EP2618965B1

EP2618965B1 - Bürstenaggregat

Info

Publication number: EP2618965B1
Application number: EP11764515.0A
Authority: EP
Inventors: Volker Jannaschk
Original assignee: Monti Werkzeuge GmbH
Current assignee: Monti Werkzeuge GmbH
Priority date: 2010-09-24
Filing date: 2011-09-23
Publication date: 2014-12-24
Anticipated expiration: 2031-09-23
Also published as: BR112013006849A2; JP5758005B2; CA2812466C; RU2013118719A; US9918544B2; CN103249524B; RU2570860C2; CA2812466A1; DE102010046398A1; CN103249524A; MX2013003310A; US20140299153A1; EP2618965A1; KR20130126599A; JP2013538699A; WO2012038537A1; KR101869115B1

Description

Die Erfindung betrifft ein Bürstenaggregat, mit einem rotativ antreibbaren Bürstenhalter und einer Ringbürste mit einem Borstenkranz mit nach außen abstehenden Borsten, und mit einem in den rotierenden Borstenkranz eintauchenden Stoppmittel, wobei mit Hilfe des Stoppmittels die Borsten für eine bestimmte Zeit abgebremst werden, so dass nach ihrer Freigabe die hierdurch gespeicherte Bewegungsenergie zur zusätzlich schlagenden Bearbeitung einer Oberfläche eines Werkstoffes durch die Borsten genutzt wird.
Bei einem Bürstenaggregat des eingangs beschriebenen Aufbaus entsprechend der EP 1 834 733 B1 wird so vorgegangen, dass mit Hilfe des Stoppmittels die Borsten für eine bestimmte Zeit abgebremst werden. Nach Freigabe der Borsten durch Passieren des Stoppmittels kann die hierdurch, das heißt die Borsten und/oder ein Bürstenband, gespeicherte Bewegungsenergie genutzt werden. Diese dient zur zusätzlich schlagenden Bearbeitung einer Oberfläche eines Werkstoffes mit Hilfe der Borsten. Dadurch werden vergleichbare Effekte erzielt, wie dies beim sogenannten Sandstrahlen beobachtet wird. Allerdings kommt die vorbeschriebene Lehre ohne Strahlmittel aus, so dass der anlagentechnische Aufwand deutlich verringert ist, Umweltbelastungen vermieden werden und besonders kostengünstig und effizient gearbeitet werden kann. Das hat sich bewährt.
Daneben ist durch die EP 1 591 037 A2 ein Bürstenaggregat ohne Stoppmittel bekannt geworden, welches mit einem Schleifkörper ausgerüstet ist. Der Schleifkörper lässt sich gegen die Ringbürste bzw. gegen die daran angebrachten Borsten anstellen, und zwar auf ihrer in Arbeitsrichtung gesehenen Rückseite. Auf diese Weise findet ein Hinterschleifen der Borsten statt, mit dessen Hilfe abgestumpfte Borstenspitzen nachgeschliffen werden können. Dadurch lassen sich die gewünschten Rautiefen auf einer zu bearbeitenden Oberfläche unschwer einstellen und auch beibehalten. Auch dieser Stand der Technik hat sich grundsätzlich bewährt.
Bei einem Rotationsbürstenwerkzeug entsprechend der EP 1 834 733 B1 mit Stoppmittel, ist es nun wünschenswert, zusätzlich einen Schleifkörper anzubringen, wie er in der EP 1 591 037 A2 beschrieben wird, um die positiven Effekte des Stoppmittels mit der Möglichkeit eines Nachschleifens der Borsten zu kombinieren. Daraus resultiert jedoch ein relativ ausladender und nicht praktikabler Aufbau. Hier setzt die Erfindung ein.
Der Erfindung liegt das technische Problem zugrunde, ein derartiges Bürstenaggregat so weiterzuentwickeln, dass zusätzlich die Möglichkeit zur schleifenden Bearbeitung der Borsten geschaffen wird, und zwar bei einem konstruktiv einfachen und kostengünstigen Aufbau.
Zur Lösung dieser technischen Problemstellung ist ein gattungsgemäßes Bürstenaggregat im Rahmen der Erfindung dadurch gekennzeichnet, dass das Stoppmittel zugleich als Schleifkörper für die Borsten ausgebildet ist, wobei zwischen beiden Funktionen, das heißt zwischen der Stopperfunktion und der Schleiffunktion, nach Maßgabe einer Drehrichtung der Ringbürste und/oder einer Stellposition des Stoppmittels im Vergleich zum Borstenkranz unterschieden wird.
Im Rahmen der Erfindung kommt also neben dem obligatorischen Stoppmittel zunächst einmal kein zusätzlicher Schleifkörper zum Einsatz, sondern ist das Stoppmittel zugleich als Schleifkörper für die Borsten ausgebildet. Das Stoppmittel übernimmt dabei im Wesentlichen die gleiche Funktion, wie sie in der EP 1 834 733 B1 beschrieben worden ist. Denn mit Hilfe des Stoppmittels werden die Borsten für eine bestimmte Zeit abgebremst, so dass nach ihrer Freigabe (von dem Stoppmittel) die hierdurch gespeicherte Bewegungsenergie zur zusätzlich schlagenden Bearbeitung einer Oberfläche eines Werkstoffes durch die Borsten genutzt wird.
Zusätzlich zu dieser gleichsam Stopperfunktion übernimmt das Stoppmittel zugleich eine Schleiffunktion. Im Rahmen dieser Schleiffunktion erfahren die Borsten eine schleifende Bearbeitung. Dabei wird meistens - aber nicht einschränkend - so vorgegangen, dass die Borsten auf ihrer in Arbeitsrichtung gesehenen Rückseite mit Hilfe des Schleifkörpers bzw. des Stoppmittels eine hinterschleifende Bearbeitung erfahren. Tatsächlich ist das Stoppmittel im Rahmen der Erfindung vorteilhaft so ausgebildet, dass unterschiedliche Oberflächenbereiche des Stoppmittels für die beschriebenen verschiedenen Funktionen verantwortlich zeichnen.
Das heißt, die Oberfläche des Stoppmittels weist überwiegend einen Stopperbereich und einen Schleifbereich auf. Dabei kann der Schleifbereich so ausgelegt oder ausgebildet werden, dass dieser durch auf das Stoppmittel aufgebrachte Schleifpartikel aus beispielsweise Diamant, Korund oder vergleichbaren Schleifkörpern, seine schleifende Funktion zuverlässig ausübt. Selbstverständlich kann der Schleifbereich auch dadurch an oder auf dem Stoppmittel definiert werden, dass das Stoppmittel im Schleifbereich besonders aufgeraut wird oder eine spezielle Oberflächenbearbeitung erfährt. In jedem Fall ist der Schleifbereich so ausgebildet, dass er sich zur schleifenden Bearbeitung der Borsten und hier meistens der Borstenspitzen besonders eignet. Dabei geht die Erfindung von der Erkenntnis aus, dass die Borsten und insbesondere die Borstenspitzen nach einer bestimmten Bearbeitungszeit "stumpf" werden und wieder "angespitzt" werden müssen.
Hierzu steht erfindungsgemäß der Schleifbereich des Stoppmittels zur Verfügung. Dabei wird man meistens so vorgehen, dass die Borsten im Bereich ihrer Borstenspitze mit Hilfe des Schleifbereiches an dem Stoppmittel eine hinterschleifende Bearbeitung erfahren. Diese hinterschleifende Bearbeitung trägt dem Umstand Rechnung, dass der Materialabtrag an der Borstenspitze auf ein Minimum reduziert wird und dennoch eine gewünschte Spitzenausbildung erreichbar ist. Hierbei geht die Erfindung von der Tatsache aus, dass die jeweiligen Borsten bzw. deren Borstenspitzen an ihrer Vorderflanke durch die schlagende Bearbeitung der Oberfläche des Werkstoffes im Vergleich zur Hinterflanke ohnehin stärker abgenutzt werden. Wenn nun die Hinterflanke die beschriebene schleifende Bearbeitung erfährt, so trägt die Erfindung diesem Umstand besonders Rechnung. Die Bearbeitung der Hinterflanke bedeutet nichts anderes, als dass die Borsten (an ihrer Borstenspitze) auf ihrer in Arbeitsrichtung gesehenen Rückseite die beschriebene hinterschleifende Bearbeitung mit Hilfe des Schleifbereiches des Stoppmittels erfahren.
Um nun zwischen der beschriebenen Stopperfunktion und der Schleiffunktion unterscheiden zu können bzw. zu erreichen, dass die Borsten einerseits mit dem Stopperbereich und andererseits mit dem Schleifbereich des Stoppmittels wechselwirken, sind grundsätzlich zwei verschiedene Vorgehensweisen denkbar und werden von der Erfindung umfasst. Zunächst einmal kann zwischen diesen beiden Funktionen, das heißt der Stopperfunktion und der Schleiffunktion, dadurch unterschieden werden, dass die Ringbürste ihre Drehrichtung ändert. Tatsächlich kann die Ringbürste im Wesentlichen im Uhrzeigersinn oder im Gegenuhrzeigersinn rotieren. Die jeweilige Drehrichtung korrespondiert nun einerseits zu der Stopperfunktion und andererseits zu der Schleiffunktion des Stoppmittels. Beispielsweise mag die Rotation der Ringbürste im Gegenuhrzeigersinn zur Stopperfunktion gehören. Dagegen führt eine Rotation der Ringbürste im Uhrzeigersinn dazu, dass das Stoppmittel seine Schleiffunktion übernimmt. In diesem Fall wird man das Stoppmittel grundsätzlich so platzieren, dass dieses in den rotierenden Borstenkranz eintaucht. Dabei mag das Stoppmittel ortsfest ausgelegt werden.
Es ist alternativ oder zusätzlich aber auch denkbar, dass das Stoppmittel verstellt wird bzw. verstellbar im Vergleich zum Borstenkranz ausgelegt ist. Die Verstellung kann grundsätzlich während seiner Stopperfunktion und auch während seiner Schleiffunktion erfolgen. Daneben ist die Verstellung des Stoppmittels natürlich auch in einem Zeitraum zwischen diesen beiden Funktionen denkbar und wird von der Erfindung umfasst. Meistens wird man die Auslegung jedoch so treffen, dass unterschiedliche Stellpositionen des Stoppmittels im Vergleich zum Borstenkranz zu den beschriebenen beiden Funktionen gehören.
So wird man die Stopperfunktion des Stoppmittels meistens so wählen, dass das Stoppmittel mit seinem gesamten Querschnitt in den Borstenkranz eintaucht. Als Folge hiervon korrespondiert der auf der Oberfläche des Stoppmittels definierte Stopperbereich nahezu zur Hälfte oder mehr als der Hälfte der besagten Oberfläche. Nimmt dagegen das Stoppmittel die Schleiffunktion ein, so taucht das Stoppmittel in den Borstenkranz mit seinem Querschnitt nur teilweise ein. Meistens gleiten die Borsten bei Einnahme der Schleiffunktion des Stoppmittels an dem Schleifbereich mehr oder minder tangential entlang. Dadurch kann der Schleifbereich relativ klein auf der Oberfläche des Stoppmittels ausgebildet sein und belegt typischerweise in etwa 10 % bis 50 % der Oberfläche, wohingegen der Stopperbereich zu ca. 30 % bis 80 % der Oberfläche des Stoppmittels korrespondiert.
Selbstverständlich kann zur Unterscheidung zwischen einerseits der Stopperfunktion und andererseits der Schleiffunktion auch eine Kombination beider Maßnahmen erfolgen. In diesem Fall wird also beim Wechsel von beispielsweise der Stopperfunktion zur Schleiffunktion (und umgekehrt) nicht nur die Drehrichtung der Ringbürste geändert, sondern zusätzlich auch die Stellposition des Stoppmittels. So wird vorzugsweise vorgegangen. Das heißt, beim Wechsel von der Stopperfunktion zur Schleiffunktion wird die Ringbürste im Beispielfall hinsichtlich der ursprünglichen Drehung im Gegenuhrzeigersinn angehalten und mit umgekehrter Drehrichtung im Uhrzeigersinn betrieben, um die Schleiffunktion darstellen zu können.
Zugleich ist diese Drehrichtungsumkehr damit verbunden, dass das Stoppmittel aus dem Borstenkranz so weit auftaucht, dass die Borsten bei der anschließenden Schleiffunktion den Schleifbereich gleichsam tangential passieren, wie dies einleitend bereits beschrieben wurde. Das vorteilhaft im Vergleich zum Borstenkranz verstellbar ausgebildete Stoppmittel lässt sich üblicherweise radial und/oder tangential verstellen. Ganz besonders bevorzugt ist eine exzentrische Verstellung des Stoppmittels.
Dadurch und unabhängig hiervon besteht die Möglichkeit, das Stoppmittel von den angetriebenen Borsten zu verstellen. Das heißt, die Verstellung des Stoppmittels erfolgt nicht mit einem externen zusätzlichen Antrieb, sondern dadurch, dass die Borsten selbst für die Verstellung des Stoppmittels sorgen. Meistens ist die Auslegung so getroffen, dass beim Wechsel von der Stopperfunktion zur Schleiffunktion und umgekehrt die Drehrichtung der Ringbürste geändert wird. Die Drehrichtungsumkehr führt zugleich dazu, dass das Stoppmittel verstellt wird. Zu diesem Zweck ist das Stoppmittel vorteilhaft an einen Ausleger angeschlossen, welcher schwenkbar an ein Maschinengehäuse angelenkt ist. Bei dem Ausleger handelt es sich meistens um einen Exzenterausleger.
Außerdem verfügt der Ausleger über wenigstens zwei Anschläge bzw. ihm sind zwei Anschläge zugeordnet. Dabei dient ein Anschlag zur Einnahme der
Stopperfunktion und ein anderer Anschlag zur Einnahme der Schleiffunktion. Die mit dem Funktionswechsel einhergehende Drehrichtungsumkehr der Ringbürste führt also dazu, dass die am Stoppmittel angreifenden Borsten das Stoppmittel verstellen. Die Verstellbewegung wird dabei so lange aufrechterhalten, bis das Stoppmittel seine zur Drehrichtung gehörige Funktionsstellung einnimmt, entweder die Stopperfunktion oder die Schleiffunktion. Folgerichtig sind die beiden dem Ausleger zugeordneten Anschläge als einerseits Stopperanschlag und anderseits Schleifanschlag ausgelegt.
Gegenstand der Erfindung ist auch ein Rotationsbürstenwerkzeug, welches mit einem Maschinengehäuse und einer Antriebseinheit für das beschriebene Bürstenaggregat ausgerüstet ist. Außerdem ist ein Verfahren zur Bearbeitung einer Oberfläche eines Werkstoffes mit Hilfe des beschriebenen Bürstenaggregates umfasst.
Im Ergebnis werden ein Bürstenaggregat, ein zugehöriges Rotationsbürstenwerkzeug und ein Verfahren zur Bearbeitung einer Oberfläche eines Werkstoffes mit Hilfe des Bürstenaggregates beschrieben, mit deren Hilfe eine einfache und dauerhafte Bearbeitung der Oberfläche gelingt. Dabei werden vergleichbare Rautiefen erreicht und beobachtet, wie sie auch beim (Sand-) Strahlen möglich sind und realisiert werden können. Allerdings entfallen aufwendige Antriebseinrichtungen und muss insbesondere nicht ein Strahlmittel entsorgt werden. Zugleich werden besonders hohe Standzeiten beobachtet, weil die Borsten nachgeschliffen werden können. Das alles gelingt mit Hilfe des Stoppmittels, welches eine zweifache Funktion, nämlich die beschriebene Stopperfunktion und Schleiferfunktion ausfüllt. Hierin sind die wesentlichen Vorteile zu sehen.
Im Folgenden wird die Erfindung anhand einer lediglich ein Ausführungsbeispiel darstellenden Zeichnung näher erläutert; es zeigen:

Fig. 1: das erfindungsgemäße Rotationsbürstenwerkzeug inklusive hiervon angetriebenem Bürstenaggregat in perspektivischer Ansicht,
Fig. 2: eine Detailansicht des Bürstenaggregates im Betrieb, bei Realisierung der Stopperfunktion,
Fig. 3: den Gegenstand nach Fig. 2 ebenfalls im Betrieb, und zwar in Schleiffunktion und
Fig. 4 und 5: den Ausleger zur Anbringung des Stoppmittels in einer Frontansicht (Fig. 4) und Rückansicht (Fig. 5).

In der Fig. 1 ist ein Rotationsbürstenwerkzeug dargestellt, welches mit einem Maschinengehäuse 1 und einer lediglich angedeuteten und darin aufgenommenen Antriebseinheit 2 für ein Bürstenaggregat 3 ausgerüstet ist. Das Bürstenaggregat 3 verfügt über eine Ringbürste 4, 5, die sich im Ausführungsbeispiel und nicht einschränkend aus einem Bürstenband 4 und daran angeschlossenen und nach außen abstehenden Borsten 5 zusammensetzt.
Man erkennt, dass sich die Borsten 5 radial im Vergleich zu einem Rotationszentrum bzw. einer Rotationsachse 6 erstrecken und im Wesentlichen senkrecht auf einer Oberfläche der Ringbürste 4, 5 bzw. einer Oberfläche des Bürstenbandes 4 aufstehen. Bei den Borsten 5 handelt es sich um U-förmige Borsten 5 aus Stahl, die in lediglich angedeutete Aufnahmebohrungen 7 im Bürstenband 4 eingesteckt und durch diese hindurch gesteckt werden (vgl. Fig. 2). Die Borsten 5 formen einen Borstenkranz 8 mit Unterbrechungen 9. Die Ringbürste 4, 5 wird von einem rotativ mit Hilfe der Antriebseinheit 2 angetriebenen Bürstenhalter 10, 11 getragen. Tatsächlich setzt sich der Bürstenhalter 10, 11 aus zwei Stirnscheiben 10 zusammen, welche durch eine Distanzbuchse 11 in beabstandeter Stellung zueinander gehalten werden. Auf die Distanzbuchse 11 kann vorliegend auch verzichtet werden. Dann übernimmt das Bürstenband 4 der Ringbürste 4, 5 die Funktion der Distanzbuchse 11. So wird im Rahmen des Ausführungsbeispiels gearbeitet.
Anhand der Fig. 1 erkennt man ferner, dass die beiden Stirnscheiben 10 mit Axialstegen 12 ausgerüstet sind, mit welchen sie die Ringbürste 4, 5 bzw. das Bürstenband 4 im Bereich der Unterbrechungen 9 übergreifen. Beide Stirnscheiben 10 werden mit der dazwischen befindlichen Distanzbuchse respektive dem Bürstenband 4, 11 inklusive daran angeschlossenen Borsten 5 gegeneinander verspannt. Dadurch wird ein sicherer Halt der Ringbürste 4, 5 auf einem Antriebszapfen 13 der Antriebseinheit 2 des Rotationsbürstenwerkzeuges gewährleistet.
Im Rahmen des gezeigten Beispiels nach Fig. 1 sind drei gleichmäßig über den Umfang des Bürstenbandes 4 verteilte Unterbrechungen 9 realisiert. Außerdem ist ein in den rotierenden Borstenkranz 8 eintauchendes Stoppmittel 14 realisiert. Bei dem Stoppmittel 14 handelt es sich nicht einschränkend um einen beispielsweise zylindrischen Zapfen 14, welcher über einen Ausleger 15 an das Maschinengehäuse 1 des Rotationsbürstenwerkzeuges angeschlossen ist. Das Stoppmittel 14 bzw. der Zapfen 14 ist parallel zum Antriebszapfen 13 der Antriebseinheit 2 bzw. parallel zur Rotationsachse 6 an dem Ausleger 15 angeordnet und an diesen beispielsweise schraubend angeschlossen. Die Länge des Stoppmittels 14 ist dabei so gewählt, dass sie im Wesentlichen der Breite des Bürstenbandes 4 entspricht, folglich das Stoppmittel 14 axial im Vergleich zur Ringbürste 4, 5 nicht oder nur unwesentlich übersteht.
Im Rahmen der Erfindung kann das Stoppmittel 14 zwei Funktionen übernehmen, nämlich eine Stopperfunktion, wie sie in der Fig. 2 dargestellt ist und auch eine Schleiffunktion, wie sie die Fig. 3 zeigt. Das heißt, das Stoppmittel 14 ist zugleich als Schleifkörper 14 für die Borsten 5 ausgebildet. Zu diesem Zweck verfügt die im Beispielfall als Zylindermantel ausgeführte Außenoberfläche 16 des Stoppmittels 14 über zwei Bereiche. Tatsächlich sind einerseits ein Stopperbereich 16a und andererseits ein Schleifbereich 16b vorgesehen.
Die Außenoberfläche 16 des Stoppmittels 4 setzt sich also aus dem Stopperbereich 16a und dem Schleifbereich 16b zusammen, die sich mehr oder minder ergänzen und meistens insgesamt die Außenoberfläche 16 des Stoppmittels 14 bilden. Tatsächlich belegt der Stopperbereich 16a in etwa 30 % bis 80 % der Außenoberfläche 16, wohingegen der Schleifbereich 16b in etwa 10 % bis 50 % der Außenoberfläche 16 des Stoppmittels 14 einnimmt. Dabei sind der Stopperbereich 16a und der Schleifbereich 16b so zueinander angeordnet, dass sie sich nicht überlappen, sondern vielmehr mit oder ohne Abstand aneinander anschließen. Als Folge hiervon wechselwirken die Borsten 5 entweder nur mit dem Stopperbereich 16a oder nur mit dem Schleifbereich 16b. Zur erstgenannten Wechselwirkung gehört die Stopperfunktion des Bürstenaggregates 3 bzw. des Rotationsbürstenwerkzeuges im Ganzen, wohingegen die letztgenannte Wechselwirkung zur Schleiffunktion korrespondiert. - Der Stopperbereich 16a und/oder der Schleifbereich 16b können an dem Stoppmittel 14 integral ausgebildet oder zusätzlich hieran angebracht werden. Das lässt sich beispielsweise durch Anschrauben von Hülsen oder Platten erreichen, die den fraglichen Stopperbereich 16a und/oder den Schleifbereich 16b definieren.
Sofern das Bürstenaggregat 3 bzw. das Rotationsbürstenwerkzeug seine Stopperfunktion entsprechend der Fig. 2 einnimmt und die zugehörige Funktionsstellung vorliegt, arbeitet das Stoppmittel 14 prinzipiell so, wie dies in der einleitend bereits in Bezug genommenen EP 1 834 733 B1 im Detail beschrieben worden ist. In diesem Fall taucht das Stoppmittel 14 in den rotierenden Borstenkranz 8, und zwar mit seinem gesamten Querschnitt, ein. Anhand der Fig. 2 erkennt man, dass die Stopperfunktion zu einer Gegenuhrzeigersinndrehung der Ringbürste 4, 5 um die Rotationsachse 6 korrespondiert. Dadurch werden die Borsten 5 im Bereich des Stoppmittels 14 für eine bestimmte Zeit abgebremst. Kommen die Borsten 5 von dem Stoppmittel 14 frei, so wird die von den Borsten 5 und/oder dem Bürstenband 4 gespeicherte Bewegungsenergie zur zusätzlich schlagenden Bearbeitung einer Oberfläche eines Werkstoffes 19 durch die Borsten 5 genutzt.
Im Beispielfall verfügen die Borsten 5 in ihrer durch einen Pfeil im Gegenuhrzeigersinn angedeuteten Rotationsrichtung R nach Fig. 2 über vorlaufend abgeschrägte Borstenspitzen 5'. Das ist selbstverständlich nicht zwingend. Sobald die Borsten 5 das Stoppmittel 14 erreicht haben, erfährt das Bürstenband 4 primär eine Verformung. Denn die üblicherweise senkrecht auf dem Bürstenband 4 aufstehenden Borsten 5 werden in eine spitzwinklige Position im Vergleich zur Oberfläche des Bürstenbandes 4 gezwungen. Ab einem bestimmten spitzen Winkel können die Borstenspitzen 5' von dem Stoppmittel 14 nicht mehr zurückgehalten werden, so dass die Borsten 5 zurückschnappen und bei diesem Vorgang die Borstenspitzen 5' den in der Fig. 2 angedeuteten Kreisbogen 20 beschreiben, welcher von der Außenoberfläche 17 des Borstenkranzes 8 bzw. dem zugehörigen Kreisbogen abweicht. In der betreffenden Figur erkennt man auch noch eine Schutzhaube 18 für das gesamte Bürstenaggregat 3.
Neben dieser Stopperfunktion nach Fig. 2 kann das Stoppmittel 14 aber auch eine Schleiffunktion entsprechend der Darstellung nach Fig. 3 ausfüllen. Die Schleiffunktion korrespondiert im Gegensatz zur Stopperfunktion nach Fig. 2 dazu, dass die Ringbürste 4, 5 nun im Uhrzeigersinn rotiert. Das macht erneut der Pfeil mit der Rotationsrichtung R deutlich. Der Wechsel von der Stopperfunktion zur Schleiffunktion und umgekehrt korrespondiert also zu einer Drehrichtungsumkehr der rotierenden Ringbürste 4, 5. Zusätzlich zu dieser Drehrichtungsumkehr hat das Stoppmittel 14 eine Verstellung erfahren, wie ein Vergleich der Fig. 2 und 3 deutlich macht. Tatsächlich ist in der Fig. 2 die zur Stopperfunktion gehörige Stellposition des Stoppmittels 14 durchgezogen dargestellt, während die zur Schleiffunktion gehörige Stellposition eine strichpunktierte Wiedergabe erfährt.
Anders ausgedrückt, wird zwischen den beiden Funktionen, das heißt, zwischen der Stopperfunktion und der Schleiffunktion des Stoppmittels 14 nach Maßgabe der Drehrichtung R der Ringbürste 4, 5 und zusätzlich einer Stellposition des Stoppmittels 14 im Vergleich zum Borstenkranz 8 unterschieden. Man erkennt, dass zur Einnahme der Stopperfunktion das Stoppmittel 14 mit seinem gesamten Querschnitt bzw. seiner gesamten Außenoberfläche 16 in den Borstenkranz 8 eintaucht (vgl. Fig. 2). Dagegen korrespondiert die Schleiffunktion nach Fig. 3 dazu, dass das Stoppmittel 14 mit seinem Querschnitt bzw. der Außenoberfläche 16 nur teilweise in den Borstenkranz 8 eintaucht.
Tatsächlich taucht das Stoppmittel 14 in der Schleiffunktion lediglich mit seinem Schleifbereich 16b in den Borstenkranz 8 ein. Dadurch bewegen sich die Borsten 5 bzw. deren Borstenspitzen 5' mehr oder minder tangential an dem Stoppmittel 14 in der Schleiffunktion vorbei. Auf diese Weise werden die Borsten 5 an ihren Borstenspitzen 5' auf ihrer in Arbeitsrichtung gesehenen Rückseite schleifend bearbeitet. Das ist selbstverständlich nur beispielhaft zu verstehen, wobei die Borsten 5 grundsätzlich auch auf einer größeren Länge schleifend bearbeitet werden können.
Ein Vergleich der Fig. 2 und 3 mit den zugehörigen Funktionsstellungen macht deutlich, dass das Stoppmittel 14 radial und/oder tangential verstellt wird. Tatsächlich erfährt das Stoppmittel 14 eine exzentrische Verstellung. Zu diesem Zweck ist das Stoppmittel 14 an den Ausleger 15 angeschlossen, welcher seinerseits schwenkbar an das Maschinengehäuse 1 angelenkt ist. Bei dem Ausleger 15 handelt es sich ausweislich der Darstellung nach den Fig. 4 und 5 um einen Exzenterausleger 15. Dieser Exzenterausleger 15 ist mit einem Lagerauge 21 ausgerüstet, welches von einem Lagerbolzen bzw. einer Lagerplatte 22 außermittig durchgriffen wird. Die Lagerplatte bzw. der Lagerbolzen 22 ist an das Maschinengehäuse 1 angeschlossen. Demgegenüber kann der Ausleger bzw. Exzenterausleger 15 eine exzentrische Schwenkbewegung vollführen, die in der Fig. 2 angedeutet ist, wenn man die durchgezogen dargestellte Stopperfunktion mit der strichpunktierten Schleiffunktion vergleicht. Entsprechende Darstellungen finden sich in der Fig. 5. Hier ist zugleich durch Pfeile die Schwenkbewegung des Stoppmittels respektive Zapfens 14 angedeutet. Dabei korrespondiert jeweils die durchgezogene Position des Stoppmittels bzw. Zapfens 14 zur Stopperfunktion, wohingegen die strichpunktierte Darstellung des Stoppmittels 14 die Schleiffunktion und die zugehörige Funktionsstellung des Stoppmittels 14 bildlich darstellt.
Zu beiden Funktionen bzw. Funktionsstellungen gehört jeweils ein Anschlag 23, 24 den man in der Rückansicht des Auslegers 15 entsprechend der Fig. 5 am besten erkennen kann. Der Anschlag 23 ist als Stopperanschlag 23 ausgebildet, wohingegen der Anschlag 24 einen Schleifanschlag 24 darstellt. Der Stopperanschlag 23 sorgt dafür, dass der Ausleger bzw. Exzenterausleger 15 die Stopperfunktion einnimmt bzw. die hierzu gehörige Funktionsstellung. Der Schleifanschlag 24 sorgt demgegenüber dafür, dass das Stoppmittel 14 die Schleiffunktion bzw. die hierzu gehörige Funktionsstellung definiert.
Der Wechsel von der Stopperfunktion zur Schleiffunktion und umgekehrt erfolgt dabei jeweils mit Hilfe der angetriebenen Borsten 5. Das heißt, das Stoppmittel 14 wird von den angetriebenen Borsten 5 bzw. der angetriebenen Ringbürste 4, 5 verstellt. Diese Verstellung mit Hilfe der rotierenden Ringbürste 4, 5 respektive der gegen das Stoppmittel 14 anfahrenden Borsten 5 erfolgt so lange, bis die zugehörige Stellbewegung entweder durch den Stopperanschlag 23 oder durch den Schleifanschlag 24 begrenzt wird.
Das heißt, das Stoppmittel 14 wird durch die dagegen laufenden Borsten 5 je nach Drehrichtung der Ringbürste 4, 5 in die Stopperfunktion oder die Schleiffunktion überführt. Der Wechsel von der Stopperfunktion zur Schleiffunktion und umgekehrt erfolgt dergestalt, dass zunächst die Drehrichtung der Ringbürste 4, 5 geändert wird. Die Ringbürste 4, 5 erfährt also eine Drehrichtungsumkehr. Durch die Änderung der Drehrichtung R der Ringbürste 4, 5 wird auch das Stoppmittel 14 verstellt. Denn die Borsten 5 fahren gegen das Stoppmittel 14 und verschwenken dieses im Vergleich zum Maschinengehäuse 1. Dieser Vorgang wird so lange fortgeführt, bis der entsprechende Anschlag 23, 24 eine weitere Schwenkbewegung des Stoppmittels 14 blockiert.
Auf den konkreten Beispielfall übertragen bedeutet dies, dass im Rahmen der Stopperfunktion nach Fig. 2 das Bürstenaggregat 3 die Ringbürste 4, 5 im Gegenuhrzeigersinn entsprechend der Pfeilrichtung R rotiert. Bei diesem Vorgang laufen die Borsten 5 gegen das Stoppmittel 14 an und wird das Stoppmittel 14 über den Ausleger 15 und den zugehörigen Stopperanschlag 23 in der durchgezogen dargestellten Position fixiert. Das Stoppmittel 14 kann folglich die beschriebene Stopperfunktion übernehmen und ausfüllen, wie dies bereits beschrieben wurde.
Soll nun von der Stopperfunktion nach Fig. 2 auf die Schleiffunktion entsprechend der Fig. 3 umgeschaltet werden, so ist es lediglich erforderlich, die Ringbürste 4, 5 unter Berücksichtigung einer Drehrichtungsumkehr nicht im Gegenuhrzeigersinn, sondern vielmehr im Uhrzeigersinn anzutreiben. Das zeigt die Fig. 3. Als Folge hiervon wird das Stoppmittel 14 mit einer Kraft im Uhrzeigersinn beaufschlagt und gegenüber dem Maschinengehäuse 1 verschwenkt. Dieser Vorgang setzt sich so lange fort, bis die in der Fig. 2 angedeutete strichpunktierte Stellung erreicht ist. Diese strichpunktierte Stellung ist auch in der 5 eingetragen. Die strichpunktierte Stellung nach den Fig. 2 und 5 korrespondiert zur Schleiffunktion und ist in der Fig. 3 durchgezogen dargestellt. Eine weitere Schwenkbewegung des Stoppmittels 15 über die Stellposition entsprechend der Fig. 3 hinaus ist nicht möglich, weil jetzt der Ausleger 15 an dem Schleifanschlag 24 anliegt. In dieser Position können nun die Borsten 5 "angespitzt" werden.
Denn in der Schleiffunktion gleiten die Borsten 5 bzw. deren Borstenspitzen 5' mehr oder minder tangential am Schleifbereich 16b der Außenoberfläche 16 des Stoppmittels 14 entlang, dass ergänzend in vergrößerter Darstellung in Fig. 3 gezeigt wird. Dieser Schleifbereich 16b mag eine Schleifbeschichtung aufweisen oder ist derart bearbeitet worden, dass die Borstenspitzen 5' auf ihrer in Arbeitsrichtung bzw. Uhrzeigersinnrichtung im Beispielfall gesehenen Rückseite eine hinterschleifende Bearbeitung erfahren. Nach Abschluss der Schleifarbeiten kann problemlos wieder in die Stopperfunktion übergegangen werden. Hierzu muss lediglich die Ringbürste 4, 5 eine erneute Drehrichtungsumkehr vollführen.
Als Folge hiervon wird die Ringbürste 4, 5 erneut im Gegenuhrzeigersinn rotiert, wie dies die Fig. 2 darstellt. Diese Drehrichtungsumkehr hat zur Folge, dass die gegen das Anschlagmittel 14 laufenden Borsten 5 das Anschlagmittel 14 mit einer Kraft im Gegenuhrzeigersinn beaufschlagen. Demzufolge wird das Anschlagmittel 14 von seiner durchgezogenen Position gemäß Fig. 3 bzw. der strichpunktierten Position in der Fig. 2 in die durchgezogen dargestellte Position nach Fig. 2 überführt. Das geschieht so lange, bis der Ausleger 15 den Stopperanschlag 23 erreicht. Der Stopperanschlag 23 unterbindet weitere Bewegungen des Auslegers 15 in gleicher Richtung.
Nicht ausdrücklich dargestellt ist die Möglichkeit, die Schutzhaube 18 und/oder den Ausleger 15 mit dem Stoppmittel 14 verstellbar an das Maschinengehäuse 1 anzuschließen. Tatsächlich mögen die Schutzhaube 18 und/oder der Ausleger 15 mit Befestigungen ausgerüstet sein, die eine unterschiedliche und lösbare Festlegung am Maschinengehäuse 1 ermöglichen. In diesem Zusammenhang können die Schutzhaube 18 und/oder der Ausleger 15 und/oder die Ringbürste 4, 5 streckbar ausgelegt werden und in verschiedenen Steckpositionen festgelegt werden.

Claims

Bürstenaggregat (3), mit einem rotativ antreibbaren Bürstenhalter (10, 11) und einer Ringbürste (4, 5) mit einem Borstenkranz (8) mit nach außen abstehenden Borsten (5), und mit einem in den rotierenden Borstenkranz (8) eintauchenden Stoppmittel (14), wobei mit Hilfe des Stoppmittels (14) die Borsten (5) für eine bestimmte Zeit abgebremst werden, so dass nach ihrer Freigabe die hierdurch gespeicherte Bewegungsenergie zur zusätzlich schlagenden Bearbeitung einer Oberfläche eines Werkstoffes (19) durch die Borsten (5) genutzt wird, dadurch gekennzeichnet, dass das Stoppmittel (14) zugleich als Schleifkörper (14) für die Borsten (5) ausgebildet ist, wobei zwischen beiden Funktionen, das heißt zwischen der Stopperfunktion und der Schleiffunktion, nach Maßgabe einer Drehrichtung (R) der Ringbürste (4, 5) und/oder einer Stellposition des Stoppmittels (14) im Vergleich zum Borstenkranz (8) unterschieden wird.
Bürstenaggregat (3) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Ringbürste (4, 5) im Uhrzeigersinn oder im Gegenuhrzeigersinn rotierbar ausgebildet ist, wobei die jeweilige Drehrichtung (R) zu einerseits einer Stopperfunktion und andererseits einer Schleiffunktion des Stoppmittels (14) korrespondiert.
Bürstenaggregat (3) nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Stoppmittel (14) verstellbar im Vergleich zum Borstenkranz (8) ausgebildet ist.
Bürstenaggregat (3) nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass das Stoppmittel (14) radial und/oder tangential verstellbar ausgebildet ist.
Bürstenaggregat (3) nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, dass das Stoppmittel (14) exzentrisch verstellbar ausgeführt ist.
Bürstenaggregat (3) nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass das Stoppmittel (14) von den angetriebenen Borsten (5) verstellt wird.
Bürstenaggregat (3) nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass das Stoppmittel (14) an einen Ausleger (15) angeschlossen ist.
Bürstenaggregat (3) nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass der Ausleger (15) verschwenkbar an ein Maschinengehäuse (1) angeschlossen ist.
Bürstenaggregat (3) nach Anspruch 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, dass der Ausleger (15) als Exzenterausleger (15) ausgebildet ist.
Bürstenaggregat (3) nach einem der Ansprüche 7 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass der Ausleger (15) wenigstens zwei Anschläge (23, 24), einerseits zur Einnahme der Stopperfunktion und andererseits zur Einnahme der Schleiffunktion aufweist.
Rotationsbürstenwerkzeug, mit einem Maschinengehäuse (1), einem Bürstenaggregat (3) und einer Antriebseinheit (2) für das Bürstenaggregat (3), wobei das Bürstenaggregat (3) einen rotativ antreibbaren Bürstenhalter (10, 11) und eine Ringbürste (4, 5) mit einem Borstenkranz (8) mit nach außen abstehenden Borsten (5) und ein in den rotierenden Borstenkranz (8) eintauchendes Stoppmittel (14) aufweist, und wobei mit Hilfe des Stoppmittels (14) die Borsten (5) für eine bestimmte Zeit abgebremst werden, so dass nach ihrer Freigabe die hierdurch gespeicherte Bewegungsenergie zur zusätzlich schlagenden Bearbeitung einer Oberfläche eines Werkstoffes (19) durch die Borsten (5) genutzt wird, dadurch gekennzeichnet, dass das Stoppmittel (14) zugleich als Schleifkörper (14) für die Borsten (5) ausgebildet ist, wobei zwischen beiden Funktionen, das heißt zwischen der Stopperfunktion und der Schleiffunktion, nach Maßgabe einer Drehrichtung (R) der Ringbürste (4, 5) und/oder einer Stellposition des Stoppmittels (14) im Vergleich zum Borstenkranz (8) unterschieden wird.
Verfahren zur Bearbeitung einer Oberfläche eines Werkstoffes (19) mit Hilfe eines Bürstenaggregates (3), mit einem rotativ antreibbaren Bürstenhalter (10, 11) und einer Ringbürste (4, 5) mit einem Borstenkranz (8) mit nach außen abstehenden Borsten (5), und mit einem in den rotierenden Borstenkranz (8) eintauchenden Stoppmittel (14), wobei mit Hilfe des Stoppmittels (14) die Borsten (5) für eine bestimmte Zeit abgebremst werden, so dass nach ihrer Freigabe die hierdurch gespeicherte Bewegungsenergie zur zusätzlich schlagenden Bearbeitung der Oberfläche des Werkstoffes (19) durch die Borsten (5) genutzt wird, dadurch gekennzeichnet, dass das Stoppmittel (14) zugleich als Schleifkörper für die Borsten (5) fungiert, wobei zwischen beiden Funktionen, das heißt zwischen der Stopperfunktion und der Schleiffunktion, nach Maßgabe einer Drehrichtung (R) der Ringbürste (4, 5) und/oder einer Stellposition des Stoppmittels (14) im Vergleich zum Borstenkranz (8) unterschieden wird.
Verfahren nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass die beiden Drehrichtungen (R) der Ringbürste (4, 5) zu einerseits der Stopperfunktion und andererseits der Schleiffunktion des Stoppmittels (14) korrespondieren.
Verfahren nach Anspruch 12 oder 13, dadurch gekennzeichnet, dass das Stoppmittel (14) zur Einnahme der Stopperfunktion mit seinem gesamten Querschnitt in den Borstenkranz (8) eintaucht, während es zur Einnahme der Schleiffunktion mit seinem Querschnitt nur teilweise in den Borstenkranz (8), insbesondere zur schleifenden Bearbeitung jeweiliger in Arbeitsrichtung gesehener Rückseiten der Borsten (5), eintaucht.
Verfahren nach einem der Ansprüche 12 bis 14, dadurch gekennzeichnet, dass das Stoppmittel (14) durch die dagegen laufenden Borsten (5) je nach Drehrichtung (R) der Ringbürste (4, 5) in die Stopperfunktion oder die Schleiffunktion überführt wird.