DE19733463A1 - Schleifmaschine - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Schleifmaschine nach dem Oberbe­ griff des Patentanspruchs 1.

Die Erfindung beschäftigt sich mit dem Problem, eine nach dem Kreuzschliff-Schleifprinzip arbeitende Schleifmaschine eines Schwingschleifertyps zu schaffen.

Eine entsprechende Lösung zeigt eine gattungsgemäße Schleif­ maschine mit dem kennzeichnenden Merkmal des Patentanspruchs 1 auf.

Zweckmäßige Ausgestaltungen sind Gegenstand der Unteransprü­ che, auf die im einzelnen noch bei der Beschreibung des in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispieles näher ein­ gegangen werden wird.

In der Zeichnung zeigen

Fig. 1 eine perspektivische Darstellung einer Handschleif­ maschine mit einem teilweise aufgebrochenen Gehäuse,

Fig. 2 eine vergrößerte Ansicht des aufgebrochenen Schleif­ maschinenteiles,

Fig. 3 eine Ansicht auf die Schleifscheiben der Schleifma­ schine in Richtung des Pfeiles III, IV in Fig. 2,

Fig. 4 die in Fig. 3 dargestellte Ansicht der Schleifschei­ ben mit gleichmäßig versetzten Lagen der Schleif­ scheiben gegenüber dem Schleifscheibengehäuse.

In einem Trägergehäuse 1 einer Handschleifmaschine ist ein Schleifkörper-Träger 2 drehbar gelagert. In dem Träger 2 sind gleichmäßig über dessen Umfang verteilt drei Schleif­ körper in der Form runder Schleifscheiben 3 gelagert. Die Drehachsen 4 der Schleifscheiben 3 verlaufen parallel zuein­ ander, sowie parallel zu der Drehachse des Trägers 2. Die Schleifscheiben 3 werden auf eine zu beschleifende Arbeits­ fläche flach aufgesetzt. Der Kraftschluß gegenüber der zu beschleifenden Fläche kann allein durch das Gewicht der Schleifmaschine erzeugt sein.

Die Drehung der Schleifscheiben 3 um deren jeweilige Achse 4 bewirkt der Träger 2, in dem die Schleifscheiben 3 gelagert sind. Konkret erfolgt dieser Antrieb mit Hilfe einer Zahn­ riementrieb-Einrichtung und funktioniert wie folgt.

Von einem nicht dargestellten Elektromotor direkt angetrie­ ben wird der Träger 2 über eine zentrale in der Zeichnung nicht dargestellte Antriebswelle. Die drehbar um Achsen 4 in dem Träger 2 gelagerten Schleifscheiben 3 sind mit Zahnrä­ dern 6 versehen, wobei eine dieser Schleifscheiben 3 zwei derartige, übereinanderliegende Zahnräder 6 besitzt. Bei der Schleifscheibe 3 mit den zwei übereinanderliegenden Zahnrä­ dern 6 greift ein Zahnriemen 9 an dem oberen Zahnrad 6 an, der mit einem zentral angeordneten feststehenden Zahnritzel 7 zusammenwirkt. Das Zahnritzel 7 ist über ein Rohr 8 an dem Gehäuse der Schleifmaschine befestigt. Durch dieses Rohr 8 verläuft die nicht gezeichnete Antriebswelle des Trägers 2. Bei drehendem Träger 2 wird auf diese Weise diese eine Schleifscheibe 3 von dem sich auf dem Zahnritzel 7 abrollen­ den Zahnriemen 9 angetrieben. Für den Antrieb der anderen beiden Schleifscheiben 3 sorgt ein deren Zahnräder 6 umgrei­ fender zusätzlicher Zahnriemen 5, der mit dem zweiten Zahn­ rad 6 der von dem Zahnriemen 9 angetriebenen Schleifscheibe 3 verbunden ist.

Das Übersetzungsverhältnis zwischen der Drehzahl des Trägers 2 und den Schleifscheiben 3 kann beispielsweise 1,1 betra­ gen, wobei dieses mit Bezug auf die Schleifscheibendrehung eine Übersetzung ins Schnelle oder Langsame bewirken kann. Entscheidend ist lediglich folgendes.

Bei der Drehung des Trägers 2 soll sich die Winkelstellung der einzelnen Schleifscheiben 3 gegenüber dem Träger 2 wäh­ rend einer Umdrehung des Trägers 2 kontinuierlich, jedoch insgesamt lediglich um einen geringen Betrag, verändern. Bei einem Übersetzungsverhältnis von 1 würde sich die Winkel­ stellung der einzelnen Schleifscheiben 3 gegenüber dem Trä­ ger 2 nicht verändern. Weicht das Übersetzungsverhältnis mit 1,1 um 10% von einem Übersetzungsverhältnis von 1 ab, so verändert sich die Winkelstellung je Umdrehung um theore­ tisch 36°.

Zur Verdeutlichung der Drehwinkelabweichung der einzelnen Schleifscheiben 3 je einer Umdrehung des Trägers 2 ist in der Darstellung der Schleifscheiben 3 in den Fig. 3 und 4 bei diesen jeweils eine virtuelle Achse 10 eingetragen. Zeigt die Darstellung der Schleifscheiben 3 in Fig. 3 eine Ausgangsstellung des Trägers 2 und die Darstellung in Fig. 4 den Träger 2 nach einer Umdrehung, so haben sich die virtu­ ellen Achsen 10 bei einem Übersetzungsverhältnis von 1,1 um 36° gegenüber der Ausgangslage verdreht.

Die Funktion der erfindungsgemäßen Schleifmaschine ist wie folgt.

Bei einem rotierenden Träger 2 rutschen die Schleifscheiben 3 auf einer Kreisbahn über eine zu beschleifende Arbeitsflä­ che. Dabei drehen sich die Schleifscheiben über den Zwangs­ antrieb des Riementriebes um ihre jeweilige Achse 4. Die Drehung ist dabei - wie in der Fig. 4 angegeben - vorteil­ hafterweise gegenläufig zur Drehrichtung des Trägers 2. Die Schleifscheiben 3 scheinen optisch mit ihren virtuellen Ach­ sen 10 nahezu stehenzubleiben. In Wirklichkeit drehen sich die Schleifscheiben 3 bei jedem Umlauf des Trägers 2 - abge­ sehen von einem gewollten geringfügigen Versatz - etwa ein­ mal um ihre jeweilige Achse 4. Gewollt ist eine geringfügige Abweichung bei jeder Umdrehung des Trägers, um einen Winkel­ versatz der Schleifscheiben 3 gegenüber der vorausgegangenen Ausgangslage gegenüber dem Träger 2 zu erhalten. Der Versatz kann vor- oder rücklaufend sein. Bei vorlaufendem Versatz werden die Schleifscheiben 3 in Drehrichtung des Trägers 2, bei rücklaufendem Versatz gegen die Drehrichtung des Trägers 2 versetzt. Bei vorlaufendem Versatz der Schleifscheiben 3 beträgt die Drehung der einzelnen Schleifscheiben um ihre jeweilige Drehachse 4 etwa 396° pro Trägerumlauf (= 1,1 Um­ drehung) und bei rückläufigem Versatz etwa 324° (= 0,9 Um­ drehung). Nach etwa fünf Umdrehungen des Trägers 2 haben sich die Schleifscheiben um 180° gegenüber dem Träger 2 ver­ dreht. Bei zehn Umdrehungen des Trägers 2 nehmen die virtu­ ellen Achsen 7 auch bezüglich der Lage ihrer Endpunkte wie­ der ihre ursprüngliche Ausgangsstellung ein.

Durch den kontinuierlich ablaufenden Winkelversatz der Schleifscheiben 3 beim Drehen des Trägers 2 kommen die ein­ zelnen Schleifkörner in der Schleifscheibenoberfläche nicht in ihre vorhergehende Umlaufbahn zurück.

Durch den ständigen Wechsel der Umlaufbahnen der einzelnen Schleifkörner werden die Riefen eines Umlaufes in der zu be­ schleifenden Fläche beim folgenden Umlauf sofort überschlif­ fen und verwischt. Dabei bleibt die einzelne Riefe flach, da sie nur in einem einzigen Umlauf entsteht. Es liegt ein ech­ ter Kreuzschliff vor, in dem sich die Umlaufbahnen der ein­ zelnen Schleifkörner überkreuzen. Durch die Schleiftechnik des Kreuzschliffes wird zu beschleifendes Holz nicht aufge­ rissen, insbesondere nicht bei einem Grobschliff mit einer groben Körnung. Dadurch wird bei einem nachfolgenden Mittel- und Feinschliff Zeit eingespart. Ein Feinschliff mit bei­ spielsweise einer Körnung 100 ist absolut riefenfrei. Nach einem Finish-Schliff sind weder Riefen noch Schleifstriche sichtbar.

Zur guten Führung der Schleifmaschine auf einer zu beschlei­ fenden ebenen Arbeitsfläche ist diese außerhalb des von den Schleifscheiben 3 eingenommen Raumes mit einer Stützrolle 11 versehen. Gegenüber der von den Arbeitsflächen der Schleif­ scheiben 3 aufgespannten Ebene ist die Auflagefläche der Stützrolle 11 höhenmäßig versetzt. Dadurch liegt eine leicht geneigte Arbeitsebene der Schleifscheiben 3 gegenüber einer von den Schleifscheiben zu beschleifenden Arbeitsfläche vor. Hierdurch wird ein besonders gutes Schleifergebnis erzielt. Die Neigung ist äußerst gering und beträgt beispielsweise 2°. Die Neigung ist mit Bezug auf die Stützrolle dabei der­ art, daß der sich durch die Neigung in einem Bereich der Ar­ beitsebene der Schleifscheiben gegenüber der zu beschleifen­ den Fläche ergebende größere Abstand der Stützrolle 11 be­ nachbart ist.

Die Mechanik des für die erfindungsgemäße Schleifmaschine eingesetzten Zahnriemengetriebes ist einfach. Die vorzugs­ weise drei Schleifscheiben 3 werden jeweils über ihre Achsen 4 angetrieben und gesteuert. Eine vorteilhafte Besonderheit bei diesem Riementrieb besteht darin, daß der Zahnriemen 9, mit dem die Schleifscheiben 3 angetrieben werden, an einem ruhenden zentralen Zahnritzel 7 anliegt. Über eine Antriebs­ welle ist allein der Träger 2 angetrieben. Der erfindungsge­ mäße Zahnriementrieb ist insbesondere laufruhig und war­ tungsfrei. Anstelle eines Zahnriementriebes kann selbstver­ ständlich auch ein ausschließlich mit Zahnrädern arbeitender Antrieb verwendet werden.

Die mit der erfindungsgemäßen Einrichtung erzielbare Kreuz­ schlifftechnik besitzt insbesondere folgende Vorteile:

• a) flächiges Schliffbild,
• b) riefenfreies Schliffbild,
• c) hohe Schleifleistung.

Durch diese Vorteile eignet sich die erfindungsgemäße Schleifmaschine sowohl für fahrbare Parkettschleifmaschinen sowie auch als Handschleifgerät in Form eines Kreuzschliff-Winkelschleifers.

Die erfindungsgemäße Schleifmaschine stellt einen Schwing­ schleifer dar, mit dem sowohl ein hervorragendes Schliffbild als auch eine hohe Schliffleistung erzielt werden kann. Gleichzeitig wird eine hohe Qualität und eine hohe Quantität erreicht, das heißt es werden zwei Eigenschaften erreicht, die sich beim Schleifen bisher entgegenzustehen schienen. Mit dem erfindungsgemäßen Gerät leidet die Schleifqualität nicht durch einen hohen Materialabtrag. Erreicht wird dies dadurch, daß der Schleifhub des erfindungsgemäßen Schwing­ schleifers sehr groß gewählt werden kann. So kann beispiels­ weise ohne weiteres ein Schleifhub von 80 mm erreicht wer­ den, verglichen mit bisherigen Schleifhüben in einer Größe von nur 2 bis 5 mm.

Mit dem erfindungsgemäßen Gerät wird ein exzentrischer Schwingschleiferschliff erreicht, da die Schleifkörper ex­ zentrisch um den Antriebsmittelpunkt schwingen.

Bei dem erfindungsgemäßen Schleifgerät verändert eine virtu­ elle Querachse eines Schleifkörpers ihre Winkelstellung ge­ genüber dem Schleifscheibengehäuse nicht, das heißt die vir­ tuelle Achse wird lediglich parallel in der Größenordnung des Schleifhubes mit einem einstellbaren, möglichst geringen Drehversatz verschoben. Das einzelne Schleifkorn wird da­ durch ringsherum wechselseitig beansprucht. Durch die wech­ selseitige Beanspruchung ist ein gewisser Reinigungseffekt und eine Kühlung des Schleifkorns gegeben.

Die sich erfindungsgemäß um ihre eigene Achse in einem ro­ tierenden Träger drehenden Schleifkörper schleifen nicht durch Rotation, sondern durch ein Rutschen auf der zu be­ schleifenden Arbeitsfläche. Es wird somit ein Rutscher­ schliff erzielt.

Bei den erfindungsgemäßen Schleifkörpern sind bei Hublängen von etwa 80 mm Hubzahlen von 1200 bis 3200/min ohne weiteres möglich. Allein über den Antriebsmotor läßt sich die ge­ wünschte Hubzahl durch Variation der Drehzahl in einfacher Weise einstellen.

Mit der erfindungsgemäßen Schleifmaschine kann insbesondere ein Kreuzschliff erzielt werden. Dies ist möglich durch ei­ nen kontinuierlichen Versatz der Winkelstellung der Schleif­ scheiben gegenüber dem Träger, die an der sich verändernden Lage einer virtuellen Achse erkennbar ist. Die virtuelle Achse kann je Schleifhub um ca. 36° verdreht werden. Diese geringe Drehbewegung hat keine Schleifwirkung, sondern al­ lein einen Verdreheffekt. Die Verdrehung kann vor- oder nachlaufend sein, das heißt mit oder gegen die Drehrichtung des Trägers der Schleifkörper sein. Die beschriebene Verdre­ hung der Schleifkörper um jeweils etwa 36° je Umdrehung des Trägers bewirkt den Kreuzschliff. Nach jedem Schleifhub wird jedes einzelne Schleifkorn in eine neue Umlaufbahn gebracht. Die einzelnen Schleifbahnen überkreuzen sich, wodurch der Kreuzschliff entsteht. Der Vorteil eines solchen Kreuz­ schliffes liegt darin, daß die einzelne Riefe flach bleibt, da sie nur in einem einzigen Schleifhub entsteht. Schon beim folgenden Schleifhub wird sie überschliffen und verwischt.

Claims (13)

1. Schleifmaschine zum Beschleifen im wesentlichen ebener Flächen mit einem um eine Hochachse drehenden angetriebenen Träger, der um jeweils eine zu der Hochachse parallele Achse drehbare Schleifkörper trägt, dadurch gekennzeichnet, daß in der Schleifmaschine Antriebsmittel für einen Antrieb der Schleifkörper um deren jeweilige eigene Achse vorgesehen sind.

2. Schleifmaschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Träger (2) und die Schleifkörper (Schleifscheiben 3) von einem gemeinsamen Antrieb angetrieben werden.

3. Schleifmaschine nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Schleifkörper Schleifscheiben (3) sind.

4. Schleifscheibe nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Schleifscheiben (3) mit einer von der Drehzahl des Trägers (2) unterschiedlichen Drehzahl rotieren.

5. Schleifmaschine nach einem der vorhergehenden Ansprü­ che, dadurch gekennzeichnet, daß der Drehzahlunterschied gering ist.

6. Schleifmaschine nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Drehzahlunterschied etwa 10% beträgt.

7. Schleifmaschine nach einem der vorhergehenden Ansprü­ che, dadurch gekennzeichnet, daß der Träger (2) und die Schleifscheiben (3) mit Bezug auf ihre Achsen gegensinnig rotieren.

8. Schleifmaschine nach einem der vorhergehenden Ansprü­ che, dadurch gekennzeichnet, daß diese drei Schleifscheiben (3) besitzt.

9. Schleifmaschine nach einem der vorhergehenden Ansprü­ che, dadurch gekennzeichnet, daß die Schleifscheiben (3) über einen Riementrieb angetrie­ ben werden, der die Schleifscheiben (3) mit einer festste­ henden zentralen Riemenscheibe (7) kraftübertragend verbin­ det.

10. Schleifmaschine nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß der Riementrieb besteht aus einem ersten Riemen (9), der zwischen der zentralen, gehäusefesten Riemenscheibe (7) und einer fest mit einer der Schleifscheiben verbundenen zweiten Riemenscheibe (Antriebszahnrad 6) gespannt ist, und einen zweiten Riemen (5), der von einer zusätzlichen Riemenscheibe (Antriebszahnrad 6) der durch den ersten Riemen (9) ange­ triebenen Schleifscheibe (3) aus die übrigen Schleifscheiben (3) über an diesen ebenfalls jeweils vorgesehene Riemen­ scheiben (Antriebszahnräder 6) antreibt.

11. Schleifmaschine nach Anspruch 9 oder 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Riemen (5, 9) Zahnriemen und die Riemenscheiben je­ weils Zahnräder sind.

12. Schleifmaschine nach einem der vorhergehenden Ansprü­ che, dadurch gekennzeichnet, daß außerhalb der von den Schleifscheiben (3) insgesamt be­ aufschlagten kreisförmigen Arbeitsfläche eine auf der zu be­ schleifenden Fläche während des Schleifens aufsetzbare Stützrolle (11) mit einer die Drehachse des Trägers (2) in der Arbeitsfläche nicht kreuzenden Achse vorgesehen ist.

13. Schleifmaschine nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß bei Auflage der Schleifmaschine mit ihren Schleifschei­ ben (3) und ihrer Führungsrolle (11) auf der zu beschleifen­ den Fläche die gemeinsame Ebene, in der die Arbeitsflächen der Schleifscheiben (3) rotieren, leicht gegenüber der zu beschleifenden Fläche geneigt ist mit einer Neigung, durch die ein Bereich der gemeinsamen Ebene, der gegenüber der zu beschleifenden Fläche den größeren Abstand besitzt, der Stützrolle (11) benachbart liegt.