DE20201000U1

DE20201000U1 - Fräseinrichtung

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Publication number: DE20201000U1
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Authority: DE
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Priority date: 2002-01-24
Filing date: 2002-01-24
Publication date: 2002-06-13
Anticipated expiration: 2012-01-25

Description

Deutsche Gebrauchsmusteranmeldung _# .· , ·· ·· Seite 1

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Anm.: Gerd Elfgen, Rheinstr. 139,50389 Y^sseifigf * '^. _#]_# * ·&ldquor;*.:*. 22.01.02 Vertreter: Bauer & Bauer, Patentanwälte, Am Keilbusch 4, 52080 Aachen

Einleitung

Die Erfindung betrifft eine Fräseinrichtung mit einer rotierbaren Antriebswelle und mindestens einem auf dieser verdrehfest montierbaren, im Wesentlichen rotationssymmetrischen Fräswerkzeug, das eine Trägerscheibe und eine Mehrzahl von auf deren Umfang angeordneten, radial vorstehenden Fräselementen aufweist.

Gattungsgemäße Fräseinrichtungen werden beispielsweise eingesetzt, um Stein-, Beton- oder Asphaltflächen von starker Verschmutzung, Belägen, Schutz- oder Farbschichten zu befreien oder um solche Flächen für die weitere Bearbeitung aufzurauen. Eine solche Fräseinrichtung ist in der DE 693 19 093 beschrieben: In Anlehnung an allgemein bekannte rotierende Drahtbürsten wird dort vorgeschlagen, ein Fräswerkzeug mit einer Trägerscheibe aus einem elastischen Kunststoff aufzubauen und auf deren Umfang stiftförmige Fräselemente vorzusehen.

Die gattungsbildende Fräseinrichtung nach der DE 693 19 093 ist sehr flexibel auf unterschiedlichen Flächen einsetzbar. Die elastische Trägerscheibe erlaubt insbesondere die Verwendung bis an Stoßkanten - beispielsweise zur Bearbeitung der Oberfläche eines winkelförmig gebogenen Werkstückes. Bei der Bearbeitung größerer ebener Flächen ist jedoch die Abtragsleistung dieser Fräseinrichtung durch ein axiales Ausweichen der Fräselemente bei zu hohem Druck begrenzt. Mit steigenden Umfangskräften wird zudem die Festigkeit der Trägerscheibe überschritten, so dass aus dieser einzelne Fräselemente ausbrechen oder ausreißen können.

Aufgabe

Aufgabe der Erfindung ist es, eine Fräseinrichtung vorzuschlagen, die insbesondere bei der Bearbeitung größerer ebener Flächen eine höhere Abtragsleistung und eine höhere Standfestigkeit aufweist und darüber hinaus deutlich günstiger herstellbar ist, als die bekannte Fräseinrichtung.

Lösung

Ausgehend von der gattungsbildenden Fräseinrichtung wird diese Aufgabe nach der Erfindung dadurch gelöst, dass die Trägerscheibe aus einem im Wesentlichen starren Kunststoff besteht. Durch diese Ausbildung weist die erfindungsgemäße Fräseinrichtung gegenüber dem

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Stand der Technik eine deutlich höhere Steifigkeit auf. Ein Ausweichen der Fräselemente unter steigendem Druck tritt kaum mehr auf.

Weist die Antriebswelle der erfindungsgemäßen Fräseinrichtung mindestens eine axial verlaufende Nase auf, so ist das Fräswerkzeug auf der Antriebswelle besonders einfach verdrehfest montierbar. Bevorzugt ist hier eine Ausführungsform, bei der die Antriebswelle ein abschnittsweise rotationssymmetrisches Profil, insbesondere ein Sechskantprofil aufweist. Die Symmetrie erleichtert die Montage eines Fräswerkzeuges auf der Antriebswelle, da sie eine Mehrzahl gleichwertiger Montagepositionen schafft. Das Sechskantprofil ist insbesondere einfach zu fertigen.

An einer bevorzugten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Fräseinrichtung sind benachbarte Fräswerkzeuge derart montierbar, dass die Fräselemente eines Fräswerkzeugs gegenüber denen des folgenden in Umfangsrichtung versetzt sind. Auf diese Weise wird die Zahl der gleichzeitig auf der bearbeiteten Fläche im Eingriff befindlichen Fräselemente deutlich erhöht und der Rundlauf eines Pakets von Fräswerkzeugen verbessert.

Bei einer Fräseinrichtung mit einer Antriebswelle mit radialsymmetrischem Querschnitt (&ldquor;regelmäßiges Vieleck") können Fräswerkzeuge besonders vielfältig in dieser Weise montierbar gestaltet werden. Ist insbesondere bei gegebener Teilung des Profils der Antriebswelle die Anzahl der Fräselemente auf dem Umfang eines Fräswerkzeuges ein ganzzahliges Vielfaches der Teilung des Profils (also), dann sind zwei lediglich durch einen Versatzwinkel ihrer Fräselemente um unterschiedene Fräswerkzeuge stets verdrehsicher so montierbar, dass jeweils ein Fräselement des einen Fräswerkzeugs in Umfangsrichtung der Antriebswelle genau zwischen zwei Fräselementen des anderen Fräswerkzeugs liegt. Bei einer Antriebswelle mit Sechskantprofil (also) ist diese Bedingung beispielsweise für Fräselemente und einen Versatz der Fräselemente um einen Winkel erfüllt.

Besonders bevorzugt werden derart unterschiedliche Fräswerkzeuge in einer Weise gestaltet, dass sie optisch und/oder haptisch leicht unterscheidbar sind. Die korrekte Montage mehrerer Fräswerkzeuge in der richtigen Reihenfolge wird so deutlich erleichtert. Die Prüfung der korrekten Montage wird insbesondere vereinfacht, wenn unterschiedliche Fräswerkzeuge durch ihre Farbgebung unterscheidbar sind. Eine besonders einfache Möglichkeit der Farbgebung der Fräswerkzeuge der erfindungsgemäßen Fräseinrichtung bereits bei der Herstellung der

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Trägerscheibe ist durch den Zusatz unterschiedlicher Farbstoffe zum Kunststoffgranulat gegeben.

Die Trägerscheibe eines Fräswerkzeugs der erfmdungsgemäßen Fräseinrichtung weist bevorzugt in Radialrichtung vorstehende Zähne auf, an deren Enden die Fräselemente angeordnet sind. Auf diese Weise wird die Oberfläche des Fräswerkzeugs vergrößert und die Abfuhr im Betrieb entstehender Wärme erleichtert.

Vorteilhaft ist es darüber hinaus, wenn die Fräselemente eines Fräswerkzeugs einen Bereich der bearbeiteten Oberfläche überstreichen, der in Axialrichtung der Antriebswelle mindestens der Dicke des Fräswerkzeugs entspricht. Hierdurch wird in Axialrichtung eine gleichmäßige Bearbeitung der Oberfläche ohne Bildung von Riefen sichergestellt. Dies ist besonders einfach dadurch zu erreichen, dass die Fräselemente eines Fräswerkzeugs gegeneinander in Axialrichtung der Antriebswelle verschränkt angeordnet werden.

Die Verwendung eines im Wesentlichen starren Kunststoffs zur Fertigung der Fräswerkzeuge ermöglicht darüber hinaus eine weitere vorteilhafte Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Fräseinrichtung, die keine durch die Fräswerkzeuge verlaufende Antriebswelle aufweist. Hierzu werden die Fräswerkzeuge als Spritzgussteil derart ausgeformt, dass ein Fräswerkzeug jeweils durch vorstehende Nasen in Nuten oder Bohrungen der benachbarten Fräswerkzeuge passgenau und verdrehsicher eingreift. Eine derart zusammengefügte Gruppe von Fräswerkzeugen kann zwischen zwei entsprechende Adapterplatten einer Fräseinrichtung einfach eingesetzt und durch Aufbringen axialen Drucks montiert werden. Einzelne Fräswerkzeuge können dann besonders leicht montiert und demontiert, insbesondere bei Verschleiß einzeln ausgewechselt werden.

Beim Abtragen oberflächiger Schichten von insbesondere Beton, Stein oder Asphalt sind die Fräselemente an den Fräswerkzeugen einer Fräseinrichtung einer hohen abrasiven Belastung ausgesetzt. Zur Erhöhung der Standzeiten der Fräswerkzeuge erscheint es daher prinzipiell zweckmäßig, die Fräselemente aus einem Werkstoff zu fertigen, der einer solchen Belastung standzuhalten in der Lage ist. Bereits in der DE 693 19 093 wird daher die Verwendung von Fräselementen aus Hartmetall vorgeschlagen. Die Fertigung spezieller Fräselemente aus Hartmetall ist jedoch sehr aufwändig und kostenintensiv und damit nur bei der Realisierung großer Stückzahlen unter wirtschaftlicher Betrachtung sinnvoll.

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Bekannt sind Hartmetalleinsätze zur Verwendung in Kfz-Reifen, sogenannte &ldquor;Spikes". Ein Spike besteht im Wesentlichen aus einer langgestreckten zylindrischen Hülse aus einem vergleichsweise niedrig legierten Stahl, die einen runden Querschnitt und eine von seinem Kopfende ausgehende, nicht durchgehende axiale Bohrung aufweist, in die ein ebenfalls zylindrischer Hartmetall-Stift eingepresst ist. An seinem gegenüberliegenden Fußende weist der Spike mindestens einen umlaufenden Kragen auf, der einen festen Verbund mit dem elastischen Gummiwerkstoff des Reifens gewährleisten soll.

Wird die Kopfseite eines solchen Spike einer abrasiven Belastung ausgesetzt, so verschleißt die weichere Hülse zwar grundsätzlich schneller als der Hartmetall-Stift, aber dieser Verschleiß wird durch den vorstehenden Stift begrenzt. Im Betrieb bildet sich auf diese Weise typischerweise ein Profil, bei dem der Stift um einen geringen Betrag aus der Hülse hervorsteht. Spike-Reifen sind zwar in Deutschland - wegen ihrer Fräswirkung auf Asphaltoberflächen — nicht mehr zulässig, werden aber in anderen Staaten weiterhin vielfach verwendet. Zu diesem Zweck werden Spikes in hohen Stückzahlen hergestellt. Ausgehend von dem in der DE 693 19 093 beschriebenen Stand der Technik ist eine Fräseinrichtung insbesondere dann besonders wirtschaftlich zu fertigen, wenn die Fräselemente Spikes sind, wie sie bei der Herstellung von Spike-Reifen verwendet werden.

Ausführungsbeispiel

Nachfolgend wird die Erfindung anhand eines Ausführungsbeispiels erläutert, das in Figuren dargestellt ist. Es zeigt

Fig. 1 eine Draufsicht eines ersten Fräswerkzeugs,
Fig. 2 eine Draufsicht eines zweiten Fräswerkzeugs,
Fig. 3 einen Schnitt durch ein Fräswerkzeug und

Fig. 4 eine perspektivisch dargestellte Zusammenstellung von sechs Fräswerkzeugen einer erfindungsgemäßen Fräseinrichtung.

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Die Figuren zeigen zwei mit 10 und 20 bezeichnete Ausführungsformen eines Fräswerkzeuges einer erfindungsgemäßen Fräseinrichtung. Die Fräswerkzeuge 10 und 20 weisen jeweils eine kreisförmige, im Spritzgussverfahren hergestellte Trägerscheibe 11 und 21 aus einem glasfaserverstärkten Kunststoff und je zwölf auf deren Umfang gleichmäßig verteilt angeordnete umspritzte Fräselemente 30 auf.

Die Trägerscheiben 11 und 21 weisen mittig einen Durchbruch 12 und 22 in Form eines regelmäßigen Sechskants auf, mittels dessen die Trägerscheiben 11 und 21 auf einer nicht dargestellten Antriebswelle mit Sechskantprofil einer gleichfalls nicht dargestellten Fräseinrichtung verdrehfest montiert werden können. Die Trägerscheiben 11 und 21 sind in Axialrichtung 31 der Antriebswelle um eine senkrecht hierzu angeordnete Mittelebene spiegelsymmetrisch aufgebaut. Zur Vermeidung unnötiger Materialanhäufung weisen die Trägerscheiben 11 und 21 in Radialrichtung 32 der Antriebswelle außerhalb des Durchbruchs 12 oder 22 eine umlaufende Einschnürung 33 auf.

Das Fräselement 30 ist ein Spike, wie er aus der Kfz-Reifentechnik bekannt ist. Das Fräselement 30 ist in die Trägerscheibe 11 und 21 derart eingespritzt, dass die Hülse 34 des Fräselements 30 und der Stift 35 aus Hartmetall über die Zylindermantelflächen 36 der Trägerscheiben 11 und 21 hervorsteht. Zwischen den Fräselementen 30 sind die Trägerscheiben 11 und 21 derart radial eingeschnitten, dass an den Trägerscheiben 11 und 21 radial vorstehende Zähne 37 ausgebildet sind. Radial innerhalb dieser Zähne 37 weisen die Trägerscheiben 11 und 21 jeweils eine Bohrung 38 in Axialrichtung 31 der Antriebswelle auf. Sowohl die Ausformung der Zähne 37 als auch die axialen Bohrungen 38 erleichtern die konvektive Abfuhr entstehender Wärme aus den Fräswerkzeugen 10 und 20 an die Umgebungsluft.

Die sechskantförmigen Durchbrüche 12 und 22 der Trägerscheiben 11 und 21 sind gegeneinander um einen Winkel 39 von 15° verdreht. Zur einfachen optischen Unterscheidung ist beispielsweise die Trägerscheibe 11 aus weißem, die Trägerscheibe 21 aus schwarzem Kunststoff gefertigt. Bei Montage mehrerer Fräswerkzeuge 10 und 20 im Wechsel auf einer sechskantförmigen Antriebswelle ist jedes Fräselement 30 eines Fräswerkzeuges 10 immer in Umfangsrichtung 40 mittig zwischen zwei benachbarten Fräselementen 30 eines Fräswerkzeuges 20 angeordnet.

Claims

1. Fräseinrichtung mit einer rotierbaren Antriebswelle und mindestens einem auf dieser verdrehfest montierbaren, im Wesentlichen rotationssymmetrischen Fräswerkzeug (10, 20), das eine Trägerscheibe (11, 21) und eine Mehrzahl von auf deren Umfang angeordneten, radial vorstehenden Fräselementen (30) aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass die Trägerscheibe (11, 21) aus einem im Wesentlichen starren Kunststoff besteht.

2. Fräseinrichtung nach dem vorgenannten Anspruch, dadurch gekennzeichnet, dass die Antriebswelle mindestens eine axial verlaufende Nase aufweist.

3. Fräseinrichtung nach dem vorgenannten Anspruch, dadurch gekennzeichnet, dass die Antriebswelle ein abschnittsweise rotationssymmetrisches Profil aufweist.

4. Fräseinrichtung nach dem vorgenannten Anspruch, dadurch gekennzeichnet, dass die Antriebswelle ein Sechskantprofil aufweist.

5. Fräseinrichtung nach mindestens einem der vorgenannten Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass benachbarte Fräswerkzeuge () derart montierbar sind, dass ihre Fräselemente (30) gegeneinander in Umfangsrichtung (40) der Trägerscheibe (11, 21) versetzt sind.

6. Fräseinrichtung nach dem vorgenannten Anspruch, dadurch gekennzeichnet, dass für die benachbarte Montage vorgesehene Fräswerkzeuge (10, 20) optisch und/oder haptisch leicht unterscheidbar sind.

7. Fräseinrichtung nach dem vorgenannten Anspruch, dadurch gekennzeichnet, dass die Unterschiede farblicher Art sind.

8. Fräseinrichtung nach mindestens einem der vorgenannten Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Trägerscheibe (11, 21) eines Fräswerkzeugs (10, 20) in Radialrichtung (32) der Antriebswelle vorstehende Zähne (37) aufweist, an deren Enden die Fräselemente (30) angeordnet sind.

9. Fräseinrichtung nach mindestens einem der vorgenannten Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Fräselemente (30) eines Fräswerkzeugs (10, 20) einen Bereich der bearbeiteten Oberfläche überstreichen, der in Axialrichtung (31) der Antriebswelle mindestens der Dicke des Fräswerkzeugs (10, 20) entspricht.

10. Fräseinrichtung nach dem vorgenannten Anspruch, dadurch gekennzeichnet, dass die Fräselemente eines Fräswerkzeugs gegeneinander in Axialrichtung der Antriebswelle verschränkt angeordnet sind.

11. Fräseinrichtung zur Bearbeitung einer Oberfläche, das eine rotierbare Antriebswelle und mindestens ein auf dieser verdrehfest montierbares, im Wesentlichen rotationssymmetrisches Fräswerkzeug (10, 20) aufweist, wobei das Fräswerkzeug (10, 20) eine Trägerscheibe (11, 21) und eine Mehrzahl von im Falle des Eingriffs der Fräselemente (30) in Richtung der zu bearbeitenden Oberfläche vorstehenden Fräselementen (30) aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass die Fräselemente (30) Spikes sind, wie sie bei der Herstellung von Spike-Reifen verwendet werden.