R otationswerkzeug

Die Erfindung betrifft ein Rotationswerkzeug, bestehend aus einer neuartigen Antriebsnabe N und auswechselbaren neuartigen Werkzeughülsen H wie insbesondere Schmirgelhülsen und/ oder Bürstenringe.

Schmirgelhülsen und Bürstenringe werden bisher überwiegend auf starren oder elastischen Spannvorrichtungen, die beispielsweise radial aufweitbar oder axial verspannbar sind, oder als Segmentanordnung oder als Ring starr auf einer starren Antriebsnabe festgespannt. Bei den bekannten, radial auf¬ weitbaren Antriebsnaben werden Spannelemente oder ein Spanngummi beispiels¬ weise mit gegebenenfalls zwei Spannkegeln mittels Schraubverbindung axial zusammengezogen und gegen die innere Mantelfläche der Werkzeughülse ge¬ preßt. Die Mitnahme der Werkzeughülse erfolgt dabei durch Reibschluß. Unzu¬ reichendes Spannen, reibungsmindernde Einflüsse wie Verunreinigungen, bei¬ spielsweise Öl, Temperatureinflüsse oder höhere Angriffskräfte, die beson¬ ders bei Bürsten auftreten können, bewirken einen Schlupf durch ein gegen¬ seitiges Verdrehen der jeweiligen Werkzeughülse gegenüber der Antriebsnabe in Form einer Spannvorrichtυng. Auch sind derartige Antriebsnaben in der Form von Spannvorrichtungen in Richtung radial zur Werkzeugachse relativ unnachgiebig, worunter das effektive Arbeiten an profilierten und defor¬ mierten Werkstücken leidet und auch die Angriffsmittel wie beispielsweise Borsten nicht optimal zum Einsatz kommen können durch eine zu geringe Elatizitöt und Nachgiebigkeit an der Borstenwurzel und des Bürstenbandes. Außerdem können dabei die Borsten durch zu hohe Biegebelastung vorzeitig verschleißen oder zerstört werden. Die für Werkzeughülsen beispielsweise zu verwendenden bekannten und häufig gerade zur Oberflächenbearbeitung einge¬ setzten, nachfolgend unter anderem auch noch näher beschriebenen Bürsten¬ bänder sind, allerdings ohne die erfindungsgemäßen Merkmale, ansich vom Prinzip her schon seit langem bekannt und Standardartikel im Umfeld der Textilindustrie. Solche üblichen Bürstenbänder werden als Meterware auf sogenannten Kratzenmaschinen gefertigt. Nach Einführung der seriell hergestellten Flektro otoren wurden solche Bürstεnbänder dann auch zu Bürstenringen verarbeitet und beispielsweise in Leder verarbeitenden Betrieben zum Reinigen und Aufrauhen von Leder eingesetzt.

ERSATZBLATT

Aus dem DE-GM 86 23 326 ist ein Rotationswerkzeug mit großer radialer Nachgiebigkeit bekannt, bei der die Werkzeughülse von einem aufblasbaren Gummischlauch radial gespannt wird. Allerdings ist, wegen des nur geringen möglichen Arbeitsdruckes, auch nur eine schwache Abrasionsleistυng und damit nur eine geringe Arbeitseffektivität möglich. Die Konstruktion ist aufwendig, in der Herstellung teuer und nur sehr umständlich zu handhaben. Das ungewollte Durchrutschen der Werkzeughülse ist hier leicht möglich.

Der Antrieb von leistungsfähigen Werkzeughülsen, wie beispielsweise von Rotationsbürsten, ist mit dieser Spannvorrichtung als Antriebsnabe nicht zweckmäßig.

Aus der DE-OS 31 18 932 ist ein Rotationsbürstenwerkzeug mit einer Nabe als Spannvorrichtung und einer Rotationsbürste in Form eines als Ring ausgebil¬ deten Bürstenbandes bekannt geworden, bei dem die U-förmigen Borsten durch das Bürstenband hindurchtreten und radial nach außen ragen. Wesentlich für eine gute Funktion einer solchen Rotationsbürste ist dabei, daß das Bürstenband und die U-förmigen Borsten darin beim Arbeiten flexibel, dh mit einer gewissen radialen Nachgiebigkeit bzw Beweglichkeit gelagert sind, da nur so die erwünschte rückfedernd nachgiebige Ausrichtung der Borsten hinsichtlich ihrer Winkel ei nstellung beim Arbeitseingriff gewährleistet ist.

Das Bürstenband wird bei der DE-OS 31 18 932 deshalb mit einer gummi¬ elastischen, radial aυfweitbaren Spannvorrichtung betrieben. Die Antriebs¬ kraftübertragung erfolgt durch Reibschluß. Das Aufspannen des Bürstenringes ist relativ umständlich. Bei unzureichender Verspannung oder Verminderung der Reibung zB durch Ölverschmutzung an den Spannflächen ist ein Schlupf oder Durchrutschen des Bürstenringes nicht auszuschließen. Die in .der Spannvorrichtung gummi-elalastisch flexibel abgestützten Borsten im ebenso abgestützen Bürstenband haben aufgrund der verbleibenden Flexibilität zwar eine gute Abrasionswirkung, sind aber in ihrer Nachgiebigkeit begrenzt und zB bei stark profilierten Werkstücken aufgrund der Verspannung des Gummi¬ kerns und des Bürstenbandes überfordert. Bei höheren Drehzahlen von beispielsweise über 6000 Umdrehungen pro Minute kann es zu einer Bürsten- bandbeschädigung kommen, wodurch die Sicherheit beeinträchtigt wäre und Gefahren entstünden.

ERSATZBLATT

Die gleiche Rotationsbürste in Form eines als Ring ausgebildeten Bürstenbandes geht auch aus der DE-OS 31 41 983 im Unteranspruch 8 hervor. Die Antriebsanordnung dieser Bürste will dabei unter Verzicht eines Spanngummis zu verbesserten Eigenschaften kommen. Wieder steht die Erhaltung der Flexibilität des Bürstenbandes und der Bürstenborsten beim Betrieb des Werkzeuges als funktionsnotwendig im Vordergrund. Als Lösung ist dabei eine Spannvorrichtung beschrieben, die den Bürstenring axial mit axial in den Flanschen der Spannvorrichtung angeordneten Ringnuten an den Bürstenbandrändern formschlüssig umgreift um dort durch eine axiale kraftschlüssige Verspannung die notwendige, reibschlüssige Antriebs¬ verbindung herzustellen. Da ein flexibles Bürstenband verwendet wird, soll eine innen ins Bürstenband eingeschobene "Stabilisierungsbuchse" das Zusammenquetschen des Bürstenringes infolge der axialen Verspannung verhindern. Durch die starre Buchse wird aber nicht nur die radiale Beweglichkeit des Bürstenbandes nach innen und damit die Flexibilität des Bürstenbandes nachteilig behindert, sondern auch die beabsichtigte

Funktionsweise erscheint bei dieser reibschlüssigen Antriebsverbindung fraglich. Jn der Praxis können beim Arbeiten die Ringnuten das Bürstenband alleine nicht antreiben, sondern allenfalls die gegenüber dem Bürstenring starre Buchse bei genügender Reibkraft. Die Bürste bzw das Bürstenband selbst kann bei Belastung leicht in Umfangsrichtung durchrutschen, zumal der für die Axialverspannung zur Verfügung stehende axiale Spannweg infolge der gleichzeitig vorgesehenen, den Bürstenring radial außenseitig übergreifenden Axialstege begrenzt ist. Die Axialstege übernehmen daher aufgrund des Bürstenbandschlupfes, das Durchrutschen beendend, den Bürstenbandantrieb durch formschlüssige Anlage an den Borsten, in dem sie sich unmittelbar an die Borstengruppen anlegen und sich dort in Umfangsrichtung abstützen.

Das führt dazu, daß die Borsten an den Axialstegen ihre Flexibilität verlieren und sich deshalb bleibend abbiegen. Dadurch verlieren diese Borsten ihre Wirksamkeit und Lebensdauer und brechen zB bei Drehrichtungs¬ wechsel leicht ab. Wegen der axialen Ringnuten in den Flanschen und wegen der Haiiesiege werden die durch das Burstenband ansich mögliche elastische Lagerung und Winkeleinstellbarkeit der Borsten wieder stark eingeschränkt und zum Teil zunichte gemacht.

ERSATZBLATT

Überdies verkürzen die an den Borstenkörpern anliegenden Axialstege erheblich die wirksame Borstenbiegelänge und beschneiden damit den Borsten zusätzlich die für diese Bürstengattung elementar wichtige und funktionsnotwendige Flexibilität, in dem sie die Biegeelastizität der Borsten, deren freie Biegelänge und deren Neigungsmöglichkeit stark behindern. Gleichzeitig ist die Flexibilität der Bürste auch durch die starre innere Stabilisierungsbuchse sowie durch die formschlüssige starre Randeinspannung des Bürstenringes in den axialen Flanschringnuten zum Nachteil der Bürstenwirkung sehr stark verringert. Auch eine elastische Nachgiebigkeit des Bürstenringes zur Bürstenmittelachse hin ist dadurch nicht gegeben. Wird die starre Buchse gegen eine elastische Buchse ausgetauscht oder ganz weggelassen, so ist ein effizientes Arbeiten bei dem radial auf den Bürstenring wirkendem Arbeitsdruck nicht mehr möglich, weil die U-förmigen Borsten sich dann nach innen einschieben können und unter zeitraubendem Montageaufwand von Hand wieder zurückgedrückt werden müssen und/ oder auch der Bürstenring radial eingedrückt werden kann, wodurch er eine axiale Verkürzung erfährt und aus den formschlüssig fixierenden Ringnuten der Flansche springen kann, was gefährlich ist und die Funktion des Werkzeuges in Frage stellt.

Die Spannvorrichtung gemäß DE-OS 31 41 983, hat Spannscheiben bzw Flansche, die im Durchmesser größer als die zu verwendenden Werkzeughülsen ausgelegt sind. Dadurch erweisen sich die Spannscheibenränder bei der Verwendung von Schmirgelhülsen besonders beim Arbeiten auf Flächen als störend, ebenso wie die übergreifenden Axialstege. Bei der Verwendung von Bürstenhülsen bei einer solchen Spannvorrichtung dienen die übergreifenden Axialstege, wie dargelegt, ungewollt dem Antrieb, in dem sie sich beim Betrieb gegen die Borstengruppen anlegen, so daß sich die Borsten an den Kanten der Axialstege abbiegen und bei Drehrichtungswechsel abbrechen, was besonders beim Einsatz mit hochtourig laufenden Maschinen wie Winkelschleifern zu Gefahren führt. Durch die außen übergreifenden Stege wird auch der Bewegungswinkel der Borsten in Umfangsrichtung deutlich eingeschränkt und die biegeaktive Borstenlänge erheblich verkürzt. Beim Bürstenreinigen mit kurzen Borsien, wie sie zum Aufrauhen oder Fräsen eingesetzt werden, bleiben die Borsten, gleicherweise wie die Arbeitsfläche von Schmirgelhülsen, außer Funktion.

T

Die DE-OS 36 05 855 betrifft ein Schleifwerkzeug für Profilleisten aus Holz, wobei jedem der die Schleifsegmente tragenden Grundkörper zur Festlegung der Schleifsegmente zwei Spannelemente zugeordnet sind, die Vorsprünge an den Schleif Segmenten hintergreifen. Es handelt sich dabei also nicht um eine aus zwei Flanschen gebildete Antriebsvorrichtung für Rotationswerkzeuge wie Schmirgelhülsen oder Bürstenringe und diese Schrift vermittelt auch keinen Hinweis darauf, wie bei einer solchen Antriebs¬ vorrichtung das Verspannen, das Schrauben und das Abknicken von Borsten verhindert oder eine Werkzeughülse sicher von innen gehalten werden könnte.

Die DE-OS 29 30 589 befaßt sich mit einem drehend arbeitenden Abstreifer, dessen beide Flansche durch Vernieten oder Verschweißen von verbindenden Zapfen gegeneinander befestigt, also unlösbar miteinander verbunden sind.

Die DE-GM-Schrift 88 C5 136 zeigt ebenfalls eine Rotationsbürste, wie sie, bis auf die Erwähnung der herstellungsbedingten borstenfreien Bandränder, bereits im Hauptanspruch der DE-OS 31 18 932 beschrieben ist.

Aus der EP 03 39 933 A2 ist ua eine Rotationsbürste bekannt, die aus einzelnen, in Umfangsrichtung nebeneinander angeordneten Bürsten- Ringkörper-Segmenten gebildet wird, die jeweils radial von außen satt auf der Mantelfläche einer starren Nabe anliegen und dabei mit axial verlau¬ fenden Ringkörper-Rippen, die einen schmalen Fuß und breiteren Kopf aufweisen, formschlüssig in zugehörigen Axialnuten der Nabe verankert sind.

Die einzelnen, zunächst jeweils ebenen Bürstensegmente, bestehend aus Borsten in einem flexiblen Bürstenband flachen Querschnitts, sind mit ihrem Bürstenrücken auf einzelnen, ebenfalls zunächst ebenen Ringkörpersegmenten aus flexiblem polymeren Material flachen Querschnitts befestigt. Die Ringkörpersegmente tragen bürstenabgewandt die sich mit dem Abstand verbreiternden Rippen. Erst bei der Montage der Bürsten-Ringkörper-Segmente auf der Nabe werden die zuvor ebenen Segmente so gewölbt, daß sie satt auf der Nabenumfangsf lache aufliegen. Nur dazu dient die Flexibilität des ßür ^ς t ^p π- und Ringkörpermaterials, die nach der Montage im Beirieb unwirksam ist.

Erst mehrere über den Umfang nebeneinander angeordnete Segmente ergeben schließlich eine Rotationsbürste um den gesamten Nabenumfang. Die Flanken der nach Montage radial ausgerichteten Ringkörper-Rippen liegen formschlüssig an den Flanken der radialen Längsnuten der Nabe an, so daß diese formschlüssige Rippen-Nuten-Verankerung die Bürsten-Ringkörper- Wölbung um den Nabenumfang und die insbesondere die radiale Befestigung der Segmente an der Nabe vorallem gegen die Zentrifugalkraft bewirkt und sicherstellt. Eine spürbare radiale Beweglichkeit der Segmente in montiertem Zustand aufgrund der Flexibilität deren Materials ist nicht mehr gegeben wegen der satten Anlage an der Mantelfläche der starren Nabe und sie ist in diesem bekannten Falle auch nicht beabsichtigt oder erwünscht.

Aus der DE-PS 569 122 geht eine Walzenbürste für Straßenreinigungsmaschinen hervor, bei der die Bürstenbündel in starren Ringkörpern eingespannt sind und die starren Ringkörper aus Leichtmetall radial innenliegend einige ebenfalls starre Augen zum Anschluß durchgehender Ankerschrauben zum axialen Verspannen der Bürstenringe und der beiden endseitigen scheiben¬ förmigen antriebskuppelnden Stirnseiten der Bürstenwalze aufweisen. Es handelt sich somit nicht um eine Rotationsbürste mit flexiblem Bürstenband mit flachem Querschnitt, nicht um U-förmige Borstenkörper und es besteht keine radial flexible Beweglichkeit eines Bürstenbandes im Betrieb.

Es ist daher gegenüber dem Stand der Technik die Aufgabe der Erfindung, ein gegenüber den bekannten Rotationswerkzeugen verbessertes Rotationswerkzeυg zu entwickeln, das die bei den bekannten Vorrichtungen vorhandenen Nachteile vermeidet.

Dazu soll das Rotationswerkzeυg mit hoher Sicherheit arbeiten, auf jegliche Spannvorrichtung verzichten, ohne aufwendige Montagevorgänge handhabbar sein und mit ihr soll vor allem beim Betrieb die radiale Borstenband- flexibilität zum Erzielen höchster Arbeitseffektivität weitestmöglich erhalten bleibt sowie möglichst hohe Drehzahlen zu bewältigen sein.

Weiterhin soll aufgabengemäß auf jegliches Schrauben und Spannen verzichtet werden können und es soll ein gefahrloses Arbeiten in beiden Drehrichtungen, das besonders bei Schraubverbindungen immer problematisch ist, sowie ein formschlüssiger Werkzeughülsenantrieb möglich sein.

Zu den erfindungsgemäß zu vermeidenden Nachteilen der bekannten Rotations¬ werkzeuge gehört unter anderem, daß deren Axialverspannung der beiden Flansche mittels Schraubverbindung die im Betriebszustand notwendige und daher erwünschte Elastizität der Werkzeughülse negativ beeinträchtigt und stark vermindert, darüber hinaus zeitaufwendig ist und passendes Schraub-

Werkzeug beim Hülsenwechsel erfordert. Darüber hinaus sind herkömmliche Schraubverbindungen drehrichtungsabhängig und damit unsicher. Eine Schraub¬ verbindung führt außerdem zu Verspannung der Materialen, damit zu einer höheren Belastung in diesen und demzufolge zu geringerer Arbeitsbelast¬ barkeit hinsichtlich Drehzahl und Abtragsleistung sowie zu höherem Verschleiß und Haltbarkeitsunsicherheiten. Weiterhin sind die bisherigen Querschnitts-Gestaltungen der Mitnehmerarme ohne eine spannungsmindernde speziell angepaßte Formgebung, was zu Bewegungsbehinderung und plastischer Verformung von Borsten, demzufolge zu Ungleichmäßigkeiten beim Abtrag sowie zu erhöhten Belastungen an den Borsten und am Band führt, womit eine geringere Lebensdauer, höherer Verschleiß, Bruchgefahr und verringerte Belastbarkeit hinsichtlich Abtragkraft und Drehgeschwindigkeit verbunden sind. Auch die bisherige Mitnehmerarmanordnung radial außerhalb der Werkzeughülse führt in der bisher bekannten Konstruktion zu gegenseitigem Verdrehen von Antriebsvorrichtung und Werkzeughülse, dh Schlupf und Leistungsminderung, sie führt zu ungünstigem, punktυelien Formschluß mit den Borsten und zu deren unangepaßter schädlicher Bewegungsbehinderung. Demgegenüber bietet die erfindungsgemäße Werkzeughülsen- Antriebslösung höhere Sicherheit, Effektivität, Elastizität und Flexibilität, ist vielseitiger und wirkungsvoller einsetzbar, dh rationeller, einfacher, zeitsparender und zuverlässiger.

Nach der Erfindung ist eine Schnappverbindung, beispielsweise zentral in Axialansätzen angeordnet, vorgesehen wie dies in der Zeichnung als Aυsführungsbeispiel dargestellt ist. Die Schnappverbindung kann aber zB auch an den Mitnehmerarmenden oder an einem zentralen Schaft angeordnet sein und die Ausbildung als bajonettartiger Schnappverschluß ist ein Beispiel für die möglichen Ausführungsformen von solchen Schnappver¬ bindungen. Die erfinderische Lehre offenbart, vorzugsweise eine formschlüssige und entriegelbare Schnappverbindung vorzusehen, die, beispielsweise innerhalb des zentralen Ansatzes, aber auch außen am zentralen Ansatz und/oder an den Mitnehmerarmen möglich ist und die ausschließlich durch Entriegelungsmittel wie zB einen zugbetätigten Mechanismus wieder entriegelbar sein kann.

Nach der Erfindung sind auch, beispielsweise als Schlaufen ausgebildete, Mitnehmerelemente an der Werkzeughülse vorgesehen, die koaxial zu den in sie eingreifenden Mitnehmerarmen des Antriebs angeordnet sind, wodurch der Antrieb formschlüssig und damit schlupf los, sicherer und zuverlässiger ausgebildet ist.

Ein ganz zentraler, unbedingt funktionsnotwendiger Sachverhalt bei den erfindungsgemäßen Rotationswerkzeugen, insbesondere bei Rotationsbürsten ist eine flexible, rückfedernd elastische radiale Beweglichkeit des Bürstenbandes und damit auch der Borstenneigung während des Arbeits¬ einsatzes, da dadurch weitgehend die Effektivität der Rotationsbürste bestimmt ist. Eine solche, beim Betrieb stets flexibel bleibende Bürstenbandlagerung wurde zwar schon beim Stand der Technik gemäß der DE-OS 31 18 932 als wichtig angesehen und in Form einer einstellbar elastisch rückfedernden Bürstenbandabstützung auf dem Bürstenband-Träger für eine besser Arbeitswirkung angestrebt, konnte dabei jedoch nur zum Teil verwirklicht werden. Deshalb soll nun ein solches Rotationswerkzeug, zB als Rotationsbürste, erfindungsgemäß weiterentwickelt und wesentlich verbessert werden, dh die Bürstenbandflexibilität soll beim Arbeitseinsatz und damit gleichzeitig auch die elastisch rückfedernde Neigungseinstellung der sich im Eingriff befindlichen Borsten soll noch weiter verbessert werden durch die Vermeidung aller Maßnahmen, die der Flexibilität entgegenwirken. So ist erfindungsgemäß verzichtet worden auf die radiale oder axiale Bürstenband- Verspannung gemäß der DE-PS 31 18 932 oder der DE-PS 31 41 983, es ist erfindungsgemäß vermieden worden eine starre innere radiale Bürstenband- Abstützung, wie sie zB durch die "Stabilisierungsbuchse 16" gemäß der DE-PS 31 41 983 vorgesehen war, es ist erfindungsgemäß eine teilweise form¬ schlüssig verspannende Band-Fixierung durch die "Ringnuten 6" gemäß der DE- PS 31 41 983 vermieden worden und es ist erfindungsgemäß auch eine ungünstige, tangentiale Borstenanlage an den übergreifenden "Axialstegen 7" gemäß der DE-PS 31 41 983 vermieden worden. Erfindungsgemäß soll das neue Rotationswerkzeug, beispielsweise als Bürste, gegenüber den bekannten Konstruktionen auch wesentlich sicherer sein zB bei hohen Drehzahlen, es soll deutlich effektiver sein durch die Vermeidung jeglichen Schlupfes und es soll eine besondere Eignung für die Verwendung bei hohen Drehzahlen erhalten, bei gleichzeitigem Entfall von aufwendigen Spann- und Montagevorgängen sowie den nachteiligen Spannvorrichtungen.

Diese Gesichtspunkte und die erfindungsgemäß beim Arbeitseinsatz bestehen bleibende Bürstenband-Flexibilität für die spürbar-elastisch-rückfedernde radiale Bürstenbandbeweglichkeit und demzufolge auch elastisch-rückfedernd- flexible Neigbarkeit der demgegenüber nicht sehr weichen, sondern relativ starren Borsten, zB aus Stahldraht, ist ein wesentliches Ergebnis der erfindungsgemäßen Konstruktion.

Die radiale Nachgiebigkeit und Neigbarkeit sowie die elastische Halterung bzw Lagerung der Borsten bewirkt die elementar wichtige Biegeelastizität und elastische Nachgiebigkeit radial und im Winkel gegenüber der Bürstenmittelachse. So bleibt erfindungsgemäß die volle Biegeelastizität der Borsten erhalten, zugleich auch deren Bewegungswinkel in Umfangsrichtung (= Borstenneigungs-Einstellung im Bürstenband beim Arbeitseingriff), der aus der Lagerung der Borsten im elastischen Bürstenband resultiert durch radial ein- und auswärts gerichtetes Verbiegen des Bürstenbandes an der Stelle des Borstenfußes im Bürstenband und die radiale Nachgiebigkeit zur Mittelachse des Bürstenbandes und der Borsten darin. Erfindungsgemäß kann die Elastizität durch den, mit dem Bürstenband fest verbindbaren, in seiner Elastizität wählbaren Ringkörper anpaßbar sein und eine rückstellelastische Arbeitsweise der Borsten bewirken, ebenso wie es ohne den inneren Ringkörper zu einer radialen Verschiebung der Borsten kommen kann, die ein Gleichgewicht einstellt zwischen den darauf wirkenden Fliehkräften und den äußeren Arbeitsandruckkräften. Die erfindungsgemäße Rückstelleigenschaft, dh Nachgiebigkeit in Richtung Bürstenmittelachse, der Borsten, von Borstengruppen, des Bürstenbandes ist erfindungsgemäß deutlich erhöht und gesichert worden. Dazu wesentlich ist das flexible Bürstenband und gegebenenfalls der Ringkörper aus flexiblem Band, wobei gemeint ist, daß die Bänder im Arbeitseinsatz flexibel bleiben, also nicht nur aus flexiblem Material bestehen, sondern auch so angeordnet sind, daß die Flexibilität beim Arbeiten wirksam bleibt, dh es sind Ringkörper aus flexiblem Band gemeint, die im Arbeitseinsatz ebenso wirksam und flexibel bleiben und nicht durch Spannmittel unflexibler werden.

Die erfindungsgemäß vorgesehene, radial innen im Bürstenband angeordnete, zB schlaufenförmige, jeweils formschlüssige Befestigung, Aufnahme und Lagerung sowie Antriebsverbindung bzw Kupplung des Bürstenbandes über in die Schlaufen eingreifende Mitnehmerarme bzw Mitnehmerkupplungen einer

Bϋrstenband-Antriebs- und Bürstenband-Halte- sowie Bürstenbandaufnahme- Vorrichtung ermöglicht erfindungsgemäß und im Gegensatz zum gesamten bekannten Stand der Technik, daß beim Arbeiten eine Sicherheitsrotations- bürste vorhanden ist, bei der der Innenumfang des erfindungsgemäßen flexiblen Bürstenbandes oder des flexiblen Ringkörpers ohne eine unmittelbare gegenständliche innere Abstützung bleibt, zumal in Form einer starren oder die Flexibilität spürbar beeinflussenden Innenkörper- Abstützung. Nur über die radial weiter innenliegenden Schlaufen ist das Bürstenband mit oder ohne Ringkörper indirekt, aber ohne nennenswerte Beeinträchtigung der Bandflexibilität gelagert und radial fixiert.

Dadurch kann sich das Bürstenband mit oder ohne flexiblen Ringkörper beim Arbeiten im Bereich der sich jeweils gerade im Eingriff befindlichen, relativ starren Borsten so radial einwärts und auswärts verbiegen durch spürbare radiale Beweglichkeit, daß sich ua die Neigung der sich gerade im Eingriff befindlichen Borsten zur zugehörigen Bürstenband-Umfangstangente am Borstenfuß flexibel, dh rückfedernd elastisch einstellen und verändern kann im Bewegungswinkel der Borsten in Umfangsrichtung. Auch eine radiale Verschiebbarkeit der Borsten kann vorgesehen sein. Gegenüber der DE-PS 31 18 932 wird mit dem erfindungsgemäßen Rotationswerkzeυg ua ein Bürstenbσnd mit innenliegenden Schlaufen zur besseren Nutzung und Bewahrung der radialen Bürstenband-Flexibilitöt beim Arbeitseinsatz des Bürstenbandes, zur Erhöhung der Sicherheit und zur formschlüssigen Bürstenbandhalterung am Antrieb unter Vermeidung jeglicher Spannvorrichtung geliefert. Die bekannte Vorrichtung arbeitet demgegenüber reibschlüssig, der Gummikern verspannt das Bürstenband radial von innen unter reduzierender Beeinträchtigung der beim Arbeiten verbleibenden Bürstenband-Flexibilitöt, das Bürstenband wird bei Beschädigung nicht mehr festgehalten und die bekannten Nachteile einer aufwendigen Verspannung sind vorhanden.

Weitgehend entsprechendes gilt auch für die DE-PS 31 41 983, weil auch hier das Bürstenband verspannt und zudem axial und radial am Rand formschlüssig in Ringnuten fixiert und außerdem auch noch radial nach innen starr ahgestü7t wird, so daß die Bürstenbandflexibilität dadurch beim Arbeiten weitgehend unwirksam wird und außerdem auch noch die Borsten zum Teil durch Anlage an den das Bürstenband außenseitig übergreifenden Axialstegen anliegen und dadurch in der Möglichkeit zur elastisch-rückfedernden

- n -

Veränderung ihrer Neigung gegenüber dem Bürstenband zu sehr gehindert und auch scharfkantig abgestüzt einer bleibenden Verformung bzw Verbiegung ausgesetzt sind.

Ein weiteres besonders wesentliches erfindungsgemäßes Merkmal ist der form¬ schlüssige Antrieb der Werkzeughülse mit Hilfe von Mitnehmerarmen, die formschlüssig mit der Werkzeughülse zusammenwirken, entweder durch Mitneh¬ merelemente der Werkzeughülse, die zB schlaufenförmlg sein können, oder durch Anlage in Umfangsrichtung beispielsweise an den Borstenbüscheln, wozu dann speziell die besondere Querschnittskontur der Mitnehmerarme in ganz speziell angepaßter Weise kantenfrei ausgebildet ist. Durch die form¬ schlüssige Antriebsmitnahme der Werkzeughülse durch die Mitnehmerarme wird eine Leistungsminderung durch gegenseitiges Verdrehen von Antriebs¬ vorrichtung und Werkzeughülse, beispielsweise als Bürstenring, verhindert.

Wird die Werkzeughülse (H) zB durch radial innen liegende Mitnehmerarme, die axial durch das Innere der Werkzeughülse geführt sind, angetrieben und von der Antriebsnabe (N) aufgenommen, so können bei Bürstenringen die Borsten im Aktionsradius optimal beweglich und in ihrer Wirkung unbehindert zum Einsatz kommen. Der Sicherungsflansch unterbindet ein axiales Abgleiten der Werkzeughülse und wird lediglich aufgeschoben, wobei er mittels einer Schnappverbindung wie zB eines axial betätigbaren Bajonett-Verschlusses oder ähnlichem einrastet. Mühsames Schrauben und Spannen entfällt. Dadurch kann auch gefahrlos in beiden Drehrichtungen gearbeitet werden. Mit flexiblen Bürstenringen oder Schmirgelhülsen eventuell zusätzlich auch mit einer besonders elastischen, zB gummielastischen Füllung aus Elastomer oder Weichgummi ist zugleich mit einer großen Nachgiebigkeit und Elastizität ein kraftvoller Arbeitsdruck möglich. Durch die große Elastizität des Bürsten¬ ringes ist auch die Gefahr eines Abbrechens der Borsten nicht gegeben. Weitere vorteilhafte, erfinderische Weiterbildungen und alternative, parallele Lösungen finden sich in den übrigen Ansprüchen. So ist zB das Sicherungselement nur durch Aktivieren von Entsicherungsmitteln wie beispielsweise dem Betätigen einer Entsicherungsvorrichtung, zB eines Entsicherungshebels, wieder abnehmbar, damit auf diese Weise ein unbeab¬ sichtigtes Lösen verhindert ist. Aus dem gleichen Grund kann beispielsweise der Entsicherungshebel vorzugsweise als Zughebel ausgebildet und im Inneren der Werkzeugkontur versenkt sein.

Die Schnappverbindung kann an den Mitnehmerenden oder an einem zentralen Schaft vorgesehen sein und angreifen. Vorteilhaft sind innenliegende zentrische Ansätze, an denen zB am Außenumfang oder in deren Hohlraum die Schnappmechanik zB als Bajonettmechanik eingelassen sein kann, die formschlüssig ineinander greifen können und dabei nur zusammen passen, wenn die Mitnehmerarme sich auch mit den zugeordneten Ausnehmungen oder Vorsprüngen des gegenüberliegenden Flansches decken.

Eine zusätzliche Erhöhung der Sicherheit wird durch die besondere Gestaltung des Federelementes erzielt. Die freien, vorzugsweise rotationssymmetrisch angeordneten, Federschenkel weiten sich, der Fliehkraft unterliegend, im Bereich der Federspitzen mit zunehmender Umdrehungsgeschwindigkeit radial stärker auf, dh, die Haltekräfte und damit die Arbeitssicherheit erhöhen sich analog der Geschwindigkeit.

Schließlich ist eine verwendungsfähige Einheit zB mit einer geeigneten Rotationsbürste beschrieben, die jeweils weitere erfinderische Ausführungsformen des erfindungsgemäßen Rotationswerkzeuges darstellen.

Ausführungsbeispiele der Erfindung werden anhand der Zeichnung erläutert. Es zeigen die

Fig. 1 ein erfindungsgemäßes Rotationswerkzeυg mit Antriebsnabe (N) mit Antriebsflansch, Rotationsbürste und verriegeltem Sicherungsflansch im Schnitt,

Fig. 2 den entriegelten Sicherungsflansch mit gezogenem Entsicherungselement,

Fig. 3 das Rotationswerkzeug mit gelöstem Sicherungsflansch,

Fig. 4 eine kantenfreie speziell angepaßte Mitnehmerar -Querschnittskontur an einer zerlegten Antriebsnabe mit Schnappverschluß, deren Mitnehmerarrne die υnversμυrmi und ohne radiai innere Anlage bleibende Werkzeughülse, als Bürstenhülse ausgebildet, radial von außen formschlüssig übergreifend, aufnehmen,

TT

Fig. 5 die Draufsicht auf eine erfindungsgemäße Sicherheits-Werkzeughülse in Form eines Sicherheits-Rotationsbürstenringes mit verschiedenen möglichen Mitnehmerelementen 33, vorzugsweise als Schlaufen 34 ausgebildet, im Inneren des Bürstenringes 36,

Fig. 6 eine erfindungsgemäße Sicherheits-Werkzeughülse in Form eines Bürstenbandringes 31 mit radial darin angeordnetem und fest verbundenem Ringkörper 35 und Mitnehmerelementen 33 in verschieden, vorzugsweise als Schlaufen 34, ausgebildeten A usführungen,

Fig. 1 eine erfindungsgemäße Sicherheits-Werkzeughülse in Form eines

Bürstenringes 36 aus Bürstenband 31 mit fest verbundener innerer nachgiebig weicher Innenfüllung 31, die schlaufenförmige ausgesparte Öffnungen 38 als Mitnehmerelemente aufweist,

Fig. 8 einen Schnitt durch ein Rotationswerkzeug mit einer Werkzeughülse gemäß Fig 1

In Fig. 1 ist ein Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Rotationswerkzeuges im Schnitt gezeigt, bei dem der Antriebsflansch 1 den eigentlichen Werkzeughülsenträger bildet. Der Motoranschluß 3 ist in diesem Beispiel mit dem Antriebsflansch 1 fest verbunden und stellt gleichzeitig den zentralen axialen Ansatz 6 dar. Der Ansatz 6 ist innen auf gebohrt und nimmt die im Sicherungsflansch 2 angebrachte Schnappverbindungs- Verriegelungsmechanik auf. Zum Einrasten der Verschlußelemente 10 ist der Ansatz 6 mit einer rechtwinkelig ausgenommenen Ringnut 9 versehen, die in Richtung zum Motoranschluß 3 im Radius abnimmt. Der Sicherungsflansch 2 ist aufgeschoben, der Ansatz 7 ist verdrehsicher über den Ansatz 6 geschoben und die im Hohlraum von Ansatz 1 angeordneten Verschlußelemente 10 sind in den Ansatz 6 eingetaucht und in die Ringnut 9 eingerastet. Die Mitnehmerarme 4 sind zB als Rohre ausgelegt, die durch die radial innen ausgebildeten schlaufenförmiqen Mitnehmerelementen 14 der Werkzeughülse H geführt sind und dabei die Ansätze 5 auf dem Sicherungsflansch 2 form schlüssig aufnehmen.

Fig. 2 zeigt den Sicherungsflansch 2 mit gezogenem Entsicherungshebel 11. Der Hohlzyl nder 13 hat die Verschlußelemente 10 der Federhülse 8 soweit eingeschnürt, daß deren Umfangsdurchmesser kleiner ist als der Innen¬ durchmesser des Ansatzes 6. Das Entsicherungselement 11 kann in der abgebildeten Stellung nicht verharren. Die radial wirkenden Federkräfte der Verschlußelemente 10 zwingen das Entsicherungselement 11 wieder in die Ausgangs- bzw. in die Sicherungsposition mit gespreizter Federhülse 8 und radial außenstehenden Verschlußelementen 10.

In Fig. 3 ist der Sicherungsflansch 2 vom Antriebsflansch 1 gelöst, die Federschenkel der Federhülse 8 mit den Verschlußelementen 10 befinden sich wieder in ihrer gespreizten Ruhelage, das Entsicherungselement 11 ist mit dem Zugknauf 12 in ihrer axiale inneren Stellung geschützt innerhalb der axialen Außenkontur des Sicherungsflansches 2. Die Antriebsvorrichtung liegt mit gelöstem Sicherungsflansch 2 vor.

Nach Fig. 4 nehmen die Mitnehmerarme 4 die Werkzeughülse H radial von außen auf, dh es liegen die Mitnehmerarme 4 radial außerhalb des Hülsendurch¬ messers. Dabei liegen die Axialstege bzw axialen Ansätze bzw Mitnehmerarme 4 bei Bürstenwerkzeugen formschlüssig an Borstengruppen an. Durch die außen übergreifenden Stege könnte bei nicht angepaßter Querschnittskontur der Mitnehmerarme 4 der Bewegungswinkel der Borsten in Umfangsrichtung und in Richtung auf die Rotationsachse eingeengt werden und damit könnte sich die biegeaktive Borstenlänge erheblich verkürzen. Dies wird erfindungsgemäß durch eine besonders angepaßte kantenfreie, vorzugsweise allseitig konvexe

Ausbildung des Querschnitts der Mitnehmerarme 4 vermieden. Der stets formschlüssige Antrieb der Werkzeughülse H mit Hilfe der axialen

Mitnehmerarme 4 verhindert gegenüber den bekannten Ausführungen die Leistungsminderung durch gegenseitiges Verdrehen von Werkzeughülse H und Antriebsnabe N. Dadurch daß die Querschnittskontur der Mitnehmerarme 4 der sich im Betrieb des Werkzeuges entstehenden Verformungskontur von Bürstenband und Borsten angepaßt ist, können die Borsten und das Bürstenband in Aktion ihre flexibel-elastische Betriebsverformung und -läge weitgehend ungehindert einnehmen und dadurch optimal zum Einsatz kommen. Der Sicherungsflansch 2 unterbindet ein axiales Abgleiten der Werkzeughülse H von der Antriebsnabe N, wenn beide Flansche 1, 2 lösbar, zB mittels Schnappverbindung S aneinander festgelegt sind, wobei eine Vielzahl von

Ausführungsformen möglich sind.

TT

- 75 -

Um die erfindungsgemäße Ausführung des Rotationswerkzeuges aus Antriebsnabe N und Werkzeughülse H zum radial außenseitigen Aufnehmen der Werkzeughülse H von der Antriebsnabe N geeignet zu machen, sind die radial außen liegen¬ den Mitnehmerarme 4 an ihrer radial inneren Seite und an ihren beiden sich daran anschließenden Seitenbereichen zur zentrischen Halterung sowie zum Drehantrieb der Werkzeughülse H kantenfrei und mit spezieller Querschnitts¬ kontur in Umfangsrichtung ausgebildet. Hierzu können die Mitnehmerarme 4 im Querschnitt im wesentlichen kantenfrei und zumindest in den auf die Werk¬ zeughülse H einwirkenden Wirkrichtungen vorzugsweise im wesentlichen mit einer konvexen Umfangslinle, also zB in allen Wirkbereichen im wesentlichen oval oder elliptisch oder bohnenförmig, ausgebildet sein, wobei die radial außen liegende Seite vorzugsweise einen kleineren Krümmungsradius aufweist als der Radius der Werkzeughülse H oder der Antriebsnabe N oder des Siche¬ rungsflansches 2. Ferner kann die konvexe radiale Außenseite zumindest teilweise über den Umfang der Antriebsnabe N und des Sicherungsflσnsches 2 hinausreichen. Die im Querschnitt konvexe, radial innen liegende Innenseite der Mitnehmerarme 4 dient im Betrieb zur radialen Abstützung der Werkzeug¬ hülse H, beispielsweise als Bürstenbandring, wobei die konvexe Form dem Bürstenband bereichsweise eine radiale Beweglichkeit und Nachgiebigkeit infolge der Borstenbelastυng erlaubt, die von einer konkaven oder geraden Innenkontur des radial innenliegenden Mitnehmerquerschnittsverlaufes verhindert wäre. Der kantenfreie Verlauf durch die Übergangskrümmung zwischen radial innen liegender und radial außen liegender Mitnehmerarm- Querschnittskontur liegt in Radiusbereichen, die gleich dem Durchmesser der zu verwendenden Borsten entspricht, oder aber einem Vielfachen davon im Bereich des zwei bis fünffachen Borstendurchmessers. Diese Übergangs¬ krümmung kann dabei besonders vorzugsweise als Kurve ausgebildet sein, die besonders vorteilhaft zB der Biegelinienfυnktion eines einenends einge¬ spannten und andernends quer kraftbelasteten Biegebalkens entspricht, wobei die Einspannung der radial Innen liegenden Borstenhalterung im Bürstenband entspricht und die Querkraftbelastung radial weiter außen anzusetzen ist, zB entsprechend der Umfangskraft, wie sie beim Arbeiten an den freien Enden der Borstenspitzen auftreten. Auch andere Übergangskrümmungen wie Spiral - oder Evolventen-Konturen sind als vorteilhaft anzusehen. Ein Ausführungs¬ beispiel der Erfindung mit einer solchen erfindungsgemäßen kantenfreien speziellen Mitnehmerarm-Querschnittskontur ist in der Zeichnung gemäß Fig. 4 dargestellt.

E

Diese Ausführung weist einen Antriebsflansch 1 auf, an dem mindestens drei gleichmäßig über den Umfang verteilte, sich parallel zueinander sowie zur Rotationsachse parallele Mitnehmerarme 4 erstrecken, die im radial äußeren Bereich des Antriebsflansches 1 stirnseitig axial innenliegend dem Sicherungsflansch 2 zugewandt axial ausgerichtet angeordnet sind. Im mittleren Bereich kann vorzugsweise ein zentraler Ansatz 6 vorgesehen sein, der zB innen aufgebohrt ist und an dem die Schnappverbindung S angeordnet sein kann. Parallel zu dem Antriebsflansch 1 ist, axial in Richtung der Rotationsachse 2 versetzt, ein Sicherungsflansch 2 mit einer Handhabe 12, vorzugsweise als Zugknauf ausgebildet, vorgesehen.

Der Sicherungsflansch hat in seinem radiai äußeren Bereich Halteeinrichtungen 15 für die Mitnehmerarme 4 in Form von an die Kontur der Mitnehmerarme 4 formschlüssig angepaßte Ausnehmungen 15 zur axial und radial unbeweglichen aber lösbaren Festlegung der Mitnehmerarme 4 vorgesehen. Die Handhabe 12, vorzugsweise als Zugknauf ausgebildet, kann die Schnappverbindung S zwischen dem Antriebsflansch 1 und dem Sicherungsflansch 2 zB im Inneren des Ansatzes 6 entriegelnd betätigen, in der ein durch Ziehen der Handhabe 12 in Richtung der Rotationsachse Z des Rotationswerkzeuges lösbar verriegeltes Schnappmittel gelöst und entriegelt werden kann. Die Mitnehmerarme 4 sind erfindungsgemäß im Querschnitt kantenfrei und allseitig konvex zB oval so ausgebildet, daß sie eine konvexe radiale Außenseite 11 und eine gegenüber dem Stand der Technik überraschend, ebenfalls konvexe radial innere Seite 16 mit einem gegenüber der Außenseite 11 vorzugsweise zB größeren Krümmungsradius aufweisen. Die Außenseite 11 weist einen kleineren Krümmungsradius als den Radius des Sicherungsflansches 2 bzw des Antriebsflansches 1 bzw der Werkzeughülse H auf und reicht zB teilweise über den Umfang des Sicherungsflansches 2 hinaus. Mit dieserer erfindungsgemäßen Ausbildung können radial außenseitig aufnehmbare Werkzeughülsen H, beispielsweise Bürstenringe, welche im Bereich der Mitnehmerarme 4 in Umfangsrichtung keine Borsten aufweisen, aufgenommen werden, in dem der Umfang der Werkzeughülse H an dem radial innenliegenden konvexen Bereich 16 radial sich abstüzend anlegen kann. Die radial nach außen vorstehenden Borsten kommen zT seitlich an dem kantenfreien, abgerundeten, mit einer angepaßten Krümmυngskontυr versehenen Seitenbereich 18 der Mitnehmerarm querschnitte zur formschlüssigen Anlage, wodurch der Werkzeughülsenantrieb bewirkt wird.

Infolge der speziellen Abrundung des radial innenliegenden Bereiches und der borstenzugewandten Seitenbereiche 18 der Mitnehmerarme 4 werden das flexible Bürstenband und die anliegenden Borsten nicht geknickt sondern in ihrer freien, belastungsbedingten Verformung im Verformungsendbereich angepaßt abgestützt. Damit gelingt es in überraschender Weise, daß weder das Bürstenband noch die Borsten wie herkömmlich unter Belastung geknickt werden, so daß sie erfindungsgemäß ohne Beschädigung und vorzeitigen Verschleiß mit hoher Leistung die Drehantriebskraft weiterleiten und optimal arbeiten und abtragen können. Die Borsten können sich sowohl auf den ihnen zugewandten konvexen Seitenflächen 18 der Mitnehmerarme 4 mit angepaßter Krümmung, wie auch an der konvexen radialen Außenseite 11 während des Arbeitens kantenfrei anlegen, so daß keine Beschädigung oder ein Brechen der Borsten zu befürchten ist. Entsprechendes gilt auch für das bewegliche, flexible Bürstenband des Bürstenrings. Damit gelingt es in überraschender Weise, daß weder das Bürstenband noch die Borsten wie herkömmlich unter Belastung geknickt werden, so daß sie erfindungsgemäß ohne Beschädigung und vorzeitigen Verschleiß mit hoher Leistung die Drehantriebskraft weiterleiten und optimal arbeiten und abtragen können.

Die Borsten können sich sowohl auf den ihnen zugewandten konvexen Seitenflächen der Mitnehmerarme 4 mit angepaßter Krümmung, wie auch an der konvexen radialen Außenseite 11 während des Arbeitens kantenfrei anlegen, so daß keine Beschädigung oder ein Brechen der Borsten zu befürchten ist. Entsprechendes gilt auch für das bewegliche, flexible Bürstenband des Bürstenrings.

Eine Aufgabe der Erfindung besteht auch darin, ein Rotationswerkzeug mit hoher Sicherheit wie zB eine Sicherheitsrotationsbürste zu entwickeln, die die bei der Würdigung des Standes der Technik genannten Gefahren und Sicherheitsnachteile vermeidet und die stattdessen bei hoher Effektivität, Leistung und Drehgeschwindigkeit mit hoher Sicherheit arbeitet und dabei auf jegliche Spannvorrichtung verzichtet, ohne aufwendige Montagevorgänge handhabbar ist und mit der vor allem beim Betrieb die radiale Borstenbandflexibilität zum Erzielen höchster Arbeit seffektt ^' M erhalten bleibt sowie möglichst hohe Drehzahlen zu bewältigen sind.

- 78 -

Diese Aufgabe kann nach der erfindungsgemäßen Lösung auch eine solche formschlüssige Mitnahmekonstruktion zwischen der Antreibsnabe N und der

Werkzeughülse H aufweisen, wie sie den beispielhaften Ausführungen in der Fig. 5 und in der Fig. 6 zu entnehmen sind.

Das Werkzeug, zB als Sicherheitsrotationsbürste, zB zur Oberflächenbearbeitung ist dabei mit folgenden Merkmalen ausgestattet: Es ist ein ein- oder mehrteiliges flexibles Werkzeugband 36, zB Bürstenband 31, mit flachem Querschnitt vorgesehen, das als geschlossener Ring, zB Bürstenring ausgebildet sein kann. Als Bürstenring sind dann an dem Bürstenband 31 Borstenkörper 32 befestigt, die Borstenkörper 32 sind U- förmig ausgebildet, wobei ihre freien Schenkel zumindest teilweise radial nach außen durch das Bürstenband 31 durchtreten und mit ihren freien Enden überwiegend radial nach außen aus dem Bürstenband 31 ragen. Das Bürstenband 31 bleibt unverspannt und behält auch beim Arbeiten eine spürbare radiale Flexibilität bei, die beim Betrieb eine spürbare radial nach innen und außen gerichtete elastische Beweglichkeit des Bürstenbandes 31 zuläßt. Im Inneren des Bürstenbandes 31 können, zB als Schlaufen 34 ausgebildete, Mitnehm er ei emente 33 zum formschlüssigen Eingreifen einer Mitnehmerkupplung zum Antrieb des Bürstenbandes 31 angeordnet sein. Durch die Anordnung der Mitnehm er el emente 33 innerhalb des Bürstenrings werden erhebliche Vorteile geschaffen. Die formschlüssige Antriebs-Verbindung verhindert zuverlässig Schlupf, dh ein Verdrehen des Bürstenringes gegenüber der Mitnehmerkupplung und erspart jegliche Spannvorrichtung und den Spannvorgang.

Wegen des Wegfalls der nachteiligen axialen Haltestege gegenüber der Bürste gemäß der DE-OS 31 41 983 bleibt die funktionsentscheidende Bürsten- Flexibilität aufgrund der Biegeelastizität der Borsten voll erhalten, ebenso wie der funktionsnotwendige Borsten-Bewegungswinkel in Umfangsrichtung, der aus der Lagerung der Borsten im elastisch-flexibel beweglichen Bürstenband resultiert, also infolge der auch beim Arbeiten weitgehend unbeeinträchtigt bleibenden Bandflexibilität, da auch beim angetriebenen Bürstenband infolge der formschlüssigen Bürstenringaufnahme in der. Schlaufer, stets radial ein- und auswärts noch eine spürbare örtliche Beweglichkeit der einzelnen Bürstenbandbereiche, dh die elastische Flexibilität des Bürstenbandes erhalten bleibt.

Durch das mögliche Freiliegen der Borstenwurzeln der U-förmigen Borsten am Innenumfang des Bürstenbandes 31 des Bürstenringes können die Borsten oder Borstengruppen υU beim Betrieb mit Überwindung der auf die Borsten wirkenden Fliehkraft durch die an den Borsten wirkenden Arbeitskräfte weitgehend ungehindert radial etwas nach innen durch das Bürstenband eingeschoben werden, wenn keine innenseitige Abstützung vorgesehen ist, was in einigen Anwendungsfällen erwünscht sein kann, wenn zB eine stark profilierte Oberfläche zu bearbeiten ist, so daß dabei ein Eintauchen der Borsten begünstigt wird. Die Ausbildung der Mitnehmerelemente 33 als Schlaufen 34 hat zudem den besonderen Vorteil, daß bei einem Störfall die Rotationsbürste weiterhin an die Mitnehm erkυpplung des Antriebs formschlüssig gekoppelt bleibt.

Gemäß Fig. 6 wird in einer Weiterbildung der Erfindung nach Fig. 5 in dem Bürstenring 36 ein zusätzlicher Ringkörper 35 angeordnet, durch den auch die Schlaufen 34 gebildet werden können. Dieser Ringkörper 35 verhindert das Hineinschieben der Borsten aus dem Bürstenring in Richtung zur Bürstenmittelachse. Die Bürsten-Flexibilität, dh deren Nachgiebigkeit zur Mittelachse hin und die Elastizität der Borsten und Borstengruppen in ihrer Winkelstellung zur Umfangstangente lassen sich durch Bestimmung von Dicke und Materialzusammensetzung des Bürstenringes 35 und des Ringkörpers einstellen. Bei Zusammenschluß mehrerer Bürstensegmente zu einem Ring ist es möglich, verschiedene Borstentypen in einer Rotationsbürste zu verbinden. Der mit dem Bürstenband fest verbundene (vulkanisiert, geklebt, vernäht), in seiner Elastizität bzw Flexibilität einstellbare Ringkörper 35 bewirkt eine rückstell -elastische Arbeitsweise der Borsten, ohne daß sich diese irreversibel, aus dem Bürstenband 31 heraus, radial ins Innnere des Bürstenringes schieben lassen.

Gemäß Fig. 1 kann in einer weiteren erfinderischen Ausführung die Rückstelleigenschaft (Nachgiebigkeit des Bürstenbandes 31 in radialer Richtung, also hin zu und weg von der Bürstenmittelachse) der Borsten 32 und Borstengruppen durch ein im Bürstenring 36 fest verankertes weichelasiisches Elastomer 31, zB durch Einbringen von Moosgummi o.a., in den hohlen Bürstenring 36 erhöht werden. Zum formschlüssigen Eingriff einer Mitnehm erkupplυng in die Bürstennabe können die Schlaufen oder entsprechende schlaufenartige, zu den Achsen der Mitnehmerarme koaxiale

Aυsnehmungen 38 ausgespart bleiben. Zeigte also Fig. 5 die Draufsicht einer erfindungsgemäßen Sicherheitsrotationsbürste mit verschiedenen möglichen Mitnehmerelementen im Inneren eines innen ungefüllten freien des Bürsten¬ ringes 36, so ging aus Fig. 6 eine Sicherheitsrotationsbürste mit fest verbundenem Ringkörper 35 und in verschiedener Weise angeordneten Schlaufen 34 hervor, während Fig. 1 eine erfindungsgemäße Sicherheitsrotationsbürste mit oder ohne fest verbundenem Ringkörper aber jeweils mit nachgiebig weicher Innenfüllung 31 des Bürstenringes 36 zeigt, in der lediglich Ausnehmungen 38 zur Mitnahmekupplung angeordnet sind.

Fig. 8 stellt eine Schnittzeichnung der Rotationsbürste gemäß den Aus¬ führungen nach Fig. 5 bzw Fig 6 bzw Fig 1 dar. Die Fig. 5 stellt dabei verschiedene Ausführungsbeispiele einer erfindungsgemäßen Sicherheits¬ rotationsbürste dar, bei der U-förmige Borsten 32 durch das Bürstenband 31 gesteckt sind. Das Bürstenband 31 ist zu einem Ring verriegelt, wobei die freien Borstenenden radial nach außen ragen. Im Inneren des Bürstenringes 36 sind schlaufenförmige Mitnehmerelemente 33 angebracht, die zugleich mehrere Bürstenbandsegmente zu einem Ring verbinden können. Die Mitnehmer, zB Mitnehmerarme 4, einer Antriebskupplung werden in die Mitnehmerelemente 33 geschoben, bilden damit die Bürstenbandlagerung und -halterung unter Beibehaltung einer radial nachgiebig-flexiblen spürbaren Bürstenbandbe- weglichkeit und ermöglichen damit gleichzeitig den formschlüssigen Bürsten- band-Antrieb. Detail A in Fig. 5 bildet einen innen im Bürstenband 31 befestigten schlaufenförmigen Mitnehmer 33 ab, Detail B in Fig. 5 den Fuß eines schlaufenförmigen Mitnehmers 33, der gleichzeitig Bürstenbandsegmente verbindet, Detail C in Fig. 5 einen solchen Mitnehmer 33 mit dem schlaufen¬ förmigen Kopfstück, der Schlaufe 34. Detail D in Fig. 5 zeigt eine Mitneh¬ mer-Schlaufe 34, die durch Kleben, Vulkanisieren, Nähen oder Klammern aus dem Bürstenband 31 selbst geformt ist. Bei der Fig. 6 ist die Sicherheits¬ rotationsbürste innen mit einem elastisch-flexiblen, fest verbundenen Ring¬ körper 35 versehen, wobei die Mitnehmer 33 im Detail A, B, C und D ähnlich gestaltet sind wie in Fig. 5. Detail E von Fig. 6 zeigt eine aus dem Ring¬ körper 35 geformte Mitnehmer-Schlaufe 34. Eine erfindungsgemäße Sicher¬ heitsrotationsbürste mit fest verbundenem Ringkörper 36 und mit einer weichelastisch-nachgiebigen Innenfüllung 31 zeigt Fig. 1. Die Innenfüllung 31 kann aus Moosgummi oä bestehen und ist innen mit dem Bürstenband 31 oder dem Ringkörper 35 fest verbunden.

In der Füllung 31 sind schlaufenartige Ausnehmungen 38 zu sehen, in die die Antriebskupplung eingreifen kann.

Fig. 8 zeigt einen Schnitt durch eine Sicherheitsrotationsbürste der vorbeschriebenen Art. Die U-förmigen Borsten sind bis zum Anschlag durch das Bürstenband 31 geschoben und werden von dem fest mit dem Bürstenband 31 verbundenen flexiblen Ringkörper 35 abgestützt. Eine mit Antriebsflansch 7 für Motoren versehene Mitnehmerkupplung ist durch die Mitnehmer-Schlaufen

34 bzw Mitnehmer-Ausnehmungen 38 geschoben und mit einem Deckel- bzw Sicherungsflansch 2, beispielsweise mittels Schnappverbindung, verriegelt. Da der flexible Bürstenbandring mit oder ohne flexiblem Ringkörper 35 an seiner Innenumfangsf lache nicht starr abgestützt ist, behält das Bürstenband funktionsentscheidend vorallem radial elastische Flexibilität für eine spürbare radiale elastische Nachgiebigkeit und Borsten- Neigungseinstellung bei. Die hier beispielsweise als Mitnehmerschlaufen 34 ausgebildeten Mitnehmerelemente 74 können erfindungsgemäß auch andersartig zur formschlüssigen Verbindung mit den Mitnehmerarmen 4 bzw axialen Ansätzen A ausgebildet sein.

Ein wesentlicher weiterer Teil des erfindungsgemäßen Rotationswerkzeuges ist insbesondere auch bei der Verwendung kleinerer Drehzahlen die mögliche Anordnung eines unter Fliehkraft wirkenden radial elastisch aufweitbaren Masseringes innerhalb der Werkzeughülse H, um dieser Hülse vorteilhafterweise insbesondere auch bei geringeren Drehzahlen eine drehzahlabhängige innere AbStützung zu ermöglichen, um besonders hohe Arbeitsleistung und Arbeitsdr uckkräfte auch in radialer Richtung zu ermöglichen. Angedeutet ist ein solcher Massering gestrichelt in Fig. 5, allerdings nur in einem Segmentausschnitt. Der eigentliche Massering 50 kann dabei aus den der Fliehkraft ausgesetzten Masse-Ringelementen 50 bestehen, die zB mittels radialer Führungsschäfte 52 in einem geschlossenen Haltering 51 radial beweglich geführt sein können und zB mittels Federn 54, die sich am Haltering 51 und an den Masse-Ringelementen 50 und/oder über Anschläge 55 an den Führungsschäften 52 abstützen können, radial vorbeiasiei werden können, während die Masseringelemente 50 dann bei den Arbeitsdrehzahlen das Bürstenband 31 vorwählbar drehzahl abhängig und dabei gleichzeitig elastisch-flexibel radial abstützen können.

Diese beispielhafte Ausgestaltung des Masseringes kann aber auch durch geschlitzte Masseringhülsen aus rückfedernd-elastischem Material bestehen, die im Ruhezustand radial nicht aufgeweitet zB nur leicht am Innenumfang des Bürstenbandes 31 anliegen können, oder zB auch aus einer Masseringschicht in Form von Ringsegmenten bestehen, zB aus Metall oder Elastomer usw, die im Ruhezustand zB nicht oder zB nur geringfügig am

Innendurchmesser des Bürstenbandes 31 anliegen und fest verbunden von der Außenumfangsf lache einer rückfedernd-elastischen Weichgummi füllung radial im Inneren des Bürstenbσndes getragen werden.

Daneben sind auch noch zahlreiche weitere Ausführungsbeispiele für die Ausbildung eines solchen Masseringes möglich und Bestandteil der Erfindung, wobei sich der Aυßendurchmesser des erfindungsgemäßen Masseringes drehzahlabhängig unter der auf ihn einwirkenden Fliehkraft rückfedernd- elastisch vergrößern will und demzufolge radial nach außen drehzahlabhängig von innen auf den Bürstenring und/oder die Borstenwurzeln einwirkt, wobei der rückfedernd-elastisch ausgebildete Massering im Ruhezustand einen kleineren Durchmesser aufweist und sich im Betrieb vorzugsweise am Bürstenband 31 anliegend abstützt, zumindest über einen Teil des Umfangs.

Bei dem erfindungsgemäß vorgesehen, gegebenenfalls in der Werkzeughülse H frei und zwar radial innerhalb der Werkzeughülse H koaxial zu dieser anzuordnende, elastisch-aufweitbarer Massering R kann es sich beispielsweise überwiegend um ein rückfedernd elastisches Elastomer und/oder Metall handeln. Dieser vorzugsweise bei kleineren Drehzahlen und hohen Arbeitskräften einzusetzende Massering ist dabei unter den in ihm selbst wirksam werdenden Fliehkräften, zB drehzahlabhängig, radial elastisch aufweitbar und steht mit der radial inneren Umfangsfläche der Werkzeughülse H so in Verbindung, daß sich der Massering R drehzahlabhängig radial nach außen an der Innenumfangsf lache der Werkzeughülse H, beispielsweise am Bürstenbandinnendurchmesser mit den Borstenwurzeln, abstützen kann.

Ebenso ist Teil der Erfindung auch das weitere Vorsehen einer speziellen

Eigenkühlung des Rotationswerkzeuges insbesondere bei hohen Drehzahlen und hoher Leistung.

BLATT

Hierzu ist das erfindungsgemäße Rotationswerkzeug, bestehend aus Antriebsnabe N und auswechselbarer Werkzeughülse H ua versehen mit an der Antriebsnabe N und/oder an der Werkzeυghülse H angeordneten zusätzlich ausgebildeten Strömungsleitflächen. Diese zusätzlich vorgesehenen Strömungsleitflächen bewirken beim Arbeiten des Rotationswerkzeuges eine Kühlwirkung auf das Rotationswerkzeuge dadurch, daß sie eine zusätzliche Strömung des das Rotationswerkzeug umgebenden Mediums, beispielsweise der Luft, am Rotationswerkzeug bewirken und wobei die Strömungsleitflächen beispielsweise in Form einer Turbine bzw eines Verdichters und/oder eines Flügel- oder Schaufelrades ausgebildet sein können. Damit erfolgt die erzeugbare zusätzliche Strömung des umgebenden Mediums überwiegend axial durch das radial Innere der Werkzeughülse H und/oder über die äußere Oberfläche des Rotationswerkzeuges, wobei die beispielsweise turbinen- oder flügelradartigen Strömungsleitflächen überwiegend axial an einem der Flansche 1 bzw 2 der Antriebsnabe N oder an beiden, an der dem jeweils anderen Flansch 2 bzw 1 abgewandten Stirnseite oder aber überwiegend radial innerhalb der Werkzeughülse H in der Antriebsnabe N angeordnet sind.

Angedeutet ist eine solche Kühlung, zB als Innenkühlung, schematisch in der Fig. 8 beispielhaft durch radial weiter innenliegende Öffnungen 47 in der einen Flanschwand, die gleichzeitig axial außen Schaufelrippen 43 tragen kann, die beim Drehen des Bürstenwerkzeυges einen Staudruck der Umgebungsluft in die Öffnung 47 erzeugen und dadurch gemäß den angedeuteten Strömungspfeilen einen Luftstrom in das Innere des Rotationswerkzeuges leiten, wobei in der anderen Flanschwand zB radial weiter außen liegende Öffnungen 42 angeordnet sein können, durch die der Luftstrom aus dem Inneren des Rotationswerkzeuges wieder nach Außen austreten kann, wobei an den Öffnungen 42 zusätzlich angeordnete Schaufelrippen vorgesehen sein können, die hier beim Drehen des Rotationswerkzeuges an den Öffnungen 42 einen Unterdruck erzeugen, so daß gemäß den gezeichneten Strömυngspfeilen der Luftstrom hier das Werkzeug kräftig strömend wieder verläßt. Dabei sind zahlreiche solche Öffnungen 47 und 42 möglich, ebenso wie andere Gestaltungen und Ausführungen der Strömungsflächen innen und außen am Rotationswerkzeug, zB innen auch als gewindeπrtiπ verschraubte Leit flächen usw.

ATZBLATT

Dabei können beim erfindungsgemäßen Rotationswerkzeug die Strömungsleitflächen die zB nach Art eines Verdichters oder einer Turbine und/oder eines Flügelrades oder eines Schaufelrades arbeiten, oder sie können vorzugsweise stattdessen oder auch in Verbindung damit zB auch die Massenkräfte des Strömungsmediums nutzen wie beispielsweise durch Nutzung der Zentrifugalkraft und/oder der Trägheit, die auf das Flυld bei drehendem Werkzeug wirken. Hierzu wären zB geeignet angeordnete Öffnungen auf unterschiedlichen Radien von der Drehachse zweckmäßig, beispiels-weise in Verbindung mit schaufeiförmiger Oberflächenkontur, beispielsweise an den Flanschen 7 und/oder 2.

Die erfindungsgemäße Rotationswerkzeug-Eigenkühlung sowie die erfindungsgemäße drehzahlabhängig arbeitende Massenring- Werkzeughülseninnenabstüzung sind in der Zeichnung nur schematisch angedeutet und zwar in den Figuren 5 und 8 und nicht in einer eigenen Figur gesondert dargestellt. Sie sind aber nicht nur auf die genannten A usführungsbeispiele beschränkt.

Bei dem vorliegenden erfindungsgemäßen Rotationswerkzeug sind die einzelnen zu höherer Effektivität, Leistung, Sicherheit usw gegenüber dem Stand der Technik beitragenden Ausführungformen bereits jeweils einzeln geeignet, Verbesserungen gegenüber dem Bekannten zu bewirken und dessen spezifischen Nachteile zu vermeiden, sie können aber auch in jeglicher Kombination untereinander bzw miteinander angewandt und ausgebildet werden, um je nach Bedarf eine optimale Anpassung des Werkzeuges an die jeweils notwendigen praktischen Bedürfnisse des Anwendungsfalles zu gewährleisten und dabei in jedem Falle besser als der vergleichbare Stand der Technik zu arbeiten und dessen jeweiligen Nachteile zumindest teilweise, möglichst jedoch vollständig zu vermeiden, wobei die Erfindung nicht auf die jeweils dargestellten Ausführungsbeispiele beschränkt sein soll, sondern alle alternativen und äquivalenten Mittel ebenso Bestandteil der Erfindung sein sollen.