationsöffnungen, Abstand der Perforationsöffnungen, Anordnung der Perforationsöffnungen, etc. unterscheiden können. Wichtig ist bei dieser Art von perforierten Schleifscheiben 130 jedoch, dass die Perforation sich im Wesentlichen über die gesamte Oberfläche der Schleifscheibe 130 erstreckt, um so einen Staubabtrag über die gesamte Schleiffläche zu gewährleisten.
Die Figuren 11 - 15 zeigen eine bevorzugte Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Schleiftellers 10.
Im Gegensatz zum Schleif teller 10 der Figur 1 - 9 weist der Schleifteller 10 der Figuren 11 - 13 einen Randbereich 19' auf, der an der Vorderseite 12 des Schleiftellers 10 abgerundet ist. Damit übt der Randbereich 19' auf eine an dem Schleifteller 10 befestigte Schleifscheibe 130 einen geringeren Druck aus als in inneren Bereichen der Vorderseite 12 des Schleiftellers 10, was beim Feinschliff Schleifriefen verhindert.
Der Rand 19 des Schleiftellers 10 ist zudem nach oben hochgezogen, wie in den Figuren 11 - 15 dargestellt, um zu einer Mantelfläche 19" verbreitert zu sein. Damit kann der Schleifteller 10 und die Schleiftellereinheit 1 zum Beschleifen von Aufkantungen und Hohlkehlen 202 eines Werkstücks 200 eingesetzt werden. Hierzu können im Randbereich angepasste, gleichfalls nach oben gezogene Schleifscheiben 130' eingesetzt werden, wie sie in Fig. 15 beispielhaft dargestellt sind. Diese Schleifscheiben 130' weisen ebenfalls Perforationsöffnungen 132 auf, wie sie in den Figuren 10A und 10B beispielhaft dargestellt sind. Schleifscheiben 130', die auch aus einem biegsamen Material bestehen können, biegen sich beim Beschleifen von Aufkantungen 202 nach oben und legen sich an den abgerundeten Rand 19' und die Mantelfläche 19" an.
Genauso wie die Schleifteller 10 der Figuren 1 - 9 weisen die Schleifteller 10 der Figuren 11 - 15 zumindest im Randbereich 18 Absaugöffnungen 17, 17' auf, die zur Staubabsaugung von der Schleifscheibe 130, insbesondere aus deren Klettschicht dienen. Wie dargestellt, sind die Absaugöffnungen 17, 17' so angeordnet, dass in radialer Richtung, von innen nach außen gesehen, am gesamten Umfang des Schleiftellers 10 stets Absaugöffnungen 17, 17' vorhanden sind, so dass der von der Zentrifugalkraft nach außen geschleuderte Staub am Rand 18 durch den Schleifteller 10 hindurch nach hinten abtransportiert wird.
Wie in Fig. 15 dargestellt, kann die Mantelfläche 19"mit Absaugöffnungen 16' durchbrochen sein, um auch an der Mantelfläche 19" eine Staubabsaugung zu gewährleisten.
Der Schleifteller 10 weist weiterhin eine Öffnung 52 zur Befestigung mit einer Schraube 50 an der Antriebswelle 20 auf.
Die Fig. 16 zeigt eine bevorzugte Ausführungsform einer Schleiftellereinheit 1 die einen Schleifteller 10 der Figuren 11 - 15 mit abgerundetem Rand 19' aufweist, der zu einer Mantelfläche 19" nach oben verbreitert ist. Durch die nach oben stehende Mantelfläche 19" kann der Mantel 39 der Absaughaube 30 von oben in den Schleifteller 10 eingreifen und so gegenüber dem Schleifteller 10 abdichten. Auch bei dieser Ausführungsform entspricht der Durchmesser des Mantels 39 der Absaughaube 30 im Wesentlichen dem Durchmesser des Schleiftellers 10, so dass insbesondere am Randbereich 18 Staub durch den Schleifteller 10 hindurch abgesaugt werden kann. Damit eine Bearbeitung von Aufkantungen und Hohlkehlen 202 problemlos möglich ist, ist der Durchmesser des Schleiftellers 10 jedoch leicht gegenüber dem Durchmesser des Mantels 39 der Absaughaube vergrößert.
Verglichen mit den Schleiftellereinheiten der Figuren 1 - 5 ist bei der Ausführungsform der Fig. 16 der Ansaugstutzen 34 verlängert, was einerseits eine bessere Hebelwirkung zum Festhalten der Absaughaube 30 und andererseits eine andere Führung eines Absaugschlauchs (nicht dargestellt) ermöglicht, der an den Absaugstutzen 34 angeschlossen ist.

Bezugszeichenliste

1: Schleiftellereinheit
10: Schleifteller
12: Vorderseite
13: Klettschicht
14: Rückseite
16, 16': Absaugöffnungen
17, 17': schlitzförmige Absaugöffnungen
18: Randbereich des Schleiftellers
19: äußerer Rand des Schleiftellers
19': abgerundeter Rand des Schleiftellers
19": Mantelfläche des Schleiftellers
20: Antriebswelle
22: Anschlagring
24: Bohrung mit Innengewinde
26: Gummielement
30: Absaughaube
32: Bürstenkranz
34: Absaugstutzen
36: Lageraufnahme
37: Gleitring
38: Faltenbalg
39: Mantel
40: Rotationslager, Kugellager
50: Schraube
52: Öffnung für Schraube
60: Wellensicherungsring
70: Wellensicherungsring
100: Rotationsschleifmaschine
110: Werkzeugaufnahme
120: Absaugschlauch
130: Schleifscheibe
130': am Rand hochgezogene Schleifscheibe
132: Perforationsöffnungen
200: Werkstück
202: Aufkantung oder Hohlkehle

Claims

Schleiftellereinheit (1) für eine Rotationsschleifmaschine (100), aufweisend:
a) einen Schleifteller (10) mit einer Vorderseite (12) mit einer Klettschicht (13) zur Befestigung einer klettbaren Schleifscheibe (130) und einer der Vorderseite (12) gegenüberliegenden Rückseite (14);

b) eine Antriebswelle (20) des Schleiftellers (10), die an einer Werkzeugaufnahme (110) der Rotationsschleifmaschine (100) befestigbar ist; und

c) eine Absaughaube (30); wobei

d) die Absaughaube (30) für eine Staubabsaugung durch den Schleifteller (10) hindurch zur der Rückseite (14) des Schleiftellers (10) hin angeordnet ist und einen Mantel (39) aufweist; wobei

e) der Rand (19') des Schleiftellers (10) an der Vorderseite abgerundet und zu einer nach oben stehenden Mantelfläche (19") verbreitert ist, und
wobei
die Schleiftellereinheit (1) dadurch gekennzeichnet ist, dass
f) der Schleiftellers (10) zumindest an seinem Rand (18) Absaugöffnungen (16, 17) aufweist, die den Schleiftellers (10) durchdringen;

g) die Absaughaube (30) an der Antriebswelle (20) drehbar befestigt ist;

h) der Durchmesser der Mantelfläche (19") des Schleiftellers (10) leicht größer ist, als der Durchmesser des Mantels (39) der Absaughaube (30), und

i) der Mantel (39) der Absaughaube (30) von oben in den Schleifteller (10) mit nach oben stehender Mantelfläche (19") eingreift und gegenüber dem Schleifteller (10) abdichtet.
Schleiftellereinheit Anspruch 1, wobei die Antriebswelle (20) die einzige notwendige Verbindung der Schleiftellereinheit (1) mit einer Rotationsschleifmaschine (100) darstellt und so die Schleiftellereinheit (1) maschinenunabhängig ausgebildet ist.
Schleiftellereinheit gemäß einem der Ansprüche 1 oder 2, wobei die Absaughaube (30) kein Teil einer Rotationsschleifmaschine (100) ist und / oder wobei die Absaughaube (30) nicht direkt mit der Rotationsschleifmaschine (100) verbindbar ist.
Schleiftellereinheit gemäß einem der Ansprüche 1 - 3, wobei die Absaughaube (30) über ein Drehlager (40), insbesondere ein Kugellager (40), an der Antriebswelle (20) befestigt ist.
Schleiftellereinheit gemäß einem der Ansprüche 1 - 4, wobei die Absaughaube (30) an ihrem dem Schleifteller (10) zugewandten Rand einen Bürstenkranz (32) oder einen Gleitring (37) aufweist.
Schleiftellereinheit gemäß einem der Ansprüche 1 - 5, wobei die Absaughaube (30) einen Anschlussstutzen (34) für einen Schlauch (120) einer Staubabsaugeinrichtung aufweist.
Schleiftellereinheit gemäß einem der Ansprüche 1 - 6, wobei die Antriebswelle (20) ein Gummielement (26) aufweist und/oder wobei die Absaughaube (30) an ihrem Mantel einen Faltenbalg (38) aufweist.
Schleiftellereinheit gemäß einem der Ansprüche 1 - 7, wobei die Absaugöffnungen (16, 17) so am Rand (18) des Schleiftellers (10) angeordnet sind, dass, in radialer Richtung von innen nach außen gesehen, am gesamten Umfang des Schleiftellers (10) stets Ansaugöffnungen (16, 17) vorhanden sind, so dass Staub, der sich aufgrund der Zentrifugalkraft radial von innen nach außen bewegt, am Rand des Schleiftellers (10) stets auf eine Absaugöffnung (16, 17) trifft und nach hinten durch den Schleifteller (10) hindurch abgesaugt wird.
Schleiftellereinheit (1) gemäß einem der Ansprüche 1 - 8, wobei die Absaugöffnungen (17) als gekrümmte Schlitze (17, 17') ausgebildet sind, die so angeordnet sind, dass von innen nach außen gesehen, am Rand des Schleiftellers (10) keine Lücken zwischen den Absaugöffnungen (16, 17) vorhanden sind.
Schleiftellereinheit (1) gemäß einem der Ansprüche 1 - 9, wobei die Mantelfläche (19") mit Absaugöffnungen (16') durchbrochen ist.
Verwendung einer Schleiftellereinheit (1) gemäß einem der Ansprüche 1 - 10 mit perforierten, klettbaren Schleifscheiben (130), welche eine Perforation aus kleinen Perforationsöffnungen aufweisen, die im Wesentlichen über die gesamte Oberfläche der Schleifscheibe (130) angeordnet sind und bei denen der Staubtransport auf der Rückseite der Schleifscheiben (130) durch die Klettschichten stattfindet.