DE9307032U1 - Finger-shaped brush-like tool - Google Patents
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Description
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RSA Entgrat-Technik Rainer Schmidt
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Die vorliegende Erfindung betrifft ein fingerförmiges bürstenartiges Werkzeug, bestehend aus bündelartig zusammengehaltenen Einzelelementen, wie Drahtborsten, gewellten Stahldrähten, SchleifSegmenten, Kunststoffborsten, schleifmittelbeschichteten Kunststoffborsten oder dergleichen, die an ihrem einen Endbereich durch ein Halteelement, beispielsweise eine Fassung, zusammengehalten werden, vorzugsweise zur Bestückung von spanabhebenden Oberflächen-Bearbeitungsmaschinen.The present invention relates to a finger-shaped brush-like tool, consisting of individual elements held together in a bundle-like manner, such as wire bristles, corrugated steel wires, grinding segments, plastic bristles, abrasive-coated plastic bristles or the like, which are held together at one end region by a holding element, for example a holder, preferably for equipping cutting surface processing machines.
Ein solches Werkzeug und eine mit einer Vielzahl solcher Werkzeuge bestückte Oberflächen-Bearbeitungsmaschine mit einem rotierend angetriebenen Bürstenaggregat sind bekannt. Bei dieser Maschine sind solche Werkzeuge an einer mit der Abtriebswelle momentenschlüssig verbundenen Grundplatte konzentrisch und achsparallel gleichmäßig um die Rotationsachse verteilt angeordnet und auswechselbar gehalten, wobei sie mit ihrem freien Ende vorstehend durch je eine Bohrung einer Führungsplatte ragen, die gegenüber der Grundplatte im Abstand parallel einrichtbar ist.Such a tool and a surface treatment machine equipped with a large number of such tools with a rotating brush unit are known. In this machine, such tools are arranged concentrically and axially parallel to the axis of rotation on a base plate connected to the output shaft in a torque-locking manner, evenly distributed around the axis of rotation and held in an interchangeable manner, with their free ends protruding through a hole in a guide plate, which can be set up parallel to the base plate at a distance.
Derartige Oberflächen-Bearbeitungsmaschinen werden in großem Umfang zum Entgraten oder Polieren gesägter oder auf andere Art und Weise mechanisch bearbeiteter Werkstücke eingesetzt, wodurch ihre Bürstenaggregate starken mechanischen Beanspruchungen ausgesetzt sind. Insbesondere ist esSuch surface treatment machines are used on a large scale for deburring or polishing sawn or otherwise mechanically processed workpieces, whereby their brush units are exposed to strong mechanical stress. In particular, it is
erforderlich, die Einzelelemente, z.B. die Borsten der Werkzeuge in ihrem Halteelement z.B. ihrer Fassung, so fest zu verankern, daß sie durch die Beanspruchung beim Bürsten, also bei der spanabhebenden Bearbeitung, nicht herausgezogen werden können. Um dies zu erreichen, können die Einzelelemente in ihrem Halteelement bekanntlich beispielsweise durch ein härtbares Harz oder Kunstharz, aber auch durch jede beliebige andere geeignete aushärtbare Vergußmasse, vergossen und somit - je nach Ausgestaltung der Innenkontur des Halteelementes - kraft- oder formschlüssig mit dem Halteelement fest verbunden werden.It is necessary to anchor the individual elements, e.g. the bristles of the tools in their holding element, e.g. their holder, so firmly that they cannot be pulled out by the stresses of brushing, i.e. during machining. To achieve this, the individual elements in their holding element can be cast, for example, using a hardenable resin or synthetic resin, but also any other suitable hardenable casting compound, and thus - depending on the design of the inner contour of the holding element - firmly connected to the holding element in a force-fitting or form-fitting manner.
Bei den bekannten gattungsgemäßen Werkzeugen ist das Halteelement für die Einzelelemente rohrförmig als an beiden Enden offene Hülse oder dergleichen ausgebildet. Das Vergießen der Einzelelemente in dem Halteelement erfolgt dabei erst dann, wenn die Einzelelemente bereits in das Halteelement eingeführt sind, wobei das Einbringen der aushärtbaren Vergußmasse von dem offenen Ende des Halteelementes her erfolgt, aus dem die Einzelelemente nicht austreten. Dabei hat sich gezeigt, daß die Vergußmasse bis zum Aushärten leicht wieder verfließen kann, d.h., daß die Vergußmasse teilweise wieder an dem Einfüllende und/oder an dem Ende, aus dem die Einzelelemente herausragen austritt und sogar bis in den Bereich der Einzelelemente fließt, der zum Bearbeiten von Werkstücken dient. Letzteres führt zu einer mangelhaften Bearbeitungsqualität, während das Auslaufen von Vergußmasse aus dem Einfüllende zu Werkzeugen mit unterschiedlichen Gewichten führt, was wiederum eine Unwucht des mit hoher Drehzahl rotierenden Bürstenaggregates zur Folge hat, wodurch der Einsatz dieser Bearbeitungsart eingeschränkt wird. Darüber hinaus muß die ausgelaufene Vergußmasse wieder entfernt werden, was die Herstellungs-In the known generic tools, the holding element for the individual elements is tubular, designed as a sleeve or the like that is open at both ends. The individual elements are only cast in the holding element when the individual elements have already been inserted into the holding element, with the hardenable casting compound being introduced from the open end of the holding element, from which the individual elements do not emerge. It has been shown that the casting compound can easily flow again until it hardens, i.e. that the casting compound partially emerges again at the filling end and/or at the end from which the individual elements protrude, and even flows into the area of the individual elements that is used for machining workpieces. The latter leads to poor processing quality, while the leakage of casting compound from the filling end leads to tools with different weights, which in turn causes an imbalance of the brush unit rotating at high speed, which limits the use of this type of processing. In addition, the leaked casting compound must be removed again, which increases the manufacturing
kosten für solche Werkzeuge erheblich verteuert.costs for such tools have increased considerably.
Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein gattungsgemäßes Werkzeug zur Verfügung zu stellen, das nicht mit diesen Nachteilen behaftet ist, das insbesondere eine wirtschaftliche Herstellung bei äußerst enger Gewichtstoleranz gestattet, und bei dessen Herstellung ein Eindringen von Vergußmasse in den zum Bearbeiten von Werkstücken dienenden Bereich der Einzelelemente sicher vermieden wird.The present invention is based on the object of providing a generic tool which is not afflicted with these disadvantages, which in particular allows economical production with extremely narrow weight tolerances, and during the production of which the penetration of casting compound into the area of the individual elements used for machining workpieces is reliably avoided.
Diese Aufgabe wird bei einem fingerförmigen bürstenartigen Werkzeug der eingangs genannten Art dadurch gelöst, daß erfindungsgemäß die zusammengehaltenen Endbereiche der Einzelelemente in einem topfartigen, ausgehärtete Vergußmasse enthaltenden Halteelement, bestehend aus einem rohrförmigen Teil und einem endseitigen Boden, zumindest kraftschlüssig gehalten werden.This object is achieved in a finger-shaped brush-like tool of the type mentioned at the beginning in that, according to the invention, the end regions of the individual elements held together are held at least force-fittingly in a pot-like holding element containing hardened casting compound, consisting of a tubular part and an end base.
Die Erfindung gestattet in vorteilhafter Weise eine geänderte Art und Reihenfolge der einzelnen Arbeitsschritte bei der Herstellung des erfindungsgemäßen Werkzeuges, wodurch ein Austreten von Vergußmasse aus dem Halteelement mit Sicherheit verhindert wird.The invention advantageously allows a modified type and sequence of the individual work steps in the manufacture of the tool according to the invention, whereby escape of casting compound from the holding element is reliably prevented.
Die Herstellung von erfindungsgemäßen Werkzeugen erfolgt in der Weise, daß die Halteelemente für die Einzelelemente der herzustellenden Werkzeuge wie Töpfe mit dem verschlossenen Ende nach unten angeordnet werden, von oben, also von dem offenen Ende her, mit exakt gleichen Vergußmassemengen gefüllt werden und daran anschließend die Einzelelemente in ihre Halteelemente eingebracht werden. Die Vergußmasse wird dabei so bemessen, daß durch das Einbringen der Einzelele-The manufacture of tools according to the invention is carried out in such a way that the holding elements for the individual elements of the tools to be manufactured are arranged like pots with the closed end facing downwards, are filled from above, i.e. from the open end, with exactly the same amount of casting compound and then the individual elements are inserted into their holding elements. The casting compound is measured in such a way that by inserting the individual elements
mente ein Überlaufen von Vergußmasse aus dem Halteelementen vermieden wird. Nach dem Einbringen der Einzelelemente kann jedes Halteelement genau definiert entweder nur teilweise oder bis zu seinem oberen Rand mit Vergußmasse gefüllt sein. Anschließend, d.h. vor, während oder nach dem Erhärten der Vergußmasse, wird im rohrförmigen Teil des Halteelementes mit Vorteil wenigstens eine, vorzugsweise umlaufende, Verengung, beispielsweise eine Wulst oder Einschnürung, erzeugt, wodurch ein Zusammenpressen der Einzelelemente in diesem Bereich und ein Formschluß zwischen dem rohrförmigen Teil und der Vergußmasse bewirkt werden. Das Erzeugen der umlaufenden Verengung erfolgt vorzugsweise durch das Erzeugen der außen angeordneten umlaufenden Nut, beispielsweise durch entsprechendes Verformen des rohrförmigen Teils in dem betreffenden Abschnitt. Das zuvor Gesagte gilt auch für die Einschnürung am Rand des Halteelementes .elements, an overflow of casting compound from the holding elements is avoided. After the individual elements have been inserted, each holding element can be filled with casting compound in a precisely defined way, either only partially or up to its upper edge. Then, i.e. before, during or after the casting compound has hardened, at least one, preferably circumferential, constriction, for example a bead or constriction, is advantageously created in the tubular part of the holding element, which causes the individual elements to be pressed together in this area and a positive connection between the tubular part and the casting compound. The circumferential constriction is preferably created by creating the circumferential groove arranged on the outside, for example by appropriately deforming the tubular part in the relevant section. What has been said above also applies to the constriction at the edge of the holding element.
Durch die Erfindung wird bei der Herstellung von gattungsgemäßen Werkzeugen folglich ein Austreten von Vergußmasse an beiden Enden des Halteelementes für die Einzelelemente vermieden, was eine sehr wirtschaftliche Herstellung von erfindungsgemäßen Werkzeugen bedeutet, die zudem eine enge Gewichtstoleranz aufweisen und völlig frei von Vergußmasse in demjenigen Bereich der Einzelelemente sind, der zum Bearbeiten von Werkstücken dient. Durch die enge Gewichtstoleranz können die erfindungsgemäßen bürstenartigen Werkzeuge mit Vorteil auch in Bürstenaggregaten eingesetzt werden, die mit sehr hohen Drehzahlen rotieren, was eine besonders wirtschaftliche Bearbeitung von Werkstücken ermöglicht. Durch die enge Gewichtstoleranz wird darüber hinaus - da Unwuchten nicht auftreten - ein erschütterungsfreier Lauf der Bürstenaggregate gewährleistet und demzu-The invention therefore prevents the leakage of casting compound at both ends of the holding element for the individual elements during the manufacture of generic tools, which means that tools according to the invention can be manufactured very economically, which also have a narrow weight tolerance and are completely free of casting compound in the area of the individual elements that is used to machine workpieces. Due to the narrow weight tolerance, the brush-like tools according to the invention can also be used advantageously in brush units that rotate at very high speeds, which enables workpieces to be machined particularly economically. Furthermore, the narrow weight tolerance ensures that the brush units run without vibrations, as imbalances do not occur, and therefore
folge eine hohe Oberflächenqualität an den damit bearbeiteten Werkstücken erreicht.As a result, a high surface quality is achieved on the workpieces machined with it.
Das topfartige Halteelement des erfindungsgemäßen Werkzeuges kann aus einem Stück hergestellt sein, beispielsweise durch Spritzgießen, Drehen oder vorzugsweise durch Tiefziehen, oder aus zwei Teilen, dem scheibenförmigen Boden und dem im wesentlichen rohrförmigen, die Einzelelemente in ihrem eingegossenen Endbereich umfassenden Teil, gefertigt sein, wobei die beiden genannten Teile miteinander verklebt, verschweißt, verlötet, verpreßt, verbördelt oder auf andere Art und Weise miteinander vergußmassedicht verbunden sein können.The pot-like holding element of the tool according to the invention can be made from one piece, for example by injection molding, turning or preferably by deep drawing, or from two parts, the disk-shaped base and the essentially tubular part that encompasses the individual elements in their cast-in end region, whereby the two parts mentioned can be glued, welded, soldered, pressed, crimped or connected to one another in another way in a sealing manner.
Der im wesentlichen rohrförmige Teil des Halteelementes kann darüber hinaus in vorteilhafter Ausgestaltung innen und/oder außen mit wenigstens einer umlaufenden Nut und/ oder einem umlaufenden Wulst zum besseren, da formschlüssigen, Halt der Vergußmasse bzw. zum Arretieren und Justieren des Werkzeuges im Bürstenaggregat versehen sein.The essentially tubular part of the holding element can, in an advantageous embodiment, be provided inside and/or outside with at least one circumferential groove and/or a circumferential bead for better, form-fitting, holding of the casting compound or for locking and adjusting the tool in the brush unit.
Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen des Werkzeuges und des Halteelementes sind in den Unteransprüchen und der Figurenbeschreibung enthalten.Further advantageous embodiments of the tool and the holding element are contained in the subclaims and the description of the figures.
Die Erfindung wird nachfolgend anhand der Figuren, die vorteilhafte Ausgestaltungsformen des bürstenartigen Werkzeuges zeigen, näher erläutert. Es zeigen:The invention is explained in more detail below with reference to the figures, which show advantageous embodiments of the brush-like tool. They show:
Fig. 1 ein Werkzeug mit tiefgezogenem Halteelement,Fig. 1 a tool with deep-drawn holding element,
Fig. 2 ein Werkzeug mit einem aus zwei Teilen gefertigten Halteelement,Fig. 2 a tool with a holding element made of two parts,
Fig. 3 den Boden eines Halteelementes in Draufsicht.Fig. 3 the bottom of a holding element in plan view.
Bei den Fig. 1 und 2 ist der linke Teil des Werkzeuges im Längsschnitt dargestellt.In Fig. 1 and 2 the left part of the tool is shown in longitudinal section.
Fig. 1 zeigt ein bürstenartiges Werkzeug, das beispielsweise auch als Segmentbürste bezeichnet werden kann, bestehend aus dem topfartigen Halteelement 1 und einer Vielzahl von in Längsrichtung des Werkzeuges verlaufenden, borstenartigen Einzelelementen 3. Die Vergußmasse, in der die in das Halteelement 1 hineinragenden Endbereiche der Einzelelemente 3 eingegossen sind und die das Halteelement bis zu seinem oberen Rand oder aber nahezu bis zu seinem oberen Rand ausfüllt, ist zur Vereinfachung nicht dargestellt. Das Halteelement 1 ist aus einem Stück, und zwar durch Tiefziehen, gefertigt. In seinem unteren Bereich ist das Halteelement 1 so geformt, daß auf seiner äußeren Mantelfläche eine umlaufende Nut 2 und auf seiner inneren Mantelfläche eine umlaufende Wulst 2a gebildet werden. Die Nut 2 hat eine annähernd halbkreisförmige Kontur, wodurch ein Justieren des Werkzeugs in Längsrichtung mit Hilfe einer Schraube oder eines Stiftes im Bürstenaggregat möglich ist. Zu diesem Zweck kann auch eine andere geeignete Kontur für die Nut 2 gewählt werden. Die Wulst 2a bewirkt ein besseres Festhalten der Einzelelemente 3 im Halteelement 1 sowie eine formschlüssige Verbindung zwischen der nicht dargestellten Vergußmasse und dem Halteelement 1. Dieselben Wirkungen werden zusätzlich auch mit einer Einschnürung 9 am oberen, offenen Ende des Halteelementes 1 erreicht. Darüber hinaus bewirkt die Einschnürung 9 in vorteilhafter Weise auch noch eine exakte Ausrichtung der Einzelelemente 3 - z.B. Borsten aus Kunststoff oder Draht - in axialer Richtung (Längsrichtung). Im Bodenbe-Fig. 1 shows a brush-like tool, which can also be referred to as a segment brush, for example, consisting of the pot-like holding element 1 and a large number of bristle-like individual elements 3 running in the longitudinal direction of the tool. The casting compound in which the end areas of the individual elements 3 protruding into the holding element 1 are cast and which fills the holding element up to its upper edge or almost up to its upper edge is not shown for the sake of simplicity. The holding element 1 is made from one piece, namely by deep drawing. In its lower area, the holding element 1 is shaped in such a way that a circumferential groove 2 is formed on its outer surface and a circumferential bead 2a is formed on its inner surface. The groove 2 has an approximately semicircular contour, which makes it possible to adjust the tool in the longitudinal direction using a screw or a pin in the brush unit. For this purpose, another suitable contour can also be selected for the groove 2. The bead 2a ensures that the individual elements 3 are better held in the holding element 1 and that there is a positive connection between the casting compound (not shown) and the holding element 1. The same effects are also achieved with a constriction 9 at the upper, open end of the holding element 1. In addition, the constriction 9 advantageously also ensures that the individual elements 3 - e.g. bristles made of plastic or wire - are precisely aligned in the axial direction (longitudinal direction). In the floor area
reich ist das Halteelement 1 außen nicht scharfkantig, sondern abgerundet ausgeführt. Hierdurch wird das Montieren eines neuen Werkzeuges in der Aufnahmebohrung des Bürstenaggregates, welche durch den Abrieb der zuvor bearbeiteten Werkstücke verschmutzt ist, wesentlich erleichtert. Außerdem wird hierdurch ein Ausrichten des Werkzeuges zur Aufnahmebohrung hin erreicht. Das hier dargestellte einstückige Halteelement 1 könnte auch nach einem anderen Verfahren als dem obengenannten, hergestellt worden sein.The holding element 1 is not sharp-edged on the outside, but rounded. This makes it much easier to mount a new tool in the receiving bore of the brush unit, which is dirty due to the abrasion of the previously processed workpieces. This also enables the tool to be aligned with the receiving bore. The one-piece holding element 1 shown here could also have been manufactured using a different method than the one mentioned above.
Fig. 2 zeigt eine zweite Ausführungsform des bürstenartigen Werkzeuges, bestehend aus dem topfartigen Halteelement 1 und den Einzelelementen 3. Die Vergußmasse, die die unteren Endbereiche der Einzelelemente 3 in dem Halteelement 1 festhält, ist auch bei diesem Ausführungsbeispiel nicht dargestellt. Das Halteelement 1 ist hierbei aus zwei Teilen 4 und 5 gefertigt, und zwar aus einem rohrförmigen oberen Teil 4 und einem scheibenförmigen Boden 5, der vorzugsweise in das rohrförmige Teil 4 eingepreßt ist. Der untere Rand des rohrförmigen Teiles 4 ist leicht umgebördelt und überdeckt den Randbereich des scheibenförmigen Bodens 5, wodurch auch bei dieser Ausgestaltungsform das Halteelement 1 an dieser Stelle nicht scharfkantig, sondern abgerundet ist. Die umlaufende Nut 7 bzw. Wulst 7a sowie die Einschnürung 9 entsprechen in der Form und Funktion der Nut 2 bzw. Wulst 2a und Einschnürung 9 der in Fig. 1 dargestellten Ausführungsform. Ihre Wirkungen, Ausgestaltungsmöglichkeiten und Vorteile sind die gleichen wie die der Nut 2 bzw. Wulst 2a in Fig. 1, so daß auf die obige Beschreibung der Fig. 1 verwiesen werden kann. Bei der in Fig. 2 dargestellten Ausführungsform, bei welcher das Halteelement 1 aus zwei Teilen 4 und 5 zusammengefügt ist, könnte die feste Verbindung der beiden Teile 4 und 5 auch auf andereFig. 2 shows a second embodiment of the brush-like tool, consisting of the pot-like holding element 1 and the individual elements 3. The casting compound that holds the lower end areas of the individual elements 3 in the holding element 1 is also not shown in this embodiment. The holding element 1 is made of two parts 4 and 5, namely a tubular upper part 4 and a disk-shaped base 5, which is preferably pressed into the tubular part 4. The lower edge of the tubular part 4 is slightly flanged and covers the edge area of the disk-shaped base 5, whereby the holding element 1 does not have sharp edges at this point in this embodiment, but is rounded. The circumferential groove 7 or bead 7a as well as the constriction 9 correspond in form and function to the groove 2 or bead 2a and constriction 9 of the embodiment shown in Fig. 1. Their effects, design options and advantages are the same as those of the groove 2 or bead 2a in Fig. 1, so that reference can be made to the above description of Fig. 1. In the embodiment shown in Fig. 2, in which the holding element 1 is assembled from two parts 4 and 5, the fixed connection of the two parts 4 and 5 could also be applied to other
Art und Weise als oben beschrieben, erreicht werden. Auch könnte der Boden 5 nicht innerhalb, sondern außerhalb des rohrförmigen Teiles 4 angeordnet sein und dabei so bemessen sein, daß er den unteren Rand des Teiles 4 überdeckt.The bottom 5 could also be arranged not inside but outside the tubular part 4 and be dimensioned such that it covers the lower edge of the part 4.
In weiterer Ausgestaltung der in Fig. 1 und 2 dargestellten Werkzeuge könnten beispielsweise zwei oder mehr Nuten bzw. Wulste vorgesehen werden, könnten die Nut bzw. Nuten und die Wulst bzw. Wulste auch nicht einander gegenüberliegend, sondern axial versetzt angeordnet sein. Die Anzahl für die Nuten und die für die Wulste könnte auch unterschiedlich sein.In a further embodiment of the tools shown in Fig. 1 and 2, two or more grooves or beads could be provided, for example, and the groove or grooves and the bead or beads could not be arranged opposite one another, but rather axially offset. The number of grooves and beads could also be different.
Aus Fig. 3 wird ein weiterer Vorteil ersichtlich, den das erfindungsgemäße Werkzeug aufweist. Die in der Regel glatte und ebene Außenfläche 8 des Bodens des Halteelementes 1 kann für Informationen für den Benutzer verwendet werden. So können beispielsweise der Name des Werkzeugherstellers und/oder die Typenbezeichnung des Werkzeuges usw. dort eingestanzt, eingraviert, aufgedruckt oder auf andere Art und Weise aufgebracht sein.Fig. 3 shows a further advantage of the tool according to the invention. The generally smooth and flat outer surface 8 of the base of the holding element 1 can be used for information for the user. For example, the name of the tool manufacturer and/or the type designation of the tool, etc. can be stamped, engraved, printed or applied in some other way.
Darüber hinaus ist es auch möglich, die Mantelfläche und/ oder die Bodenfläche des Halteelementes 1 farbig zu gestalten, ggf. mehrfarbig, und auf diese Weise eine einfache und sehr wirkungsvolle, da gut sichtbare Kennzeichnung der unterschiedlichen Werkzeugtypen zu erreichen, die sich beispielsweise durch das Material der Einzelelemente 3 und/oder deren Stärke (Feinheit) oder andere Eigenschaften unterscheiden können.In addition, it is also possible to design the outer surface and/or the base surface of the holding element 1 in color, if necessary in multiple colors, and in this way to achieve a simple and very effective, as clearly visible, marking of the different tool types, which can differ, for example, in the material of the individual elements 3 and/or their thickness (fineness) or other properties.
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