Schleifwerkzeug zum Erzeugen im Querschnitt T-förmiger Nuten, bogenförmige T-förmig hinterschnittene Nut sowie Verfahren und angetriebenes Werkzeug zur Herstellung einer derartigen Nut

Die Erfindung betrifft Schleifwerkzeug für aus Beton, Stein, Ziegeln und vergleich- baren mineralischen Baustoffen bestehenden Bauelementen oder Baukonstruktionen, wie Betonfertigteilen, Steinplatten, Ziegelmauern und ähnliches, zum Erzeugen einer T-förmig hinterschnittenen Nut in dem Bauelement oder der Baukonstruktion, mit einem zylindrischen Werkzeugschaft, an dessen einem Ende ein zur Längsachse des Werkzeugschaftes rotationssymmetrischer Werkzeugkopf vorgesehen ist und dessen dem Werkzeugkopf entgegengesetztes Ende zum drehfesten Verbinden mit einem angetriebenen Werkzeug ausgelegt ist. Des weiteren betrifft die Erfindung eine bogenförmige T-förmig hinterschnittene -Nut sowie ein Verfahren und ein angetriebenes Werkzeug zur Herstellung einer bogenförmigen T-förmig hinterschnittenen Nut.

Die Bearbeitung von Bauelementen, wie Beton, Stein, Ziegel und ähnlichem, sowie Baukonstruktionen, wie Betonmauern, Betondecken, Ziegelmauern und ähnlichem, die aus mineralischen Baustoffen gefertigt sind, zur Erzeugung von im Querschnitt T-förmigen Nuten ist mit herkömmlichen Werkzeugen wie Fräsern, Schleifscheiben und ähnlichem nicht möglich. Wesentlicher Grund hierfür ist die Gefügestruktur mineralischer Baustoffe, die ein „Schneiden" des Baustoffes unmöglich macht. Im Gegensatz zu Metall, bei dem beim Bearbeiten einzelne Späne abgetragen werden und so die Verwendung spanabhebender Fräser zur Herstellung T-förmiger Nuten möglich ist, ist dies bei mineralischen Baustoffen unmöglich. Bei mineralischen Baustoffen sind generell nur Werkzeuge einsetzbar, bei denen der mineralische Baustoff abgeschliffen wird.

Die Herstellung im Querschnitt T-förmiger Nuten in mineralischen Baustoffen ist zwar aus dem Stand der Technik bekannt, so beispielsweise aus der

US 4,020,610, der DE 93 08 171 U1 , der US 5,673,527, der EP O 744 513 A2 oder der US 5,555,690.

Bei näherem Studium dieser Druckschriften wird jedoch deutlich, dass generell zwischen zwei Nutformen unterschieden werden muss, nämlich einer im Quer- schnitt kegelförmig hinterschnittenen Nut, bei der die beidseitigen übergange zwischen dem schmalen ersten Nutkanal und dem breiten zweiten Nutkanal, die die Anlageflächen für ein später einzusetzendes Befestigungselement bilden, unter einem Neigungswinkel von üblicherweise 45° bezüglich der Nutflanken des ersten Nutkanals verlaufen, und einer im Querschnitt echten T-förmig hinterschittenen Nutform, bei der die übergänge zwischen dem schmalen ersten Nutkanal und dem breiten zweiten Nutkanal unter einem Winkel von zumindest annähernd 90° bezüglich der Nutflanken des ersten Nutkanals verlaufen.

Die Fertigung von kegelförmig hinterschnittenen Nuten ist durch den Einsatz von kegelstumpfförmigen Schleifwerkzeugen grundsätzlich möglich. Es hat sich jedoch in der Vergangenheit gezeigt, dass aufgrund der geneigt verlaufenden Anlageflächen das Befestigen eines Befestigungselementes mit gleichfalls kegelförmigen Kopf in der kegelförmig hinterschnittenen Nut nicht möglich ist. Wie ausführliche Versuchsreihen gezeigt haben, bricht die kegelförmig hinterschnittene Nut aufgrund des Gefüges der mineralischen Baustoffe bereits bei geringen am Befesti- gungselement angreifenden axialen Kräften aus. Wesentlicher Grund hierfür ist, dass mineralische Baustoffe zwar hohe Druckbelastungen ertragen, jedoch bereits bei geringsten Zugbelastungen versagen. Aus diesem Grund sind die kegelförmig hinterschnittenen Nuten für Bauelemente und Baukonstruktioπen aus mineralischen Baustoffen nicht einsetzbar.

Die Fertigung von echten T-förmig hinterschnittenen Nuten, bei denen die Anlageflächen rechtwinklig zu den Nutflanken des schmalen ersten Nutkanals verlaufen (derartige Nuten sind beispielsweise in der US 4,020,610, der DE 93 08 171 U1 oder der US 5,673,527 beschrieben) ist bis zum heutigen Zeitpunkt nicht möglich

gewesen. So existierte bisher kein Schleifwerkzeug, mit dem die Anlageflächen rechtwinklig verlaufend zu den Nutflanken des ersten Nutkanals gefertigt werden können.

Ausgehend von dieser Situation war es Aufgabe der Erfindung, ein Schleifwerk- zeug, ein Verfahren sowie ein angetriebenes Werkzeug anzugeben, mit dem bzw. durch dessen Einsatz die Herstellung einer derartigen bogenförmigen T-förmig hinterschnittenen Nut möglich ist.

Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe durch ein Schleifwerkzeug mit den Merkmalen nach Anspruch 1 und insbesondere dadurch gelöst, dass die gesamte Ober- fläche des Werkzeugkopfes sowie die gesamte Oberfläche des sich unmittelbar an den Werkzeugkopf anschließenden Abschnittes des Werkzeugschaftes einschließlich des überganges des Werkzeugkopfes in den Werkzeugschaft mit in die Oberflächen teilweise eingelassenen Schleifpartikeln versehen ist, dass die Oberseite des Werkzeugkopfes plan und rechtwinklig zur Längsachse des Werk- zeugschaftes, dass der übergang des Werkzeugkopfes in den Werkzeugschaft abgerundet ist, und dass sämtliche Umlaufkanten des Werkzeugkopfes abgerundet sind. Des weiteren wird die Aufgabe durch ein Verfahren mit den Merkmalen nach Anspruch 16 sowie ein angetriebenes Werkzeug mit den Merkmalen nach Anspruch 19 gelöst.

Das erfindungsgemäße Schleifwerkzeug zeichnet sich durch verschiedene für die Erzeugung einer T-förmig hinterschnittenen Nut mit rechtwinklig verlaufenden Anlageflächen wesentliche, zusammenwirkende Merkmale aus. Zum einen muss die gesamte Oberfläche des Werkzeugkopfes sowie die gesamte Oberfläche des sich unmittelbar an den Werkzeugkopf anschließenden Abschnittes des Werkzeug- Schaftes einschließlich der übergänge des Werkzeugkopfes in den Werkzeugschaft mit Schleifpartikeln versehen sein. Nur dadurch, dass sämtliche Oberflächen des Schleifwerkzeuges mit Schleifpartikeln versehen sind, ist es überhaupt möglich, die T-förmig hinterschnittene Nut aus dem Bauelement herauszuschlei-

fen. Des weiteren müssen sämtliche Umlaufkanten des Werkzeugkopfes sowie insbesondere auch den übergang des Werkzeugkopfes in den Werkzeugschaft abgerundet sein. Ausschließlich durch die abgerundete Ausbildung sämtlicher Kanten des Schleifwerkzeuges ist es überhaupt möglich, einen definierten Materi- alabtrag zu erreichen. Wäre auch nur eine der Kanten des Schleifwerkzeuges mit einem Winkel versehen, also nicht abgerundet, würde das Werkzeug mit eben dieser Kante mit dem Material in Eingriff kommen, könnte, da an der Spitze der Kante allenfalls eine äußerst geringe Anzahl an Schleifpartikeln vorgesehen wäre, allenfalls für einen kurzen Augenblick eine entsprechende Schleifwirkung errei- chen. Durch die extreme Belastung des Schleifwerkzeuges aufgrund der Gefügestruktur des zu bearbeitenden Materials wäre das Schleifwerkzeug an einer derartigen Kante unverzüglich abgeschliffen und ein weiteres Eindringen des Schleifwerkzeuges in das Material unmöglich, wie mehrjährige umfangreiche Versuchsreihen unterschiedlicher Werkzeugformen gezeigt haben. Im Gegensatz hierzu wird durch die abgerundete Ausbildung sämtlicher Umlaufkanten sowie des übergangs des Werkzeugkopfes in den Werkzeugschaft einerseits erreicht, dass eine besonders große Oberfläche mit Schleifpartikeln versehen ist, während andererseits sichergestellt ist, dass immer eine Vielzahl Schleifpartikel mit dem Material in Eingriff kommt und dieses abträgt. Durch den planen und rechtwinkligen Verlauf der Oberseite des Werkzeugkopfes ist es wiederum erst möglich, die im Querschnitt rechtwinklig verlaufenden Anlageflächen der T-förmig hinterschnittenen Nut auszubilden.

Mit dem erfindungsgemäßen Werkzeug können sogar Materialien mit extremer Härte bearbeitet werden, so beispielsweise Steinplatten aus Granit, wobei auch nach mehrfachem Gebrauch das Schleifwerkzeug nach wie vor seine Schleifwirkung behält.

Mit dem erfindungsgemäßen Schleifwerkzeug ist es erstmal möglich, die im Stand der Technik beschriebenen aber bis dahin nie herstellbaren T-förmig hinterschnittenen Nuten mit rechtwinkligen Anlageflächen zu fertigen. Wie Versuchsreihen

gezeigt haben, bricht die T-förmig hinterschnittene Nut mit rechtwinklig verlaufenden Anlageflächen, anders als die kegelförmig hinterschnittene Nut, nicht durch die am Befestigungselement angreifenden Zugkräfte aus. Wesentlicher Grund hierfür ist, dass durch die an dem in die Nut eingesetzten Befestigungselement angreifenden Zugkräften das Material nur auf Druck, jedoch nicht auf Zug beansprucht wird. Die Festigkeit der T-förmigen Nut ist dabei so hoch, dass während mehreren Versuchen nicht die Nuten ausbrachen, sondern die Befestigungselemente aufgrund der hohen axialen Zugkräfte abrissen.

Das Schleifwerkzeug kann je nach verwendetem angetriebenen Werkzeug in ei- nem separaten Bauelement, wie einer Betonplatte, einer Steinplatte oder ähnlichem, verwendet werden. Ebenso gut kann mit dem Schleifwerkzeug jedoch auch eine T-förmig hinterschnittene Nut in einer Baukonstruktion, beispielsweise in einer Ziegelmauer oder auch einer Decke im Inneren eines Gebäudes, gefertigt werden, so dass die bisher übliche Verwendung von Dübeln völlig entfallen kann.

Weitere Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung, der Zeichnung sowie den Unteransprüchen.

Um einerseits eine ausreichende Festigkeit und gleichzeitig Duktilität des Schleifwerkzeuges sicherzustellen, wird bei einer besonders bevorzugten Ausführungsform vorgeschlagen, das Schleifwerkzeug aus einem Grundkörper aus Stahl zu fertigen, auf dessen Oberfläche die Schleifpartikel aufgebracht sind. Besonders von Vorteil ist es dabei, wenn der verwendete Stahl ein nicht rostender Stahl ist.

Bei einer besonders bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Schleifwerkzeuges sind die Schleifpartikel in einer auf die Oberfläche des Werkzeugkopfes und des Werkzeugschaftes sowie auf den übergang des Werkzeug- kopfes in den Werkzeugschaft aufgebrachten harten Materialschicht eingebettet und auf diese Weise fest mit dem Schleifwerkzeug bzw. dessen Grundkörper verbunden. Das Auftragen der Materialschicht erfolgt vorzugsweise durch Galvanisie-

ren, wodurch sichergestellt ist, dass eine gleichmäßige Materialschicht auf sämtliche zu beschichtenden Oberflächen aufgetragen werden kann, so dass die Schleifpartikel gleichmäßig verteilt auf den beschichteten Oberflächen gehalten sind. Durch die gleichmäßige Verteilung der Schleifpartikel wird erreicht, dass während des Schleifvorgangs keine ungleichmäßigen Abnutzungserscheinungen am Schleifwerkzeug auftreten.

Damit auch Materialien mit großer Härte, wie beispielsweise Granit, bearbeitet werden können, werden als Schleifpartikel besonders bevorzugt Diamantsplitter verwendet, welche aufgrund ihrer großen Härte nicht verschleißen, sondern allen- falls während des Schleifvorgangs aus der Werkzeugoberfläche herausgebrochen werden. Alternativ ist es jedoch auch möglich, Schleifpartikel aus anderen Materialien, wie Bornitrid, Korund oder ähnlichen harten Materialien, zu fertigen.

Die Korngröße der Schleifpartikel darf aufgrund der Materialzusammensetzung nicht zu groß sein. Vorzugsweise haben die Schleifpartikel eine Korngröße von 0,2 bis 0,5 mm.

Damit die Anlageflächen bei der T-förmig hinterschnittenen Nut möglichst groß ausgebildet sind, wird die Krümmung des abgerundeten übergangs zwischen dem Werkzeugkopf und dem Werkzeugschaft möglichst klein ausgebildet, zumindest kleiner als die Krümmungen der abgerundeten Umlaufkanten des Werkzeugkop- fes. Allerdings muss die Krümmung des abgerundeten übergangs ausreichend groß sein, um sicherzustellen, dass ein ausreichender Materialabtrag insbesondere am übergang des Werkzeugkopfes in den Werkzeugschaft gewährleistet ist.

Vorzugsweise sind die Krümmung des abgerundeten übergangs zwischen dem Werkzeugkopf und dem Werkzeugschaft und/oder die Krümmungen der abgerun- deten Umlaufkanten des Werkzeugkopfes zumindest abschnittsweise entsprechend einem Kreisbogen ausgebildet. Hierdurch lässt sich die Fertigung des Schleifwerkzeuges generell vereinfachen.

Bei einer besonders bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Schleifwerkzeuges weist der Werkzeugkopf eine kreisscheibenförmige Grundform mit abgerundeten Umlaufkanten auf, wobei der maximale Krümmungsradius jeder abgerundeten Umlaufkante des Werkzeugkopfes zumindest der halben Dicke des Werkzeugkopfes in axialer Richtung gesehen entspricht. Auf diese Weise wird sichergestellt, dass die gesamte Umlaufkante abgerundet ist und immer ein abgerundeter Abschnitt des Werkzeugkopfes mit dem zu schleifenden Material des Bauelementes für den materiellen Abtrag in Eingriff kommt.

Der Durchmesser des Werkzeugkopfes wird in Abhängigkeit von der Druckfestig- keit des Materials des Bauelementes gewählt, wobei der Durchmesser des Werkzeugkopfes mit zunehmender Druckfestigkeit abnimmt. Ist das Bauelement beispielsweise aus Beton oder Granit, reichen bereits verhältnismäßig geringe Durchmesser für den Werkzeugkopf aus, um eine ausreichend stabile T-förmig hinterschnittene Nut auszubilden. Besteht das Bauelement dagegen aus einem Material mit geringer Druckfestigkeit, beispielsweise Ziegel, wird ein entsprechend größer dimensionierter Werkzeugkopf vorgesehen.

Sofern es wünschenswert ist, die T-förmig hinterschnittene Nut beispielsweise auch für Schraubenköpfe zu verwenden, weist der Werkzeugkopf vorzugsweise einen kreisscheibenförmigen Grundkörper auf, an dessen Stirnseite mindestens ein zweiter kreisscheibenförmiger Grundkörper geringeren Durchmessers ausgebildet ist, dessen Umlaufkanten gleichfalls abgerundet sind.

Um zu vermeiden, dass beim Ausbilden einer bogenförmig verlaufenden Nut, bei deren Herstellung das Schleifwerkzeug entsprechend einer vorgegebenen Bahn in das Bauelement geschwenkt wird, der Werkzeugkopf an seiner Stirnseite mit dem Material des Bauelementes nicht in Berührung kommt, ist die Stirnseite des Werkzeugkopfes eben ausgebildet oder verläuft sogar zur Mitte hin konkav.

Gemäß einem weiteren Aspekt betrifft die Erfindung eine bogenförmige T-förmig hinterschnittene Nut in einem Bauelement oder einer Baukonstruktion aus Beton, Stein, Ziegeln oder vergleichbaren mineralischen Baustoffen, die insbesondere unter Verwendung des erfindungsgemäßen Schleifwerkzeuges hergestellt worden ist. Die bogenförmige Nut weist eine an der Oberfläche des Bauelementes oder der Baukonstruktion mündende vierseitige Einfädelöffnung, einen an der Oberfläche des Bauelementes oder der Baukonstruktion verlaufenden, mittig von einer der Kanten der Einfädelöffnung ausgehenden ersten Nutkanal, dessen Breite quer zu seiner Längsrichtung betrachtet geringer als die Breite der Einfädelöffnung ist und dessen der Einfädelöffnung abgewandtes Ende in einem lotrecht zur Oberfläche verlaufenden halbkreisförmigen ersten Zylinderabschnitt endet, und einen von der Einfädelöffnung ausgehenden in Längsrichtung des ersten Nutkanals verlaufenden zweiten Nutkanal auf, dessen Breite der Breite der Einfädelöffnung quer zur Längsrichtung des ersten Nutkanals entspricht, der ausgehend von der Einfä- delöffnung bogenförmig in das Material des Bauelementes oder der Baukonstruktion eintaucht, an seinem der Einfädelöffnung abgewandten Ende in einen konzentrisch zum ersten Zylinderabschnitt des ersten Nutkanals verlaufenden halbkreisförmigen zweiten Zylinderabschnitt endet und der quer zu Längsrichtung betrachtet unter Bildung zweier beiderseits des ersten Nutkanals verlaufender AnIa- geflächen in den ersten Nutkanal übergeht, wobei die Anlageflächen im zweiten Zylinderabschnitt ineinander übergehend parallel zur Oberfläche des Bauelementes oder der Baukonstruktion verlaufen. Erfindungsgemäß zeichnet sich diese Nut dadurch aus, dass die viereckige Grundform der Einfädelöffnung an den Ecken abgerundet ist und ihre dem ersten Nutkanal gegenüberliegende Seitenkante bo- genförmig verläuft, wobei die übergänge der Einfädelöffnung in den ersten Nutkanal, die von den abgerundeten Ecken der Einfädelöffnung ausgehenden übergänge der jeweils aneinander angrenzenden Flächen des zweiten Nutkanals im Querschnitt des zweiten Nutkanals betrachtet sowie die übergänge der Anlageflächen in den ersten Nutkanal abgerundet sind.

Bei einer besonders bevorzugten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Nut nimmt der Abstand des Nutgrundes des zweiten Nutkanals zu den beiden Anlageflächen ausgehend von der Einfädelöffnung in Richtung des zweiten Zylinderabschnittes kontinuierlich ab, bis der Nutgrund und die beiden Anlageflächen im Be- reich des zweiten Zylinderabschnittes parallel zueinander verlaufen. Durch diese Ausbildung der Nut ist es möglich, Platten, beispielsweise Steinplatten, die mit dieser Nut versehen sind, an bereits fest installierten Befestigungselementen in einer im wesentlichen axial in Längsrichtung der Befestigungselemente verlaufenden Bewegung in diese einzuhängen. Hierdurch ergeben sich neuartige Befesti- gungsmöglichkeiten beispielsweise an Fassaden von Gebäuden oder auch von Decken- oder Bodenelementen in Gebäuden.

Gemäß einem dritten Aspekt betrifft die Erfindung ein Verfahren zur Herstellung einer erfindungsgemäßen bogenförmigen T-förmig hinterschnittenen Nut in einem Bauelement oder einer Baukonstruktion aus Beton, Stein, Ziegeln und vergleich- baren mineralischen Baustoffen, wie einem Betonfertigteil, einer Steinplatte, einer Ziegelwand oder ähnlichem, unter Verwendung eines erfindungsgemäßen Schleifwerkzeuges. Zur Durchführung des Verfahrens wird das Schleifwerkzeug mit einem angetriebenen Werkzeug drehfest verbunden, das angetriebene Werkzeug ausgehend von einem bestandet zur Oberfläche des Bauelementes oder der Baukonstruktion angeordneten Referenzpunkt um eine quer zur Rotationsachse des Schleifwerkzeuges verlaufende, die Rotationsachse schneidende, bezüglich der Oberfläche des Bauelementes festgelegte Schwenkachse derart geschwenkt, bis das Schleifwerkzeug in die Oberfläche des Bauelementes eindringt. Danach wird die Schwenkbewegung des Schleifwerkzeuges fortgesetzt, bis dessen Rota- tionsachse zumindest rechtwinklig zur Oberfläche des Bauelementes verläuft.

Nach Beendigung des Schleifvorganges wird das Schleifwerkzeug in entgegengesetzter Richtung wieder aus der Nut herausgeschwenkt. Durch das erfindungsgemäße Verfahren kann die bogenförmige Nut ohne großen Kraftaufwand auf einfache und elegante Weise in das Bauelement oder in die Baukonstruktion eingeb- rächt werden.

Bei einer besonders bevorzugten Variante des erfindungsgemäßen Verfahrens, wird zur Erzeugung einer bogenförmigen Nut mit sich verjüngendem zweiten Nutkanal das Schleifwerkzeug nach dem Schleifen der Nut in Längsrichtung der Nut mit seiner Schwenkachse bezüglich der Oberfläche des Bauelementes oder der Baukonstruktion linear verlagert und das Schleifwerkzeug zum Erweitern des zweiten Nutkanals entlang der bereits geschnittenen Nut um die Schwenkachse erneut geschwenkt. Um einen sauberen Schleifvorgang zu ermöglichen, wird bei dieser Verfahrensvariante das Schleifwerkzeug vorzugsweise nach dem ersten Schleifen der Nut zunächst wieder aus der geschliffenen Nut geschwenkt, das angetriebene Werkzeug linear verlagert und das Schleifwerkzeug anschließend erneut in die Schwenkachse in die Nut geschwenkt. Alternativ ist es jedoch auch möglich, das angetriebene Werkzeug mit abgesenktem, angetriebenen Schleifwerkzeug in der Nut zu verlagern und anschließend das Schleifwerkzeug zur Erweiterung der Nut wieder entlang der Nut wieder aus dieser herauszuschwenken.

Gemäß einem letzten Aspekt betrifft die Erfindung ein angetriebenes Werkzeug zur Herstellung einer erfindungsgemäßen bogenförmigen T-förmig hinterschnitte- nen Nut unter Verwendung eines erfindungsgemäßen Schleifwerkzeuges in einem Bauelement oder einer Baukonstruktion aus Beton, Stein, Ziegeln und vergleichbaren mineralischen Baustoffen, wie einem Betonfertigteil, einer Steinplatte, einer Ziegelwand oder ähnlichem. Das erfindungsgemäße Werkzeug weist hierzu eine Antriebseinheit zum Ankoppeln und Antreiben des Schleifwerkzeuges, eine Werkzeugbefestigung mit einer Anlagefläche zum Anlegen an die Oberfläche des zu bearbeitenden Bauelementes oder der zu bearbeitenden Baukonstruktion sowie eine um eine parallel zur Anlagefläche verlaufenden Schwenkachse schwenkbare Werkzeugaufnahme, in welcher die Antriebseinheit befestigt ist, und eine Halteeinrichtung zum lösbaren Sichern der Werkzeugbefestigung an dem Bauelement oder der Baukonstruktion auf. Mit Hilfe dieses angetriebenen Werkzeuges ist es für den Benutzer einfach und sehr schnell möglich, entweder an bereitliegenden Bauelementen, wie Betonfertigteilen, Steinplatten und ähnlichem, oder an Wän- den und Decken eines Gebäudes die erfindungsgemäße T-förmige Nut unter

Verwendung des erfindungsgemäßen Schleifwerkzeuges auszubilden. Dabei erleichtert insbesondere die Halteeinrichtung, mit der das angetriebene Werkzeug an dem Bauelement oder der Baukonstruktion gesichert wird, die Benutzung. Um sicherzustellen, dass das Werkzeug und damit das Schleifwerkzeug nicht über einen gewünschten Punkt hinausbewegt wird, ist die Werkzeugaufnahme gegebenenfalls mit entsprechend verstellbaren Anschlägen versehen.

Bei einer besonders Ausführuπgsform des erfindungsgemäßen angetriebenen Werkzeuges ist die Werkzeugaufnahme zusätzlich quer zur Schwenkachse und parallel zu der Oberfläche des zu bearbeitenden Bauelementes anzulegenden Anlagefläche der Werkzeugbefestigung an der Werkzeugbefestigung linear verstellbar. Durch die lineare Verstellbarkeit kann der Benutzer, sofern er dies wünscht, auch eine sich verjüngende T-förmige Nut fertigen, wie sie zuvor beschrieben wurde, indem er zunächst die Grundnut schleift, das Schleifwerkzeug aus der Nut herausschwenkt die Werkzeugaufnahme linear entsprechend einem einstellbaren Wert verlagert und die Nut fertig bearbeitet.

Die Werkzeugaufnahme kann ferner an einem Drehgelenk befestigt sein, welches ein Verdrehen der Werkzeugaufnahme relativ zur Halteeinrichtung ermöglicht, so dass der Benutzer gegebenenfalls auch unter einem anderen Winkel verlaufende Nuten ausbilden kann, beispielsweise an einer Wand, auch wenn bereits die HaI- teeinrichtung an der Oberfläche gesichert ist. Des weiteren ermöglicht ein derartiges Drehgelenk auch ein nachträgliches Justieren der Antriebseinheit.

Die Haltevorrichtung kann als Klemmeinrichtung ausgebildet sein, mit der die Werkzeugbefestigung an dem zu bearbeitenden Bauelement gesichert werden kann. Alternativ oder ergänzend kann die Halteeinrichtung auch eine Unterdruck erzeugende Ansaugvorrichtung sein, mit der die Werkzeugbefestigung einfach und elegant beispielsweise an vertikal verlaufenden Wänden befestigt werden kann, ohne dass dabei nach dem Entfernen des angetriebenen Werkzeugs Werkzeugspuren zurückbleiben.

Nachfolgend wird die Erfindung anhand eines Ausführungsbeispieles und unter Bezugnahme auf die beigefügte Zeichnung im Detail erläutert. Darin zeigt:

Fig. 1 eine Seitenansicht eines Ausführungsbeispieles eines erfindungsgemäßen Schleifwerkzeuges;

Fig. 2 eine Seitenansicht einer Abwandlung des in Fig. 1 gezeigten erfindungsgemäßen Schleifwerkzeuges;

Fig. 3 eine Seitenansicht eines angetriebenen Werkzeuges, mit dem unter

Verwendung des erfindungsgemäßen Schleifwerkzeuges die in den Fig. 5 bis 8 gezeigte Nut zu fertigen ist;

Fig. 4a - 4d eine schematische Darstellung der Herstellung einer bogenförmigen T-förmig hinterschnittenen Nut mit sich zum Ende hin verjüngendem zweiten Nutkanal;

Fig. 5 eine Draufsicht auf eine Nut, wie sie durch das in den Fig. 4a - 4d gezeigten Herstellungsverfahren gefertigt worden ist;

Fig. 6 eine geschnittene Seitenansicht der in Fig. 5 gezeigten Nut;

Fig. 7 eine erste Schnittansicht entlang der Schnittlinie A-A der in Fig. 5 gezeigten Nut quer zu deren Längsverlauf;

Fig. 8 eine erste Schnittaπsicht entlang der Schnittlinie B-B der in Fig. 5 gezeigten Nut quer zu deren Längsverlauf; und

Fig. 9 eine geschnittene Seitenansicht der in Fig. 5 bis 8 gezeigten Nut, in der das Einhängen eines Befestigungselementes gezeigt ist.

Fig. 1 zeigt eine Seitenansicht eines Ausführungsbeispieles eines erfindungsgemäßen Schleifwerkzeuges 10. Das Schleifwerkzeug 10 hat einen aus nicht rostendem Stahl gefertigten Grund körper 12.

Der Grundkörper 12 hat einen zylindrischen Werkzeugschaft 14, an dessen in Fig. 1 oben gezeigten Ende konzentrisch ein zylindrischer Anschluss 16 größeren Außendurchmessers angeformt ist. Der Anschluss 16 ist über seine gesamte axiale Länge mit einem Außengewinde 18 versehen und dient zum drehfesten Verbinden des Schleifwerkzeuges 10 mit einem später noch zu erläuternden angetriebenen Werkzeug.

Am anderen Ende des Werkzeugschaftes 14 ist ein kreisscheibenförmiger Werkzeugkopf 20 angeformt, welcher gleichfalls konzentrisch zur Längsachse L des Werkzeugschaftes 14 verläuft. Der übergang 22 des Werkzeugschaftes 14 in den Werkzeugkopf 20 ist mit einem Radius R1 versehen und geht vom Werkzeugschaft 14 gleichmäßig ohne Bildung von Kanten in die plane, rechtwinklig zur Längsachse L des Werkzeugschaftes 14 verlaufenden Oberseite 24 des Werkzeugkopfes 20 über. Die umlaufende Fläche 26 des Werkzeug kopfes 20 ist im Querschnitt halbkreisförmig ausgebildet, so dass der Radius R2 der abgerundeten Umlaufkante 26 der halben Höhe h des Werkzeugkopfes 20 in Längsrichtung der Längsachse L entspricht. Die dem Werkzeugschaft 14 abgewandte Unterseite 28 des Werkzeugkopfes 20 ist gleichfalls plan ausgebildet.

Wie weiter in Fig. 1 gezeigt ist, sind der Werkzeugschaft 14 ausgehend vom Werkzeugkopf 20 über etwa vierfünftel seiner Länge, der übergang 22 des Werkzeugschaftes 14 in den Werkzeugkopf 20 sowie der gesamte Werkzeugkopf 20 mit einer zumindest annähernd gleichmäßig dicken Materialschicht 30 beschich- tet, von der im oberen Abschnitt zum besseren Verständnis ein Teil geschnitten dargestellt ist. Die Materialschicht 30 wurde durch Galvanisieren auf den Werkzeugschaft 14, den übergang 22 sowie den Werkzeugkopf 20 und dessen Umlaufkante 26 aufgetragen. Anschließend wurden in die Materialschicht 30 feine

Diamantsplitter 32 mit einer Korngröße von 0,2 bis 0,5 mm aufgetragen, welche in die Materialschicht 30 fest eingebunden und damit unlösbar mit dem Schleifwerkzeug 10 verbunden sind. Hervorzuheben ist hierbei, dass die Diamantsplitter 32 über die gesamte beschichtete Oberfläche des Grundkörpers 12 gleichmäßig ver- teilt in der Materialschicht 30 eingebettet sind, wobei insbesondere bei dem Auftragen der Diamantsplitter 32 darauf geachtet wurde, dass insbesondere der übergang 22 sowie die Umlaufkante 26 mit ausreichend Diamantsplittern 32 versehen worden sind. Dabei ist zu bemerken, dass die gesamte Materialschicht 30, die auf den Werkzeugschat 14, den übergang 22 sowie die Werkzeugkopf 20 aufgetragen ist, gleichmäßig mit Diamantsplittern 32 versehen ist, und nicht nur ein Teil der Beschichtung, wie in Fig. 1 gezeigt.

Fig. 2 zeigt in Seitenansicht eine Abwandlung 10a des in Fig. 1 gezeigten Schleifwerkzeugs 10. Diese Abwandlung 10a unterscheidet sich gegenüber dem in Fig. 1 gezeigten Schleifwerkzeug 10 lediglich dadurch, dass der Werkzeugkopf 20a mehrstufig aus mehreren Abschnitten x, y und z gebildet ist, wobei der sich an den Werkzeugschaft 14a unmittelbar anschließende Abschnitt x den größten Außendurchmesser aufweist, während der sich anschließende Abschnitt y einen kleineren Außendurchmesser als der Abschnitt x hat und der sich an den Abschnitt y anschließende Abschnitt z einen noch geringeren Außendurchmesser hat. Auch bei dieser Abwandlung 10a sind sämtliche Umlaufkanten der Abschnitte x, y und z sowie sämtliche übergänge abgerundet, bzw. mit Radien versehen, mit einer Materialschicht 30a beschichtet und mit ausreichend Diamantsplittern 32a versehen.

Das Schleifwerkzeug 10 kann beispielsweise mit dem in Fig. 3 gezeigten anget- riebenen Werkzeug 40 verwendet werden. Das angetriebene Werkzeug 40 hat eine Antriebseinheit 42, die in einer Werkzeugbefestigung 44 lösbar gehalten ist.

Die Werkzeugbefestigung 44 hat eine Halteeinrichtung 46, an deren Unterseite eine Anlagefläche 48 zum Anlegen der Werkzeugbefestigung 44 auf eine Oberflä-

che eines zu bearbeitenden Werkstücks 50, beispielsweise einer Steinplatte. Im dargestellten Ausführungsbeispiel ist die Halteeinrichtung 46 mit einer Ansaugvorrichtung 52 ausgestattet, mit der die gesamte Werkzeugbefestigung 44 lösbar aber mit ausreichender Haltekraft an der Oberfläche des Werkstücks 50 befestigt werden kann.

Des weiteren ist die Werkzeug befestig ung 44 auf der Oberseite der Halteeinrichtung 46 mit einem Gestell 54 für eine Werkzeugaufnahme 56 ausgestattet. Die Werkzeugaufnahme 56, die in dem Gestell 54 um eine Schwenkachse S schwenkbar gelagert ist, dient zum lösbaren Halten der Antriebseinheit 42. Die Antriebseinheit 42 wird dabei so in der Werkzeugaufnahme 56 gehalten, dass sich die Rotationsachse R des einzusetzenden Schleifwerkzeuges 10 mit der Schwenkachse S der Werkzeugaufnahme 56 schneidet.

Des weiteren ist das Gestell 54, und damit die Antriebseinheit 42, um eine zur Anlagefläche 48 lotrecht verlaufende Drehachse D relativ zur Halteeinrichtung 46 um 360° drehbar und in der eingestellten Winkelstellung arretierbar. Darüber hinaus ist das Gestell 54 relativ zur Halteeinrichtung 46 linear und parallel zur Anlagefläche 48 verschieblich und arretierbar.

Das gezeigte angetrieben Werkzeug 40 kann sowohl an horizontal als auch an vertikal verlaufenden Flächen mit Hilfe der Ansaugvorrichtung 52 sicher gehalten werden.

Nachfolgend wird unter Bezugnahme auf die Fig. 4a bis 4d die Herstellung einer bogenförmigen T-förmig hinterschnittenen Nut 60, die sich zu ihrem Ende hin verjüngt, unter Verwendung des angetriebenen Werkzeuges 40 erläutert.

Nachdem das Schleifwerkzeug 10 in das angetriebene Werkzeug 40 eingespannt und dieses an der Oberfläche des Werkstücks 50 befestigt worden ist, wird die Antriebseinheit 42 eingeschaltet, die das Schleifwerkzeug 10 in Drehung versetzt.

Anschließend wird das Schleifwerkzeug 10 um die Schwenkachse S geschwenkt und kommt mit der Oberfläche des Werkstücks 50 in Eingriff, wobei die abgerundeten Umlaufkante 26 des Werkzeugkopfes 20 mit der Oberfläche des Werkstücks in Berührung kommt und Material abträgt (Fig. 4a).

Mit der weiteren Schwenkbewegung wird das Schleifwerkzeug 10 in das Material hineingeschwenkt, wobei die im Querschnitt t-förmige Nut 60 ausgebildet wird (Fig. 4b). Die Schwenkbewegung wird erst dann beendet, wenn die Rotationsachse R des Schleifwerkzeuges 10 lotrecht zur Oberfläche des Werkstücks 50 verläuft.

In diesem Verfahrenszustand ist die Nut 60 prinzipiell bereits fertig ausgebildet und das Schleifwerkzeug 10 kann aus der Nut 60 in umgekehrter Reihenfolge herausgeschwenkt werden.

Soll nun die Nut 60 als verjüngende Nut 60 ausgebildet werden, muss der Benutzer bei sich drehendem Schleifwerkzeug 10 das Gestell 54 mit der Werkzeugauf- nähme 56 entlang der Halteeinrichtung 46 entlang der Längsrichtung der bereits ausgebildeten Nut 60 linear um einen Verstellweg w verstellen, wie in Fig. 4b gezeigt ist. Der Verstell weg w ist dabei so lang, dass bei dem anschließenden Herausschwenken des Schleifwerkzeuges 10 die Nut 60 zur Einführöffnung 62 hin erweitert wird, wie in Fig. 4d gezeigt ist.

Nachdem das Schleifwerkzeug 10 aus der Nut 60 endgültig herausgeschwenkt ist, ist der Herstellung der Nut 60 abgeschlossen.

Nachfolgend wird anhand der Fig. 5 bis 8 die Gestalt der Nut näher erläutert.

Die nach dem in den Fig. 4a bis 4d gezeigten Verfahrensablauf hergestellte Nut 60 hat eine an der Oberfläche des Werkstücks 50 mündenden vierseitigen Einfä- delöffnung 62. Von der Mitte einer der Kanten 64 der Einfädelöffnung 62 ausgehenden verläuft an der Oberfläche des Werkstücks 50 ein erster Nutkanal 66,

dessen Breite b quer zu seiner Längsrichtung betrachtet geringer als die Breite a der Einfädelöffnung 62. Das dem der Einfädelöffnung 62 abgewandte Ende des ersten Nutkanals 66 endet in einem lotrecht zur Oberfläche des Werkstücks 50 verlaufenden halbkreisförmigen ersten Zylinderabschnitt 68.

Des weiteren weist die Nut 60 einen von der Einfädelöffnung 62 ausgehenden in Längsrichtung des ersten Nutkanals 66 verlaufenden zweiten Nutkanal 70, dessen Breite c der Breite a der Einfädelöffnung 62 quer zur Längsrichtung des ersten Nutkanals 66 entspricht und der ausgehend von der Einfädelöffnung 62 bogenförmig in das Material des Werkstücks 50 eintaucht. An seinem der Einfädelöff- nung 62 abgewandten Ende endet der zweite Nutkanal 70 in einen konzentrisch zum ersten Zylinderabschnitt 68 des ersten Nutkanals 66 verlaufenden halbkreisförmigen zweiten Zylinderabschnitt 72. Quer zu Längsrichtung betrachtet der Nut 60 geht der zweite Nutkanal 70 unter Bildung zweier beiderseits des ersten Nutkanals 66 verlaufender Anlageflächen 74 in den ersten Nutkanal 66 über, wobei die Anlageflächen 74 im zweiten Zylinderabschnitt 72 ineinander übergehend und parallel zur Oberfläche des Bauelementes 50 verlaufen. Das Besondere der beiden Anlageflächen 74 ist, dass diese aufgrund des verwendeten Schleifwerkzeuges 10 zumindest im zweiten Zylinderabschnitt 72 annähernd parallel zur Oberfläche des Werkstücks 50 verlaufen.

Des weiten ist hervorzuheben, dass sowohl sämtliche Ecken der Einfädelöffnung 62 als auch die übergänge der Einfädelöffnung 62 in den ersten Nutkanal 66 abgerundet sind, wobei auch die dem ersten Nutkanal 66 gegenüberliegende Seitenkante 76 bogenförmig verläuft. Auch die von den abgerundeten Ecken der Einfädelöffnung 62 ausgehenden übergänge der jeweils aneinander angrenzenden Flächen des zweiten Nutkanals 70 sowie die übergänge der Anlageflächen 74 in den ersten Nutkanal 66 sind, wie die beiden Schnitte in den Fig. 6 und 7 quer zur Längsrichtung der Nut 60 zeigen, im Querschnitt des zweiten Nutkanals 70 betrachtet abgerundet. '

Des weiteren nimmt durch das Versetzen des Schleifwerkzeuges 10 der Abstand x des Nutgrundes 78 des zweiten Nutkanals 70 zu den beiden Anlageflächen 74 ausgehend von der Einfädelöffnung 72 in Richtung des zweiten Zylinderabschnittes 72 kontinuierlich ab, bis der Nutgrund 78 und die beiden Anlageflächen 74 im Bereich des zweiten Zylinderabschnittes 72 parallel zueinander verlaufen, wie Fig. 6 zeigt.

Das Besondere der in den Fig. 5 bis 8 gezeigten Nut 60 besteht darin, dass ein Befestigungselement 80 in seiner axialer Richtung in die Nut 60 eingeführt werden kann, ohne das das Befestigungselement 80 zum Einfädeln in die Nut 60 ge- schwenkt werden muss, wie in Fig. 9 gezeigt ist. Das Befestigungselement 80 liegt ganzflächig an den Anlageflächen 74 im Bereich des zweiten Zylinderabschnittes 72 an, so dass an dem Befestigungselement 80 angreifende Axialkräfte gleichmäßig auf die Anlageflächen 74 verteilt werden und das Material auf Druckbelastung beansprucht wird.

Bezugszeichenliste:

10, 10a Schleifwerkzeug

12 Grundkörper

14, 14a Werkzeugschaft

16 Anschluss

18 Außengewinde

20, 20a Werkzeugkopf

22 übergang zwischen Werkzeugschaft und Werkzeugkopf

24 Oberseite

26 abgerundete

28 Unterseite

30 Materialbeschichtung

32, 32a Diamantsplitter

40 angetriebenes Werkzeug

42 Antriebseinheit

44 Werkzeugbefestigung

46 Halteeinrichtung

48 Anlagefläche

50 Werkstück

52 Ansaugvorrichtung

54 Gestell

56 Werkzeugaufnahme

60 Nut

62 Einführöffnung a Breite der Einführöffnung

64 Kanten

66 erster Nutkanal b Breite des ersten Nutkanals

68 erster Zylinderabschnitt

70 zweiter Nutkanal c Breite des zweiten Nutkanals

72 zweiter Zylinderabschnitt

74 Anlageflächen

76 bogenförmige Seitenkante

78 Nutgrund x Abstand des Nutgrundes zu den Anlageflächen

80 Befestigungselement