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Patent Searching and Data


Title:
GRINDING TOOL
Document Type and Number:
WIPO Patent Application WO/2000/020171
Kind Code:
A1
Abstract:
The invention relates to a grinding tool which is driven about an axis of revolution (2) and which has radially outwardly projecting, blade-shaped grinding elements (3). Said grinding elements (3) have an abrasive surface and adjacent slits (5, 6), preferably situated at alternately different distances from the axis of revolution (2). Spacers (4) are situated between the grinding elements (3). The grinding elements (3) are retained by retaining rods (7) which are preferably mounted in such a way that they can rotate about their longitudinal axis in the base body (1) or the retaining cage (8) of the grinding tool. An advantage of this arrangement is that the tool can be produced with very large dimensions and that it is particularly suitable for machining workpieces with a curved surface.

Inventors:
VOGEL-ZAUGG JOSEF (CH)
Application Number:
PCT/CH1998/000422
Publication Date:
April 13, 2000
Filing Date:
October 02, 1998
Export Citation:
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Assignee:
BOTECH AG GES FUER BERATUNG UN (CH)
VOGEL ZAUGG JOSEF (CH)
International Classes:
B24B33/08; B24D13/06; (IPC1-7): B24D13/06
Foreign References:
US3869833A1975-03-11
US4517773A1985-05-21
Other References:
PATENT ABSTRACTS OF JAPAN vol. 006, no. 181 (M - 156) 17 September 1982 (1982-09-17)
PATENT ABSTRACTS OF JAPAN vol. 096, no. 004 30 April 1996 (1996-04-30)
PATENT ABSTRACTS OF JAPAN vol. 096, no. 006 28 June 1996 (1996-06-28)
Attorney, Agent or Firm:
KEMENY AG PATENTANWALTBÜRO (Eisengasse 17 Postfach 3414 Luzern, CH)
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Claims:
Patentansprüche
1. Schleifwerkzeug mit Antriebsachse (2) und radial zur An triebsachse nach Aussen abstehend angeordneten Schleifmitteln (3), welche auf einem flexiblen Trägerband angeordnete, abra sive Schleiforgane aufweisen, dadurch gekennzeichnet, dass je des Schleifmittel (3) jeweils an einem im Abstand von der An triebsachse (2) parallel zur Antriebsachse (2) ausgerichtet angeordneten Haltestange (7) befestigt ist, wobei die Hal testangen (7) untereinander beabstandet auf einer Kreisbahn um die Antriebsachse (2) in einem Grundspannkörper (1) angeordnet sind und jeweils zwischen benachbarten Schleifmitteln (3) we nigstens über einen Teilbereich der Schleifmittel ausgedehnte Abstandselemente (4) angeordnet sind.
2. Schleifwerkzeug nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Schleifmittel (3) jeweils im wesentlichen radial zur Antriebsachse (2) verlaufende Schlitze (5,6) aufweisen, wovon mindestens ein Teil zum freien Ende des Schleifmittels (3) hin offene Schlitze (5) sind.
3. Schleifwerkzeug nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Schlitze (5, 6) jeweils im Abstand nebeneinander al ternierend in mindestens zwei radial unterschiedlichen Posi tionen bezüglich der Antriebsachse ausgebildet sind.
4. Schleifwerkzeug nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekenn zeichnet, dass die Schlitze (5,6) in regelmässigen Abständen beabstandet sind und jeweils dieselben Dimensionen aufweisen.
5. Schleifwerkzeug nach einem der Ansprüche 2 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die jeweiligen unteren (5') resp. oberen (6') Endbereiche von benachbarten Schlitzen (5,6) eines Schleifmittels (3) in radialer Richtung überlappend angeordnet sind.
6. Schleifwerkzeug nach einem der Ansprüche 2 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die sich radial überlappenden Schlitze (5,6) jeweils unmittelbar hintereinander angeordneter Schleif mittel (3) in axialer Richtung mindestens um die Breite der Schlitze (5,6) verschoben angeordnet sind.
7. Schleifwerkzeug nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Haltestangen (7) als Rundstäbe ausge bildet sind und um ihre Längsachse drehbar gelagert angeordnet sind.
8. Schleifwerkzeug nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Enden der Haltestäbe (7) in Bohrungen von Haltescheiben (8), welche einen Teil des Grundspannkörpers (1) bilden, eingeführt sind.
9. Schleifwerkzeug nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass der Grundspannkörper (1) seitlich jeweils eine Haltescheibe (8,8') aufweist und mindestens zusätzlich zwischen diesen Haltescheiben (8,8') mindestens eine parallel dazu angeordnete Stützscheibe (11) aufweist, welche radial zu mindest bis an die Haltestäbe (7) ausgedehnt ist und diese vorzugsweise mindestens teilweise umschliesst.
10. Schleifwerkzeug nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass um den Umfang der Stützscheibe (11) herum ein Halteseil (12) gespannt ist, welches radial ausserhalb der Haltestäbe (7) verläuft, vorzugsweise von Aussen an diese anliegend ange ordnet ist.
11. Schleifwerkzeug nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Abstandselemente (4) als elastische Kissen ausgebildet sind, vorzugsweise aus Kunststoff oder Na turfasern.
12. Schleifwerkzeug nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass die Abstandselemente (4) jeweils einsei tig oder beidseitig, vorzugsweise lediglich am Fussbereich, an den Schleifmitteln (3) befestigt sind.
13. Schleifwerkzeug nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass der Durchmesser des Schleifwerkzeuges mindestens 500 mm beträgt.
Description:
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 bei- spielsweise 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 Hand- bearbeitung eingesetzt werden.

Diese bekannte Konstruktion eignet sich insbesondere in Form von kleinen Werkzeugdurchmessern für die Bearbeitung von har- ten 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- cher 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 aber 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, vergrössert werden, was aber bei herkömmlich bekannten Schleifwerkzeugen zu grossen Problemen bezüglich der Schleif- wirkung führt. Herkömmliche Schleifmittel würden aber 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 Kon- turen folgendes Schleifmittel geschaffen, welches insbesondere auch sehr gut für die Bearbeitung von weichen Werkstücken ein- gesetzt werden kann, wie beispielsweise aus Holz. Vorteilhaf- terweise kann das Werkzeug verhältnismässig breit gebaut wer- den, d. h. eine breite Bearbeitungsfläche aufweisen, und damit auch grosse Werkstücke mit gewölbter Oberfläche in wenigen Ar- beitsgängen bearbeiten. Insbesondere werden die Oberflächen von dreidimensional gewölbte Körpern optimal und schnell bear-

beit, selbst bei weichem Material des Werkstückes wie bei- spielsweise Holz.

Das erfindungsgemässe Werkzeug weist überdies eine hohe Le- bensdauer auf und lässt sich verhältnismässig 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 gera- der Oberfläche vorteilhaft einsetzen.

Ein Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung wird nach- stehend 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 al- ternativer 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 von- einander 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 Greifar- mes, welcher numerisch gesteuert sein kann, tangential an das rotierende Schleifwerkzeug herangeführt werden.

In Figur 2 ist nun eine Teilansicht auf eines der blattförmi- gen Schleifmittel 3 dargestellt. Das Schleifmittel 3 weist hier beispielsweise eine im wesentlichen rechteckförmige Ge- stalt auf und besitzt sich im wesentlichen in radialer Rich- tung in Bezug auf die Antriebsachse 2 des Schleifwerkzeuges erstreckende Schlitze 5,6. Die Schlitze 5,6 weisen beispiels- weise 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 ange- ordnet, dass ihre Oberkante 6'radial weiter entfernt von der Drehachse 2 angeordnet sind als die Unterkanten 5'der Schlit- ze 5, d. h benachbarte Schlizte 5,6 sind also zueinander aber- lappend 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 verhältnismässig weichem Material, wie beispielsweise Holz, bearbeitet werden können, ohne dass unre- gelmässige oder übermässiger Materialabtrag durch die Schleif- mittel 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 vorteil- hafterweise 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 hinterein- ander im Grundspannkörper 1 angeordnet, dass bei aufeinander- folgenden Schleifmitteln 3 die Schlitze 5 resp. 6 nicht unmit- telbar hintereinander angeordnet sind, sondern seitlich um mindestens die Breite der Schlitze oder grösser versetzt aus- gerichtet sind.

Die Schleifmittel 3 weisen einen herkömmlichen Aufbau aus ei- nem 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 erfindungsgemäss aber Haltestangen 7 mit dem Schleifwerkzeug resp. dem Grundspannkörper 1 des Schleifwerkzeuges verbunden. In Figur 3 ist nun die Teilan- sicht auf einen Teil des Grundspannkörpers 1 dargestellt, näm- lich der Haltescheibe 8 für die Haltestangen 7. Die vorzugs- weise 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 gestri- chelt angedeutet.

In Figur 4 ist nun detaillierter der Längsschnitt durch den äusseren Bereich des Grundspannkörpers 1 mit beiden Halte- scheiben 8 resp. 8'und eingesetzter Haltestange 7 darge- stellt. Die Haltestangen 7 werden durch jeweils auf der Au- ssenseite der Haltescheiben 8 resp. 8'angebrachte Ringe 9 ge- gen axiale Verschiebung gehalten. Die Ringe 9 werden bei- spielsweise über eine Spannverbindung 10, beispielsweise durchgehenden Spannschrauben, gegeneinander verspannt und kön- nen damit auch die Haltescheiben 8 und 8'miteinander verbin- den.

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 an- stelle von Bohrungen, wie dies die Haltescheiben 8,8'aufwei- sen, 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 anzu- ordnen. Dieses dient dazu, zu verhindern, dass sich die Hal- testangen 7 im Betrieb, gerade bei hohen Drehzahlen, unter der Belastung nach Aussen ausbiegen und im Extremfall aus den ent- sprechenden Bohrungen der Haltescheiben 8 resp. 8'herausgezo- gen werden können. Dieses Halteseil 12 dient damit in erster Linie als Sicherheitsmittel und kann mittels Spannvorrichtun- gen 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 Ausfüh- rung 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 darge- stellt, welches an einer Haltestange 7 befestigt ist. Bei- spielsweise 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 Befe- stigungsarten der Schleifmittel 3 an den Haltestangen 7 denk- bar, 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 er- sichtlich ist. Die Abstandselemente 4 sind vorzugsweise in derselben Breite wie die Schleifmittel 3 ausgebildet bei ge- ringerer 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, bei- spielsweise 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 Schleif- mittels 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 vorteilhafter- weise 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 Ab- messungen eine flexible Bearbeitungszone über die gesamte Breite des Werkzeuges erzielt, was auch die Bearbeitung von weichen Materialien wie insbesondere Holz möglich macht.