Schleifwerkzeug
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Schleifwerkzeug gemäss Oberbegriff von Anspruch 1.
Für die maschinelle, abrasive Bearbeitung von Oberflächen sind eine Vielzahl von Schleifwerkzeugen bekannt. So sind beispielsweise Rotations-Schleifwerkzeug bekannt, bei welchen das Schleifmittel in Form von eine abrasiv wirkende Oberfläche aufweisenden Schleiftüchern mit auf textilem oder zellulosem Material oder auf Kunststoff aufgebautem Trägermaterial radial von einem angetriebenen zylinderförmigen Grundkörper abstehend angeordnet sind. Das rotierende Werkzeug wird nun über die zu bearbeitende Oberfläche geführt, wobei die freien Enden der Schleifmittel dabei nacheinander auf die Oberfläche auftreffen und darüber gezogen werden. Das Werkzeug kann dabei entweder in einer automatischen Maschine eingesetzt sein oder für Handbearbeitung eingesetzt werden.
Diese bekannte Konstruktion eignet sich insbesondere in Form von kleinen Werkzeugdurchmessern für die Bearbeitung von harten Werkstücken, beispielsweise aus Metall. Für die Bearbei- tung von weichen Werkstücken, beispielsweise aus Holz, besteht die Gefahr, dass keine regelmässige Oberfläche erzielt werden kann, da die einzelnen Schleifmittel unterschiedlich stark in das Material eingreifen. Insbesondere tritt diese Problem nach der Einlaufphase des Werkzeuges noch vermehrt auf, nach wel- eher die Schleifmittel jeweils an den Enden durch den Gebrauch unterschiedliche Formen aufweisen. Für die Bearbeitung von grösseren Werkstücken muss dann das Schleifmittel gesteuert oder von Hand mehrfach über die gesamte Oberfläche verfahren werden, um diese gesamthaft zu bearbeiten, was einerseits
zeitaufwendig ist und andererseits wiederum Probleme bei der Erzielung eines homogenen Schleifbildes bietet.
Wenn grössere Werkstücke bearbeitet werden sollen, sollte das Werkzeug in der Abmessung, insbesondere in der Bearbeitungs- breite, vergrossert werden, was aber bei herkömmlich bekannten Schleifwerkzeugen zu grossen Problemen bezüglich der Schleifwirkung führt . Herkömmliche Schleifmittel würden über die Breite sehr steif und unbeweglich sein, und insbesondere die Bearbeitung von nicht ebenen, geschwungenen Oberflächen aus einem weichem Material praktisch verunmöglichen.
Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung lag nun darin, ein Schleifwerkzeug zu finden, welches Werkstücke auch aus weichem Material, wie beispielsweise Holz, und mit einer gewölbten Oberfläche zu bearbeiten in der Lage ist .
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäss durch eine Schleifwerkzeug mit den Merkmalen nach Anspruch 1 gelöst .
Weiter bevorzugte Ausführungsformen ergeben sich aus Merkmalen den abhängigen Ansprüchen 2 bis 10.
Durch die erfindungsgemässe Ausgestaltung des Schleifwerkzeu- ges wird auch bei grossen Abmessungen des Werkzeuges, resp. bei einer grossen Bearbeitungsbreite, ein auch gewölbten Konturen folgendes Schleifmittel geschaffen, welches insbesondere auch sehr gut für die Bearbeitung von weichen Werkstücken eingesetzt werden kann, wie beispielsweise aus Holz. Vorteilhaf- terweise kann das Werkzeug verhaltnismassig breit gebaut werden, d.h. eine breite Bearbeitungsfläche aufweisen, und damit auch grosse Werkstücke mit gewölbter Oberfläche in wenigen Arbeitsgängen bearbeiten. Insbesondere werden die Oberflächen von dreidimensional gewölbte Körpern optimal und schnell bear-
beit, selbst bei weichem Material des Werkstückes wie beispielsweise Holz.
Das erfindungsgemässe Werkzeug weist überdies eine hohe Lebensdauer auf und lässt sich verhaltnismassig einfach warten resp. unterhalten.
Das erfindungsgemässe Werkzeug eignet sich zwar insbesondere auch für die Bearbeitung von weichen Werkstücken, lässt sich aber auch für Werkstücke mit harter Oberfläche und/oder gerader Oberfläche vorteilhaft einsetzen.
Ein Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung wird nachstehend anhand von Figuren noch näher erläutert . Es zeigen
Fig. 1 die schematische Ansicht eines erfindungsgemässen Schleifwerkzeuges ;
Fig. 2 die Ausschnittsansicht eines Schleifwerkzeuges nach Figur 1 auf die Schleifmittel;
Fig. 3 die Ansicht des Grundspannkörpers mit Haltestäben des Schleifwerkzeuges nach Figur 1 in Teilansicht;
Fig. 4 den Längsschnitt durch ein Schleifwerkzeug in alternativer Ausführung im Bereich der Schleifmittel;
Fig. 5 die Ansicht eines alternativ ausgestalteten Schleifmittels; und
Fig. 6 den Schnitt durch ein Schleifmittel mit Haltestab und Abstandselementen.
In Figur 1 ist schematisch die Ansicht eines erfindungsgemä- ssen Schleifwerkzeuges dargestellt. Das Schleifwerkzeug weist einen zylinderförmigen Grundspannkörper 1 mit Antriebsachse 2 auf und daran radial nach aussen abragende, blattförmige Schleifmittel 3. Zwischen den Schleifmitteln 3 sind jeweils
Abstandselemente 4 angeordnet, welche die Schleifmittel 3 voneinander beabstanden und in Form halten.
Das Schleifwerkzeug wird nun mittels eines Motores über die Antriebsachse 2 in Rotation versetzt und dann tangential an ein zu bearbeitendes Werkstück herangeführt. Alternativ kann das Schleifwerkzeug stationär eingerichtet werden und das zu bearbeitende Werkstück beispielsweise mittels eines Greifarmes, welcher numerisch gesteuert sein kann, tangential an das rotierende Schleifwerkzeug herangeführt werden.
In Figur 2 ist nun eine Teilansicht auf eines der blattförmigen Schleifmittel 3 dargestellt. Das Schleifmittel 3 weist hier beispielsweise eine im wesentlichen rechteckförmige Gestalt auf und besitzt sich im wesentlichen in radialer Richtung in Bezug auf die Antriebsachse 2 des Schleifwerkzeuges erstreckende Schlitze 5,6. Die Schlitze 5,6 weisen beispielsweise eine rechteckförmige Gestalt auf . Die gegen das freie Ende des Schleifmittels 3 hin angeordneten Schlitze 5 reichen vorzugsweise bis zum freien Rand des Schleifmittels 3, d.h. es sind nach aussen offene Schlitze. Die weiter nach Innen gegen die Drehachse 2 hin befindlichen Schlitze 6 sind derart angeordnet, dass ihre Oberkante 6' radial weiter entfernt von der Drehachse 2 angeordnet sind als die Unterkanten 5' der Schlitze 5, d.h benachbarte Schlizte 5,6 sind also zueinander überlappend versetzt angeordnet.
Durch diese Ausgestaltung der Schleifmittel 3 wird einerseits ein zusammenhängendes Schleifmittel 3 geschaffen, dessen freie Kante durch die Schlitze 5 resp. 6 in voneinander praktisch unabhängig auslenkbare Fahnen aufgeteilt wird und damit eine flexible Schleifkante bildet, welche auch stark geformten, dreidimensionalen Konturen von zu bearbeitenden Werkstücken folgen kann. Damit wird vorteilhafterweise eine gute, homogene SchleifWirkung ohne übermässig starken Druck erzielt, wie er bei einem durchgehenden Schleifmittel auftreten würde, weshalb auch Werkstücke aus verhaltnismassig weichem Material, wie beispielsweise Holz, bearbeitet werden können, ohne dass unre- gelmässige oder übermässiger Materialabtrag durch die Schleifmittel 3 verursacht würde.
Die Schleifmittel 3 werden im Betrieb beim Auftreffen auf das zu bearbeitende Werkstück entgegen der Antriebsdrehrichtung ausgelenkt resp. weggedrückt. Es hat sich nun gezeigt, dass durch die erfindungsgemässe Anordnung der Schlitze 5,6 sich die einzelnen Randabschnitte jedes Schleifmittels 3 vorteilhafterweise aneinanderschmiegen und praktisch eine homogene Schleifebene bilden. Um auch bei der Bearbeitung von stark verformten Werkstücken eine homogene Bearbeitung zu erzielen, werden die Schleifmittel 3 bevorzugterweise derart hintereinander im Grundspannkörper 1 angeordnet, dass bei aufeinanderfolgenden Schleifmitteln 3 die Schlitze 5 resp. 6 nicht unmit- telbar hintereinander angeordnet sind, sondern seitlich um mindestens die Breite der Schlitze oder grösser versetzt ausgerichtet sind.
Die Schleifmittel 3 weisen einen herkömmlichen Aufbau aus einem blattförmigem Trägermaterial auf, welches einseitig oder beidseitig mit einem abrasiven Schleiforgan versehen ist, wie
beispielsweise Sand- oder Koruntkörnern. Das Trägermaterial kann dabei aus zellulosem oder künstlichen Material bestehen.
Die Schleifmittel 3 sind erfindungsge äss über Haltestangen 7 mit dem Schleifwerkzeug resp. dem Grundspannkörper 1 des Schleifwerkzeuges verbunden. In Figur 3 ist nun die Teilansicht auf einen Teil des Grundspannkörpers 1 dargestellt, nämlich der Haltescheibe 8 für die Haltestangen 7. Die vorzugsweise zylinderförmigen Haltestangen 7 sind dabei einzeln um ihre Längsachsen drehbar in Bohrungen der Haltescheibe 8 gela- gert. Der Uebersichtlichkeit halber sind in der Figur 3 nur eine Haltescheibe 8 mit wenigen Haltestangen 7 dargestellt, die gegenüberliegende Haltescheibe 8' ist lediglich gestrichelt angedeutet.
In Figur 4 ist nun detaillierter der Längsschnitt durch den äusseren Bereich des Grundspannkörpers 1 mit beiden Haltescheiben 8 resp. 8' und eingesetzter Haltestange 7 dargestellt. Die Haltestangen 7 werden durch jeweils auf der Au- ssenseite der Haltescheiben 8 resp. 8' angebrachte Ringe 9 gegen axiale Verschiebung gehalten. Die Ringe 9 werden bei- spielsweise über eine Spannverbindung 10, beispielsweise durchgehenden Spannschrauben, gegeneinander verspannt und können damit auch die Haltescheiben 8 und 8 ' miteinander verbinden.
Da die Haltestangen 7 aus Gewichts- und Festigkeitsgründen schmal ausgeführt sein sollten, ist vorzugsweise vorgesehen, zwischen den beiden Haltescheiben 8 resp. 8' ggf. weitere Stützscheiben 11 einzusetzen. Dies Stützscheiben 11 haben anstelle von Bohrungen, wie dies die Haltescheiben 8, 8' aufweisen, halbkreis- oder U-förmige radial nach Aussen offene Schlitze, durch welche die Haltestangen 7 radial von Aussen
eingeführt werden können. Vorzugsweise ist weiter vorgesehen, ein Halteseil 12 um die Peripherie der Stützscheibe 11 anzuordnen. Dieses dient dazu, zu verhindern, dass sich die Haltestangen 7 im Betrieb, gerade bei hohen Drehzahlen, unter der Belastung nach Aussen ausbiegen und im Extremfall aus den entsprechenden Bohrungen der Haltescheiben 8 resp. 8' herausgezogen werden können. Dieses Halteseil 12 dient damit in erster Linie als Sicherheitsmittel und kann mittels Spannvorrichtungen gegen die Antriebsachse 2 des Schleifwerkzeuges 1 hin ver- spannt werden.
Die Eckbereiche der Schleifmittel 3 können auch abgerundet ausgebildet sein, wie dies in Figur 5 in alternativer Ausführung dargestellt ist. Ebenfalls können die Schlitze 5 auch beispielsweise gerundete Ecken, linsenförmige Gestalt oder ei- ne leicht gebogene resp. geschwungene Längslinie aufweisen.
In Figur 6 ist der Schnitt durch ein Schleifmittel 3 dargestellt, welches an einer Haltestange 7 befestigt ist. Beispielsweise kann im unteren Bereich des Schleifmittels 3 ein Auge 3 ' ausgebildet sein, welches über die Haltestange 7 ge- schoben werden kann. Selbstverständlich sind auch andere Befestigungsarten der Schleifmittel 3 an den Haltestangen 7 denkbar, wie z.B. durch Hindurchführen durch Halteschlitze in den Haltestangen 7.
Beispielsweise beidseitig des Schleifmittels 3 sind zwei Ab- Standselemente 4 angeordnet, wie ebenfalls aus Figur 4 ersichtlich ist. Die Abstandselemente 4 sind vorzugsweise in derselben Breite wie die Schleifmittel 3 ausgebildet bei geringerer Höhe. Die Abstandselemente 4 können beispielsweise direkt mit den entsprechenden Seiten der Schleifmittel 3 ver- bunden sein, beispielsweise damit verklebt sein, oder aber
miteinander verbunden sein, wobei das Verbindungselement, beispielsweise eine Klammer oder Niete, durch eine entsprechende Öffnung im Schleifmittel 3 hindurchgeführt ist. Vorzugsweise sind die Abstandselemente 4 lediglich im Fussbereich des Schleifmittels 3 mit diesem resp. miteinander verbunden und liegen radial gegen aussen frei an der Oberfläche des Schleifmittels 3 auf.
Das erfindungsgemässe Schleifwerkzeug eignet sich insbesondere für die Bearbeitung von grossen dreidimensional geformten Werkstücken in einem Arbeitsgang. Durch die erfindungsgemässe Ausgestaltung des Schleifwerkzeuges kann dieses vorteilhafterweise in grossen Dimensionen ausgeführt werden, vorzugsweise mit einem Durchmesser von mehr als 500 mm, was die Bearbeitung von derartigen Werkstücken in einem einzigen Arbeitsgang er- möglicht. Durch die erfindungsgemässe Ausgestaltung der
Schleifmittel 3 mit den Schlitzen 5,6 wird trotz grosser Abmessungen eine flexible Bearbeitungszone über die gesamte Breite des Werkzeuges erzielt, was auch die Bearbeitung von weichen Materialien wie insbesondere Holz möglich macht.