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Die Erfindung geht aus von einer
Bremseinrichtung gemäß dem Oberbegriff
des Anspruchs 1 zum Bremsen der Drehbewegung eines Schleiftellers in
einem Schleifgerät.
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Bei herkömmlichen Exzenterschleifern
führt ein
Schleifteller planparallele Schleifbewegungen aus, die von einem
elektromotorisch angetriebenen Exzenter auf den Schleifteller übertragen
werden. Hierbei ist der exzentrischen Bewegung des Schleiftellers
zusätzlich
eine Drehbewegung überlagert,
wobei die Drehgeschwindigkeit des Schleiftellers im Betrieb unter
anderem von dem Bremsmoment abhängt,
das von dem bearbeiteten Werkstück
auf den Schleifteller ausgeübt
wird. Bei einem freilaufenden Exzenterschleifer wird die Drehbewegung
des Schleiftellers dagegen vor dem Aufsetzen auf das zu bearbeitende
Werkstück
durch eine Bremseinrichtung gebremst, um ein gefahrloses und behutsames Aufsetzen
des Schleiftellers auf das zu bearbeitende Werkstück zu ermöglichen,
ohne dass die Drehbewegung des Schleiftellers dabei ruckartig abgebremst wird.
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Die Bremseinrichtung besteht bei
bekannten Exzenterschleifern aus einem elastischen Gummi- oder Kunststoffformteil,
das auf der dem Exzenterschleifer zugewandten Seite des Schleiftellers
angebracht ist und mit einer vorgegebenen Anpresskraft gegen eine
gehäusefeste
Reibfläche
drückt,
wobei die Anpresskraft parallel zur Drehachse des Schleiftellers
ausgerichtet ist.
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Vorteile der
Erfindung
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Die Erfindung sieht dagegen eine
derartige Bremseinrichtung vor, bei der die Anpresskraft zwischen
dem Schleifteller und der gehäusefesten
Reibfläche
gegenüber
der Drehachse des Schleiftellers angewinkelt ist, wobei die Anpresskraft
vorzugsweise im Wesentlichen rechtwinklig zu der Drehachse ausgerichtet
ist.
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Zum einen ermöglicht diese Anordnung vorteilhaft
einen größeren Bauraum
für die
Reibverbindung mit einem größeren Verformungsweg
der reibschlüssig
aneinander anliegenden Reibelemente, so dass eine flachere Kraft-Weg-Kennlinie
und damit ein sanfteres Abbremsen des Schleiftellers möglich ist.
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Zum anderen haben axiale Fertigungstoleranzen
der beteiligten Bauteile hierbei keinen Einfluss auf die von der
Bremseinrichtung erzeugte Reibkraft, so dass ein konstruktiv vorgesehenes Bremsverhalten
in der Praxis auch bei Fertigungstoleranzen relativ genau eingehalten
werden kann. Die erfindungs gemäße Bremseinrichtung
verhindert deshalb einerseits einen übermäßigen Drehzahlanstieg des Schleiftellers
und andererseits eine zu starke Abbremsung, die wegen starker Erwärmung an
den Kontaktflächen
den Verschleiß erhöhen würde.
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Ein weiterer Vorteil der erfindungsgemäßen Bremseinrichtung
besteht darin, dass eine einseitige axiale Belastung des Schleiftellers
bei der Bearbeitung eines Werkstücks
hierbei nicht zu einer Änderung
der Anpresskraft führt
und damit auch die Bremswirkung nicht beeinflusst.
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Vorzugsweise besteht die reibschlüssige Verbindung
zwischen einem an dem Schleifteller angebrachten Reibelement und
einem bezüglich
des Schleiftellers feststehenden weiteren Reibelement.
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Das an dem Schleifteller angebrachte
Reibelement ist vorzugsweise einstückig an den Schleifteller angeformt,
jedoch kann dieses Reibelement auch ein separates Bauelement sein,
das an dem Schleifteller befestigt wird.
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Hierbei ist vorzugsweise das an dem
Schleifteller angebrachte Reibelement elastisch, während das
feststehende Reibelement im Wesentlichen starr ist, so dass die
Anpresskraft der reibschlüssigen
Verbindung von dem elastischen Reibelement entsprechend der verformungsbedingten
Vorspannung des elastischen Reibelements auf das feststehende starre
Reibelement ausgeübt
wird.
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Es ist jedoch umgekehrt auch möglich, dass das
an dem Schleifteller angebrachte Reibelement im Wesentlichen starr ist,
während
das feststehende Reibelement elastisch ist, so dass die Anpresskraft der
reibschlüssigen
Verbindung von dem elastischen feststehenden Reibelement entsprechend
der verformungsbedingten Vorspannung des elastischen feststehenden
Reibelements auf das an dem Schleifteller angebrachte starre Reibelement
ausgeübt
wird.
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Darüber hinaus ist es auch möglich, dass beide
Reibelemente elastisch sind, so dass auch beide Reibelemente entsprechend
ihrer Verformung zu der Anpresskraft beitragen, die den Schleifteller
abbremst.
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In einer bevorzugten Ausführungsform
der Erfindung weist die Bremseinrichtung als Reibelement einen Reibring
auf, der vorzugsweise an der dem Exzenterschleifer zugewandten Seite
des Schleiftellers angebracht ist und sich mit dem Schleifteller
dreht. Hierbei bildet entweder die innere Mantelfläche oder
die äußere Mantelfläche des
Reibrings die reibschlüssige
Verbindung mit der gehäusefesten Reibfläche, so
dass die Kontaktfläche
der reibschlüssigen
Verbindung zwischen dem Schleifteller und der gehäusefesten
Reibfläche
vorzugsweise parallel zur Drehachse des Schleiftellers ausgerichtet
ist. Die Anpresskraft kann also bezüglich der Drehachse des Schleiftellers
nach innen oder nach außen
gerichtet sein.
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Vorzugsweise weist der Reibring über den Umfang
verteilt mehrere Ausbauchungen auf, so dass die reibschlüssige Verbindung
sich nicht über den
gesamten Umfang des Reibrings erstreckt, sondern jeweils auf die
Ausbauchungen beschränkt
ist.
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Die Ausbauchungen des Reibrings können hierbei
entsprechend der Anordnung der zugehörigen feststehenden Reibfläche wahlweise
nach innen oder nach außen
von dem Reibring hervorragen.
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In einer bevorzugten Ausführungsform
ist der Reibring jeweils nur im Bereich zwischen den einzelnen Ausbauchungen
an dem Schleifteller befestigt, wohingegen die Ausbauchungen selbst
am Tellergrund freigespart sind. Dies bietet den Vorteil, dass die
Ausbauchungen bezüglich
der Drehachse des Schleiftellers in radialer Richtung frei einfedern
können.
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Vorzugsweise ist der Reibring hierbei
an einem Stützring
befestigt, der an der dem Exzenterschleifer zugewandten Seite des
Schleiftellers angebracht ist. Bei der vorstehend beschriebenen
Ausführungsform
eines Reibrings mit mehreren Ausbauchungen ist der Reibring vorzugsweise
jeweils zwischen den Ausbauchungen an dem Stützring befestigt.
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Zwischen dem Stützring und dem Reibring sind
hierbei im Bereich einspringender Ecken oder Kanten vorzugsweise
Materialverstärkungen
vorgesehen, um die im Betrieb beim Einfedern der Ausbauchungen auftretenden
Kerbspannungen zu verringern.
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Die Erfindung beansprucht nicht nur
Schutz für
eine erfindungsgemäße Bremseinrichtung
allein, sondern umfasst auch eine komplette Werkzeugmaschine mit
einer derartigen Bremseinrichtung, wie beispielsweise einen Exzenterschleifer,
der ansonsten in herkömmlicher
Weise ausgeführt
sein kann.
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Weitere Vorteile ergeben sich aus
der folgenden Zeichnungsbeschreibung. In den Zeichnungen sind mehrere
Ausführungsbeispiele
der Erfindung dargestellt. Die Zeichnungen, die Beschreibung und die
Ansprüche
enthalten zahlreiche Merkmale in Kombination. Der Fachmann wird
die Merkmale zweckmäßigerweise
auch einzeln betrachten und zu sinnvollen weiteren Kombinationen
zusammenfassen.
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Es zeigen:
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1 eine
Querschnittsansicht eines Exzenterschleifers mit einer erfindungsgemäßen Bremseinrichtung,
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2a eine
Querschnittsansicht eines Schleiftellers entsprechend einem weiteren
Ausführungsbeispiel
der Erfindung,
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2b eine
Aufsicht auf den Schleifteller gemäß 2a sowie
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3–6 vereinfachte Aufsichtsdarstellungen verschiedener
erfindungsgemäßer Bremseinrichtungen.
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Beschreibung
der Ausführungsbeispiele
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Die Querschnittsansicht in 1 zeigt einen weitgehend
herkömmlichen
Exzenterschleifer 10 mit einem ebenfalls weitgehend herkömmlichen
Schleifteller 12, so dass zur Ergänzung der folgenden Beschreibung
auf die einschlägige
Fachliteratur verwiesen wird.
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Der Schleifteller 12 wird
von einem Elektromotor 14 mit einer Abtriebswelle 16 angetrieben
und führt
im Betrieb planparallele Schleifbewegungen durch.
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Auf die Abtriebswelle 16 des
Elektromotors 14 ist ein Staublüfter 18 aufgepresst,
der den im Betrieb entstehenden Schleifstaub durch Stauböffnungen 20 in
dem Schleifteller 12 absaugt und in eine abnehmbare Staubbox 22 abführt, um
eine Verunreinigung des Arbeitsplatzes und eine Behinderung der Bedienungsperson
durch den während
des Betriebs entstehenden Schleifstaub zu verhindern.
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Das auf die Abtriebswelle 16 des
Elektromotors 14 aufgepresste Ende des Staublüfters 18 ist hierbei
in einem Kugellager 24 gelagert, das in eine Aufnahmebuchse
eines Gehäuseteils 26 eingelegt
ist und dort durch Befestigungsschrauben 28 fixiert wird.
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Der Staublüfter 18 weist auf
der dem Schleifteller 12 zugewandten Seite eine zylindrische
Buchse auf, in die ein Außenring
eines doppelreihigen Kugellagers 30 eingepresst ist, wobei
die Buchse exzentrisch zu der Abtriebswelle 16 des Elektromotors 14 angeordnet
ist. Der Außenring
des Kugellagers 30 wird in der Buchse ebenfalls durch Sicherungsschrauben 32 fixiert,
die den Außenring
mittels einer Sicherungsplatte axial in die Buchse drücken. In
den Innenring des Kugellagers 30 ist wiederum ein Mitnehmer 34 eingepresst,
so dass der Mitnehmer 34 bei einer Drehung der Abtriebswelle 16 des
Elektromotors 14 eine exzentrische Drehbewegung ausführt.
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Der Schleifteller 12 ist
mittels einer Befestigungsschraube 36 an dem Mitnehmer 34 festgeschraubt,
so dass der Schleifteller 12 durch eine Lösung der
Befestigungsschraube 36 einfach ausgewechselt werden kann.
Bei einer Drehung der Abtriebswelle 16 des Elektromotors 14 führt also
auch der Schleifteller 12 eine planparallele umlaufende Schleifbewegung
aus, wobei der Schleifteller 12 aufgrund der Lagerung in
dem Kugellager 30 relativ zu dem Exzenterschleifer 10 um
eine Drehachse D frei drehbar ist.
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Der Schleifteller 12 selbst
besteht im Wesentlichen aus einem Trägerteil 42 aus PA6
GF 30, um Stabilität,
Formgenauigkeit und Temperaturbeständigkeit zu gewährleisten.
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Werkstückseitig trägt der Schleifteller 12 ein Klettgewebe 40 zur
Befestigung eines herkömmlichen
Schleifblattes.
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Darüber hinaus ist das Trägerteil 42 des Schleiftellers 12 mit
einem elastischen Schaum 38 umspritzt, wobei der Schaum 38 auf
der dem Exzenterschleifer 10 zugewandten Seite des Schleiftellers 12 zu
einem ringförmigen
Kragen hochgezogen ist, der einen kreisförmigen Reibring 44 bildet,
um die Drehbewegung des Schleiftellers 12 zu bremsen. Dies
ist insbesondere dann wichtig, wenn sich der Schleifteller 12 vor
dem Aufsetzen auf das zu bearbeitende Werkstück frei drehen kann, da die
Drehbewegung der Abtriebswelle 16 des Elektromotors 14 ansonsten
in eine annähernd
gleich schnelle Drehbewegung des Schleiftellers 12 umgesetzt
würde.
Bei einem Aufsetzen des Schleiftellers 12 auf das zu bearbeitende
Werkstück
würde die
Drehbewegung des Schleiftellers 12 dann abrupt abgebremst,
wodurch die Werkstückoberfläche beschädigt werden
könnte.
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An dem Gehäuseteil 26 des Exzenterschleifers 10 ist
mittels einer Befestigungsschraube 46 eine Reibbuchse 48 befestigt,
deren innere Mantelfläche eine
Reibfläche
bildet, wobei der Innenradius der Reibbuchse 48 geringfügig größer ist
als der Außenradius
des Reibrings 44. Bei einer Drehung der Abtriebswelle 16 des
Elektromotors 14 wälzt
sich also der Reibring 44 an der als Reibfläche dienenden
inneren Mantelfläche
der Reibbuchse 48 ab, wobei wegen der exzentrischen Bewegung
des Schleiftellers die Drehbewegung des Schleiftellers 12 durch
die zwischen dem Reibring 44 und der Reibbuchse 48 wirkende
Reibkraft abgebremst wird.
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Die 2a und 2b zeigen einen Schleifteller 12', der weitgehend
mit dem vorstehend beschriebenen und in 1 dargestellten Schleifteller 12 übereinstimmt,
so dass zur Vermeidung von Wiederholungen auf die vorstehende Beschreibung
verwiesen wird und im Folgenden für funktionsgleiche Bauteile dieselben
Bezugszeichen verwendet werden, die lediglich zur Unterscheidung
mit einem Apostroph gekennzeichnet sind.
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Eine Besonderheit des Schleiftellers 12' besteht darin,
dass an der dem Exzenterschleifer 10 zugewandten Seite
anstelle des Reibrings 44 ein kreisförmiger Stützring 50 angeformt
ist.
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An der Außenseite des Stützrings 50 ist
ein Reibring 44' einstückig angeformt,
wobei der Reibring 44' über den
Umfang verteilt mehrere nach außen
hervorstehende Ausbauchungen 52 aufweist, die sich im Betrieb
an der inneren Mantelfläche
der Reibbuchse 48 abwälzen
und den Schleifteller 12' dadurch
bremsen.
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Der Reibring 44' ist hierbei
nur im Bereich zwischen den Ausbauchungen 52 an dem Stützring 50 befestigt,
wobei zwischen den Ausbauchungen 52 und dem Schleifteller 12' ein Spalt besteht,
wie aus 2a ersichtlich
ist. Die Ausbauchungen 52 des Reibrings 44' können also
im Betrieb frei einfedern, wodurch ein kontinuierlicher Bremsvorgang
erreicht wird.
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In den einspringenden Kanten zwischen
dem Stützring 50 und
dem Reibring 44' sind
hierbei Materialverstärkungen 54 angeordnet,
damit die beim Einfedern der Ausbauchungen 52 entstehenden
Kerbspannungen nicht zu einem Bauteilversagen führen.
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Die 3 bis 6 zeigen weitere vereinfachte Aufsichtsdarstellungen
von erfindungsgemäßen Paarungen
von Reibringen und zugehörigen
Reibbuchsen entsprechend weiteren Ausführungsbeispielen, die anstelle
des Reibrings 44 und der Reibbuchse 48 in 1 vorgesehen sein können.
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So zeigt 3 einen kreisförmigen Reibring 56 und
eine kreisförmige
Reibbuchse 58, wobei der Innendurchmesser der Reibbuchse 58 geringfügig größer ist
als der Außendurchmesser
des Reibrings 56. Der Reibring 56 wälzt sich
also im Betrieb an der inneren Mantelfläche der Reibbuchse 58 ab,
wodurch der Schleifteller 12 abgebremst wird.
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Vorteilhaft an einer derartigen kreisförmigen Gestaltung
des Reibrings 56 und der zugehörigen Reibbuchse 58 ist
die einfache Herstellung.
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4 zeigt
dagegen eine kreisförmige
Reibbuchse 60 und einen Reibring 62 mit mehreren
nach außen
hervorstehenden Ausbauchungen 64, die sich im Betrieb an
der inneren Mantelfläche
der Reibbuchse 60 abwälzen,
wodurch der Schleifteller 12 abgebremst wird.
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Bei dem Ausführungsbeispiel gemäß 5 ist dagegen ein Reibring 66 vorgesehen,
der mehrere nach innen hervorstehende Ausbauchungen aufweist, so
dass der Reibring 66 an seiner Außenseite über den Umfang verteilt mehrere
Bremsflächensegmente 68 aufweist.
Die Bremsflächensegmente 68 sind
hierbei in Umfangsrichtung länger
als die Ausbauchungen 64 bei dem in 4 gezeigten Reibring 62. Hierbei
wälzen
sich die Bremsflächensegmente 68 des
Reibrings 62 an der inneren Mantelfläche einer kreisförmigen Reibbuchse 70 ab,
wodurch der Schleifteller 12 gebremst wird.
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Schließlich zeigt 6 eine Paarung aus einem Reibring 72 mit
mehreren nach innen hervorstehenden Ausbauchungen 74 und
einer kreisförmigen Reibbuchse 76,
wobei die Ausbauchungen 74 des Reibrings 72 in
diesem Ausführungsbeispiel
nicht an der Innenseite, sondern an der Außenseite der Reibbuchse 76 abwälzen und
den Schleifteller 12 dadurch abbremsen.
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Die Erfindung ist nicht auf die vorstehend
beschriebenen bevorzugten Ausführungsbeispiele
beschränkt.
Vielmehr ist eine Vielzahl von Varianten und Abwandlungen möglich, die
ebenfalls von dem erfindungsgemäßen Gedanken
Gebrauch machen und deshalb in den Schutzbereich fallen.
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- 10
- Exzenterschleifer
- 12,
12'
- Schleifteller
- 14
- Elektromotor
- 16
- Abtriebswelle
- 18
- Staublüfter
- 20,
20'
- Stauböffnung
- 22
- Staubbox
- 24
- Kugellager
- 26
- Gehäuseteil
- 28
- Befestigungsschraube
- 30
- Kugellager
- 32
- Sicherungsschraube
- 34
- Mitnehmer
- 36
- Befestigungsschraube
- 38,
38'
- Schaum
- 40
- Klettgewebe
- 42
- Trägerteil
- 44,
44'
- Reibring
- 46
- Befestigungsschraube
- 48
- Reibbuchse
- 50
- Stützring
- 52
- Ausbauchung
- 54
- Materialverstärkung
- 56
- Reibring
- 58
- Reibbuchse
- 60
- Reibbuchse
- 62
- Reibring
- 64
- Ausbauchung
- 66
- Reibring
- 68
- Bremsflächensegment
- 70
- Reibbuchse
- 72
- Reibring
- 74
- Ausbauchung
- 76
- Reibbuchse
- D
- Drehachse