WO2020048886A1 - Schleifeinrichtung - Google Patents

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WO2020048886A1
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Christian Wall
Werner Unnerstall
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Rud. Starcke Gmbh & Co. Kg
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    • B24—GRINDING; POLISHING
    • B24B—MACHINES, DEVICES, OR PROCESSES FOR GRINDING OR POLISHING; DRESSING OR CONDITIONING OF ABRADING SURFACES; FEEDING OF GRINDING, POLISHING, OR LAPPING AGENTS
    • B24B21/00—Machines or devices using grinding or polishing belts; Accessories therefor
    • B24B21/004—Machines or devices using grinding or polishing belts; Accessories therefor using abrasive rolled strips
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B24—GRINDING; POLISHING
    • B24D—TOOLS FOR GRINDING, BUFFING OR SHARPENING
    • B24D15/00—Hand tools or other devices for non-rotary grinding, polishing, or stropping
    • B24D15/02—Hand tools or other devices for non-rotary grinding, polishing, or stropping rigid; with rigidly-supported operative surface
    • B24D15/023—Hand tools or other devices for non-rotary grinding, polishing, or stropping rigid; with rigidly-supported operative surface using in exchangeable arrangement a layer of flexible material
    • B24D15/026—Hand tools or other devices for non-rotary grinding, polishing, or stropping rigid; with rigidly-supported operative surface using in exchangeable arrangement a layer of flexible material able to be stripped-off from a built-in delivery spool

Definitions

  • the invention relates to a grinding device according to the preamble of claim 1 and an abrasive.
  • Such grinding devices consist of a dimensionally stable support element, which can be provided as a support plate or as a grinding block, the latter when used manually.
  • the abrasive is present as a flexible abrasive sheet or as an abrasive belt which is held on the support element by means of an adhesive connection, for which purpose the pairing of support element / abrasive each has appropriately designed Velcro layers.
  • abrasive this is provided on the opposite side of a support from an abrasive layer consisting of an abrasive grain, which can consist of paper, foil, fabric or a combination thereof.
  • the integral connection is made by gluing, the contact surface of the carrier with the support plate being equipped with a self-adhesive layer.
  • the structure of the carrier for providing the Velcro or self-adhesive layer is cost-intensive, especially since such a layer has to be designed in several stages.
  • they are subject to a relatively high level of wear and tear as a result of the connection being made and released.
  • Holding the abrasive on the support element by means of a vacuum requires special measures with regard to air permeability and the sealing. This means that the backing pad must have openings through which air is sucked in to hold the abrasive against it.
  • the disadvantage here is that the carrier is permeable, whereby grinding dust gets into the connection area with the support element, which leads to considerable problems with increasing operating time.
  • US Pat. No. 3,345,785 A discloses a grinding device with the indication of a frictional connection between a flexible support element and an abrasive, the frictional connection being established between a circumferential flange of the abrasive and the support element.
  • the invention is based on the object of further developing a grinding device and an abrasive of the generic type in such a way that it can be manufactured more simply and more cost-effectively and its handling becomes easier.
  • the coefficient of friction between the support element and the abrasive held over its entire surface is sufficient to absorb the longitudinal and transverse forces that occur during grinding, the coefficient of friction of the pairing being between 0.2 and 0.5 according to the invention.
  • the frictional force between the support plate and the abrasive being generated by pressing when the grinding device, ie the support element and the abrasive, is applied to the surface surface to be machined is pressed.
  • This frictional force is preferably between 0.5 to 2.0 N / mm 2 .
  • the abrasive is designed to be flexible.
  • the abrasive which can be available as a single sheet or as an abrasive belt, consists of a backing and an abrasive layer held thereon. While the carrier, which forms a contact layer to the support element, is constructed in several stages according to the prior art, in particular prepared for a Velcro or adhesive connection, the carrier according to the invention is only produced in one layer from a suitable plastic, which is both elastic and flexible should.
  • Polymers, elastomers or leather are particularly suitable for this, the thickness of the backing being between 0.7 and 4 mm.
  • the flexible and elastic properties of the carrier make it possible to grind both flat and curved surfaces, the latter being convex or concave.
  • the frictional connection between the support element and the abrasive is particularly advantageous when the abrasive is in the form of a web. Since the sanding belt is precisely aligned and guided in the connection area with the support element, problem-free positioning between the support element and the sanding sheet is ensured.
  • the sanding belt is raised for the further clocking of the support element or the sanding belt slides over the support plate if the lifting or tearing force with which the sanding belt is released from the support element is greater than the frictional force between the support element and the sanding belt.
  • the grinding itself is, as mentioned, point-shaped or flat, with orbital, rotating or vibrating movements.
  • the carrier carrying the abrasive can be made of paper, while the contact surface lying against the support element is made of an elastomeric, rubber-like or leather material.
  • the surface of the carrier assigned to the support element is lightly structured from a film of the carrier's smooth surface and is likewise formed from an elastomeric, rubber-like or leather material.
  • the rough surface of the carrier formed from a fabric is lightly structured on the side held by friction on the support element and, if necessary, formed from a foam. Additional anti-slip agents are not absolutely necessary for the pairings mentioned.
  • the surfaces can be dry, moistened or wet, with a corresponding influence on the friction pairs.
  • the single figure shows a schematic side view of a grinding device according to the invention.
  • the figure shows a grinding device 1 for removing a defect, in a particularly finished surface of an object, not shown, by grinding.
  • This grinding device 1 has a robot arm 2 and a support element 3 held thereon in the form of a support plate which can be moved to the surface for grinding the defect, for example orbital, vibrating or rotating.
  • an abrasive 5 in the example in the form of an abrasive belt, is in frictional contact with the support element 3, the rear side of the support element 3, so to speak, resting against the support element 3
  • Abrasive 5 is designed as a carrier, which on the other hand carries an abrasive grain that contacts the surface of the object.
  • the abrasive 5 is held in a dispenser in the form of a cassette 4 and is wound in a roll 6 on an unwinding shaft 7 and is wound onto a winding shaft 8, preferably in cycles, in accordance with the grinding process.
  • the frictional engagement between the support element 3 and the abrasive 5 is released by lifting the support element 3, so that the abrasive 5 can be continued without hindrance.

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Abstract

Eine Schleifeinrichtung mit einem Stützelement (3) und einem daran gehaltenen, vorzugsweise flexiblen Schleifmittel (5), das aus einem am Stützelement (3) anliegenden Träger und einer Schleifschicht besteht, ist so ausgebildet, dass das Schleifmittel (5) in Schleifstellung reibschlüssig am Stützelement (3) gehalten ist.

Description

Schleifeinrichtung
Die Erfindung betrifft eine Schleifeinrichtung nach dem Oberbegriff des An- spruchs 1 sowie ein Schleifmittel.
Derartige Schleifeinrichtungen bestehen aus einem formstabilen Stützelement, das als Stützteller vorliegen kann oder als Schleifklotz, letzteres bei einer ma- nuellen Nutzung.
Das Schleifmittel liegt als flexibles Schleifblatt oder als Schleifband vor, das mittels einer Klebverbindung am Stützelement gehalten ist, wozu die Paarung Stützelement/Schleifmittel jeweils entsprechend ausgebildete Klettschichten aufweist.
Diese ist bei dem Schleifmittel auf der einer Schleifschicht, bestehend aus einer Schleifkörnung, gegenüberliegenden Seite eines Trägers vorgesehen, der aus Papier, Folie, Gewebe oder einer Kombination daraus bestehen kann.
Neben dieser einen Formschluss bildenden Klebverbindung wird in der nicht vorveröffentlichten DE 10 2017 108 191 vorgeschlagen, das Schleifmittel Stoff-, form- oder reibschlüssig am Stützelement, sprich einem Stützteller, zu halten, wobei der Reibschluss durch Ansaugen des Schleifmittels am Stützteller her- gestellt wird.
Die stoffschlüssige Verbindung erfolgt durch Kleben, wobei die Kontaktfläche des Trägers mit dem Stützteller mit einer selbstklebenden Schicht bestückt ist.
Die insoweit bekannten Verbindungen des Schleifmittels mit dem Stützelement sind jedoch in einigen Aspekten nachteilig, insbesondere hinsichtlich der Hand- habung, aber auch hinsichtlich einer relativ kostenintensiven Herstellung.
So ist der Aufbau des Trägers zur Bereitstellung der Klett- oder selbstkleben- den Schicht kostenintensiv, insbesondere da eine solche Schicht mehrstufig ausgebildet sein muss. Überdies unterliegen sie einem relativ hohen Verschleiß durch das Herstellen und Lösen der Verbindung.
Die Halterung des Schleifmittels am Stützelement mittels Vakuum erfordert be- sondere Maßnahmen bezüglich der Luftdurchlässigkeit sowie der Abdichtung. Das heißt, der Stützteller muss Durchbrechungen aufweisen, durch die Luft an- gesaugt wird, um das Schleifmittel daran zu halten.
Auch die Handhabung beim Bestücken der Schleifeinrichtung mit Schleifmitteln gestaltet sich teilweise recht umständlich und steht einer optimierten Nutzung, insbesondere hinsichtlich der Wechselzeiten entgegen.
Dies betrifft gleichermaßen eine Schleifeinrichtung wie sie in der DE 10 2010 001 769 A1 thematisiert ist, bei der ein Reibschluss zwischen dem Stützele- ment und dem Schleifmittel dadurch erreicht wird, dass das Stützelement auf seiner dem Schleifmittel zugewandten Seite mit Borsten versehen ist, die in ei- ne notwendigerweise poröse Oberfläche des Trägers eingreifen.
Nachteilig hierbei ist, dass der Träger durchlässig ist, wodurch Schleifstaub in den Verbindungsbereich mit dem Stützelement gelangt, was mit zunehmender Betriebsdauer zu erheblichen Problemen führt.
In der US 3 345 785 A ist eine Schleifeinrichtung offenbart mit dem Hinweis ei- ner reibschlüssigen Verbindung zwischen einem flexiblen Stützelement und ei- nem Schleifmittel, wobei der Reibschluss zwischen einem umfänglichen Flansch des Schleifmittels und dem Stützelement hergestellt wird.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Schleifeinrichtung sowie ein Schleifmittel der gattungsgemäßen Art so weiterzuentwickeln, dass sie einfa- cher und kostengünstiger herstellbar und ihre Handhabung einfacher wird.
Diese Aufgabe wird durch eine Schleifeinrichtung mit den Merkmalen des An- spruchs 1 gelöst.
Zunächst einmal ist entscheidend, dass der Reibwert zwischen dem Stützele- ment und dem daran vollflächig gehaltenen Schleifmittel ausreichend ist, um die beim Schleifen auftretenden Längs- und Querkräfte aufzunehmen, wobei der Reibwert der Paarung erfindungsgemäß zwischen 0,2 und 0,5 liegt.
Wie sich gezeigt hat, ist ein solcher Reibwert insbesondere beim punktuellen Schleifen einer endbehandelten Oberfläche ausreichend, wobei die Reibkraft zwischen dem Stützteller und dem Schleifmittel durch Pressung erzeugt wird, wenn die Schleifeinrichtung, d.h. das Stützelement und das Schleifmittel auf die zu bearbeitende Oberfläche gedrückt wird. Diese Reibkraft liegt vorzugsweise zwischen 0,5 bis 2,0 N/mm2.
Solange die Reibkraft größer ist als die durch den Schleifvorgang sich erge- bende Gegenkraft, wird ein gegenseitiges Verschieben des Stützelementes und des Schleifmittels verhindert. Bei dem entsprechenden Reibwert der Paa- rung ist problemlos ein flächiges Schleifen möglich, wobei ebenso wie beim punktuellen Schleifen das Schleifmittel flexibel ausgebildet ist.
Dabei besteht das Schleifmittel, das als einzelnes Blatt oder als Schleifband vorliegen kann, aus einem Träger und einer darauf gehaltenen Schleifschicht. Während der Träger, der eine Kontaktschicht zum Stützelement bildet, nach dem Stand der Technik mehrstufig aufgebaut ist, insbesondere hergerichtet für eine Klett- oder Klebeverbindung, ist der Träger nach der Erfindung lediglich einschichtig aus einem geeigneten Kunststoff hergestellt, der sowohl elastisch wie auch flexibel sein soll.
Hierzu eignen sich besonders Polymere, Elastomere oder Leder, wobei die Di- cke des Trägers zwischen 0,7 und 4 mm liegt.
Wie erwähnt, ist durch die flexible und elastische Eigenschaft des Trägers die schleifende Bearbeitung sowohl von ebenen wie auch gekrümmten Flächen möglich, letztere konvex oder konkav ausgebildet.
Wie sich überraschend gezeigt hat, ist die Reibschlussverbindung zwischen dem Stützelement und dem Schleifmittel dann besonders vorteilhaft, wenn das Schleifmittel bahnförmig ausgebildet ist. Da das Schleifband im Verbindungsbe- reich mit dem Stützelement exakt ausgerichtet und geführt wird, ist eine prob- lemlose Positionierung zwischen dem Stützelement und dem Schleifblatt ge- währleistet.
Dabei wird das Schleifband für das Weitertakten des Stützelementes angeho- ben oder das Schleifband gleitet über den Stützteller hinweg, wenn die Abhe- be- oder Reißkraft, mit der das Schleifband vom Stützelement gelöst wird, grö- ßer ist als die Reibkraft zwischen dem Stützelement und dem Schleifband.
In an sich bekannter Weise erfolgt das Schleifen selbst, wie erwähnt, punktför- mig oder flächig, mit orbitalen, rotierenden oder vibrierenden Bewegungen. Anstelle des genannten einstückigen Aufbaus des Trägers besteht auch die Möglichkeit des mehrstückigen Aufbaus. Beispielsweise kann der das Schleif mittel tragende Träger aus Papier hergestellt sein, während die an dem Stütze- lement anliegende Kontaktfläche aus einem elastomeren, gummiartigen oder ledernen Werkstoff hergestellt ist.
Insbesondere bei der z.B. aus einer Folie vorliegenden glatten Oberfläche des Trägers ist die dem Stützelement zugeordnete Oberfläche leicht strukturiert und ebenfalls aus einem elastomeren, gummiartigen oder ledernen Werkstoff gebil- det.
Die raue Oberfläche des aus einem Gewebe gebildeten Trägers ist auf der am Stützelement reibschlüssig gehaltenen Seite leicht strukturiert und ggf. aus ei- nem Schaumstoff gebildet. Weitere rutschhemmende Mittel sind für die ge- nannten Paarungen nicht zwingend erforderlich.
In jedem Fall ist zu berücksichtigen, dass die Oberflächen trocken, angefeuch- tet oder nass sein können, mit einem entsprechenden Einfluss auf die Reibpaa- re.
Weitere vorteilhafte Ausbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen gekennzeichnet.
Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird nachfolgend anhand der beigefüg- ten Zeichnung beschrieben.
Die einzige Figur zeigt in schematischer Seitenansicht eine erfindungsgemäße Schleifeinrichtung.
In der Figur ist eine Schleifeinrichtung 1 zum Entfernen einer Fehlerstelle, in ei- ner insbesondere endbehandelten Oberfläche eines nicht dargestellten Objekts durch Beschleifen dargestellt.
Diese Schleifeinrichtung 1 weist einen Roboterarm 2 auf sowie ein daran gehal- tenes Stützelement 3 in Form eines Stütztellers, der zum Beschleifen der Feh- lerstelle zur Oberfläche bewegbar ist, beispielsweise orbital, vibrierend oder ro- tierend. In Schleifstellung, d.h. im Kontakt mit der Oberfläche des Objektes, wie sie in der Figur abgebildet ist, liegt ein Schleifmittel 5, im Beispiel in Form eines Schleifbandes reibschlüssig an dem Stützelement 3 an, wobei die an dem Stüt- zelement 3 anliegende sozusagen Rückseite des Schleifmittels 5 als Träger ausgebildet ist, der andererseits eine Schleifkörnung trägt, die die Oberfläche des Objektes kontaktiert.
Das Schleifmittel 5 ist in einem Spender in Form einer Kassette 4 gehalten und in einer Rolle 6 auf eine Abwickelwelle 7 aufgewickelt und wird, vorzugsweise taktweise, entsprechend dem Schleifvorgang, auf eine Aufwickelwelle 8 aufge- wickelt.
Dabei wird der Reibschluss zwischen dem Stützelement 3 und dem Schleifmit- tel 5 durch Anheben des Stützelementes 3 gelöst, so dass das Schleifmittel 5 behinderungsfrei weitergeführt werden kann.

Claims

Ansprüche
1. Schleifeinrichtung mit einem Stützelement (3) und einem daran gehalte- nen, vorzugsweise flexiblen Schleifmittel (5), das aus einem an einer ge- schlossenen Fläche des Stützelementes (3) anliegenden Träger und einer Schleifschicht besteht, dadurch gekennzeichnet, dass das Schleifmittel (5), dessen dem Stützelement (3) zugewandte Oberfläche des Trägers strukturiert ist, in Schleifstellung vollflächig reibschlüssig am Stützelement (3) gehalten ist, wobei der Reibwert der Paarung Stützelement
(3)/Schleifmittel (5) zwischen 0,2 und 0,5 liegt.
2. Schleifeinrichtung nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass die durch Anpressen des Stützelementes (3) gegen das Schleifmittel (5) er- zeugte Reibkraft zwischen 0,5 bis 2,0 N/mm2 liegt.
3. Schleifeinrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die dem Stützelement (3) zugewandte Seite des Trägers aus einem Polymer, einem Elastomer oder aus Leder besteht.
4. Schleifeinrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Dicke des Trägers auf der dem Stützelement (3) zugewandten Seite zwischen 0,7 und 4 mm beträgt.
5. Schleifeinrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die dem Stützelement (3) zugewandte Oberfläche des Trägers aus einem Schaumstoff besteht.
6. Schleifeinrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Schleifmittel (5) als Schleifband ausgebildet ist.
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