EP1120198B1 - Schleifwerkzeug, Bearbeitungsmaschine mit Schleifwerkzeug und Verfahren zum Bearbeiten von Werkstücken mittels Schleifwerkzeug - Google Patents

Schleifwerkzeug, Bearbeitungsmaschine mit Schleifwerkzeug und Verfahren zum Bearbeiten von Werkstücken mittels Schleifwerkzeug Download PDF

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EP1120198B1
EP1120198B1 EP00119816A EP00119816A EP1120198B1 EP 1120198 B1 EP1120198 B1 EP 1120198B1 EP 00119816 A EP00119816 A EP 00119816A EP 00119816 A EP00119816 A EP 00119816A EP 1120198 B1 EP1120198 B1 EP 1120198B1
Authority
EP
European Patent Office
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grinding
grinding tool
abrasive
tool
strip
Prior art date
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EP00119816A
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English (en)
French (fr)
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EP1120198A2 (de
EP1120198A3 (de
Inventor
Werner Blättler
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previtec GmbH
Original Assignee
PREVITEC GmbH
Blattler Werner
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Publication date
Application filed by PREVITEC GmbH, Blattler Werner filed Critical PREVITEC GmbH
Publication of EP1120198A2 publication Critical patent/EP1120198A2/de
Publication of EP1120198A3 publication Critical patent/EP1120198A3/de
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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B24—GRINDING; POLISHING
    • B24D—TOOLS FOR GRINDING, BUFFING OR SHARPENING
    • B24D13/00—Wheels having flexibly-acting working parts, e.g. buffing wheels; Mountings therefor
    • B24D13/14—Wheels having flexibly-acting working parts, e.g. buffing wheels; Mountings therefor acting by the front face
    • B24D13/16—Wheels having flexibly-acting working parts, e.g. buffing wheels; Mountings therefor acting by the front face comprising pleated flaps or strips
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B24—GRINDING; POLISHING
    • B24D—TOOLS FOR GRINDING, BUFFING OR SHARPENING
    • B24D13/00—Wheels having flexibly-acting working parts, e.g. buffing wheels; Mountings therefor
    • B24D13/14—Wheels having flexibly-acting working parts, e.g. buffing wheels; Mountings therefor acting by the front face

Definitions

  • the invention relates to rotatable grinding tools with axially acting abrasives, Processing machines with such abrasive tools and methods of processing of workpieces by means of grinding tools.
  • Orbital sanding often uses a sanding surface that is a 2-dimensional sanding surface performs lateral grinding movement (swinging motion).
  • An orbital sander has to For example, a grinding surface with abrasive that vibrates straight and circular.
  • the longitudinal grinding is achieved by a 1-dimensional longitudinal movement of an abrasive characterized.
  • a typical example is a so-called belt sander with rollers that a draw endless sanding belt (e.g., a cloth sanding belt) over a stationary board.
  • a draw endless sanding belt e.g., a cloth sanding belt
  • the Belt sander grinds in one direction only and is better suited for big ones Surfaces as an orbital sander.
  • rotary grinding there is a rotary abrasive which is at least one Axle turns.
  • Rotary grinding in which non-woven or fabric-based abrasive with elastic behavior are known.
  • Such rotary abrasives For example, for the surface treatments such as the paint finish grinding or the Lacquer intermediate sanding in the wood processing (solid wood and veneer wood), as well as for the Smoothing, polishing and deburring used by other materials.
  • the commercially available abrasives consist mostly of prefabricated, in Plastic, fabric, wood or steel embedded abrasives. Disadvantageous for the User is the big and costly storage of various dimensions, Hardening, modes of action and abrasive grain sizes depending on each other. The Disposable use of these tools means an unnecessary, sometimes considerable More consumption of carrier materials with appropriate disposal costs and the associated environmental impact and cost causation.
  • U.S. Patent 4,625,466 describes a polishing tool having a band-shaped one Polishing fabric whose outer periphery is provided with abrasive grains. This Ribbon-shaped polishing fabric is spirally wound on a tool disk. The Polishing fabric is glued on this tool disc.
  • U.S. Patent 1,417,593 shows another polishing tool.
  • a Polishing agent spirally wound and by means of a clamping ring on a turntable attached.
  • Another grinding tool is from published European patent application EP 922535-A1 known.
  • the grinding tool is equipped with radially arranged grinding blades Mistake. Between these grinding blades are radially arranged elastic Between elements.
  • U.S. Patent 3,038,279 discloses an axially acting polishing tool for attachment a rotary shaft according to the preamble of claim 1. This consists of both an inner and an outer Rotation range.
  • the inner rotation region has a cylindrical polishing fabric a plurality of layers of an abrasive carrier concentric about the longitudinal axis of Rotary shaft are arranged.
  • the outer radially arranged rotation region has a strip-shaped polishing fabric. This forms the differently arranged Polished fabric a flat surface.
  • the polishing fabric is by a retaining ring on Turntable attached.
  • Another grinding tool is from the German patent DE 2411749 to remove.
  • sandpaper is in several bundles on the circumference of one arranged rotating grinding plate. These bundles point radially outward. By the Bundling multiple layers of abrasive paper can extend the life of this tool become.
  • the invention is based, tools and tool holder for the task Machining of workpieces to create.
  • the inventive tool can for simultaneous surface grinding, in particular for surface cross grinding (surface grinding with cross-cut effect), and for grinding adjacent radii are used.
  • the tool can be designed such that it can be used as High-performance tool for fine sanding up to paint finish in woodworking.
  • the inventive tool is universal and offers numerous different uses.
  • polishing in the context of the present Document the polishing, smoothing, abrading, lapping, deburring, matting, intervening, the Clean material, and include roughening material.
  • the grinding tool carrier according to the invention can be equipped with various abrasives be fitted. It can be commercially available abrasives or special other abrasives in principle, however, a flexible abrasive carrier (e.g. Fleece, felt, linen or other fabric, etc.) finds use with abrasive is provided.
  • abrasives abrasive grains or other abrasive materials (e.g. Steel wool, hard fibers, etc.). To the natural Schleifkömern count Fluin, garnet, emery and quartz. Artificially produced abrasive grains are alumina (Corundum and precious corundum), silicon carbide, glass and synthetic diamonds.
  • the inventive tool carrier allow a variety of different Assembly types so that the entire tool can be adapted to different materials, Processing types, surface shapes and surface textures are adjusted can.
  • FIG. 1A A simple one Abrasive tool carrier 12, according to the present invention with two such Abrasive bodies is provided is shown schematically in Figures 1A and 1B.
  • the tool 10 As in the bottom view ( Figure 1A), the tool 10 has an inner rotation area and an outer rotation area. Both areas are concentric around the Rotation axis 14 of the grinding tool carrier 12 is arranged.
  • an abrasive 11 is arranged in the inner rotation area of the present embodiment. It consists of four layers of an abrasive carrier, as in the sectional view on the left side of Figure 1B can be seen. These four layers form a cylindrical Abrasive 11, concentric with the axis of rotation 14 and perpendicular to the surface of the disc-shaped grinding tool carrier 12 is arranged.
  • the inner area is dragging mainly with the end face 42 (see for example Figure 7) at the front. Through slots in the cylindrical abrasive can vary the softness.
  • the tool 10 In the outer region of the tool 10 are a number of lobe-shaped Abrasive 13, which point radially outward from the axis of rotation 14. In the present For example, the tool 10 has eight such flap-shaped abrasives 13.
  • the flap-shaped abrasives 13 are slightly longer (length L2) than the height L1 of the cylindrical abrasive 11.
  • the lobe-shaped Abrasive 13 surmount the cylindrical abrasive 11.
  • These flap-shaped Abrasives provide with appropriate dimensioning and arrangement (e.g., as in the Figures 1A and 1B) for edge grinding.
  • This sanding effect is shown schematically in Figure 1C.
  • a single abrasive flap 13 is seen which in the snapshot shown grinds past an edge of a workpiece 20. The grinding movement runs in this example from bottom right to top left. Thereby the edge of the workpiece 20 is ground. The harder and less flexible the Grinding tabs 13 are attached, the stronger the contact pressure against the edge of the Workpiece 20.
  • FIGS. 2A-2C and 3A. 3B Various forms of abrasive are schematically shown in FIGS. 2A-2C and 3A. 3B. These abrasives are particularly related to use a grinding tool according to the present invention suitable.
  • the flap-shaped abrasive 13 shown in Figure 2A consists of a flexible Abrasive carrier provided with abrasive 15 (e.g., abrasive grains) at the top is.
  • abrasive 15 e.g., abrasive grains
  • FIG 2B shows another form of a flap-shaped abrasive 13.
  • the flap-shaped abrasive 13 consists of a flexible abrasive carrier on one side is provided with an abrasive layer 15 (e.g., abrasive grains).
  • FIG. 2C shows a development of the abrasive shown in FIG. 2B.
  • the abrasive 13 comprises a flexible abrasive carrier provided on each side with an abrasive layer 15 (e.g., abrasive grains).
  • the flap-shaped abrasive strip 13 can be softened by placing it with one or more slots 24.
  • FIGS. 3A and 3B two different cylindrical abrasives 11 are shown shown.
  • the abrasive 11 in Figure 3A consists of several concentric layers of abrasive carriers 16, 17, 18 and 19 (total 4 layers in the present example). These Abrasive carriers 16, 17, 18 and 19 are provided at the top edge with an abrasive 15 (e.g. Abrasive grains).
  • abrasive 15 e.g. Abrasive grains
  • the abrasive 11 shown in Figure 3B consists of several concentric layers of Abrasive carriers 20, 21, 22 and 23 (in total 4 layers). Each of these abrasive carriers 20, 21, 22 and 23 is provided on one side with an abrasive layer 15 (e.g., abrasive grains). In the example shown, this abrasive layer 15 points outwards.
  • the diameter of the Abrasive 11 shown in Fig. 3B is smaller than that shown in Fig. 3A.
  • the abrasives shown are merely examples to show how The tool according to the invention can be equipped in a variety of ways by adding used different abrasives.
  • FIG. 4A A further embodiment of the tool 30 according to the invention is described below with reference to Figures 4A and 4B.
  • a rotational body 35 In the embodiment shown on a rotational body 35 in the axial direction, at a distance of the Schleifschbe Glaungsumble inside a web 38 and outside a web 31 attached.
  • To the inner web 38 is a commercially available abrasive nonwoven strip 40 or a strip of abrasive tape or other flexible, band-shaped abrasives of the desired quality, hardness and abrasive grain size up to outer web 31 wound up.
  • a suitable abrasive tape strip 40 is shown in FIG.
  • nails or nail-shaped pins 32 are preferably with head, pressed radially outwards to pierce the abrasive 40 and fix.
  • a groove 39 on the inside of the outer web 31 serves as a grid against axial deflection and a filler 41 in the center prevents falling out of the nails 32nd
  • the sanding belt strip 40 is wound onto the inner area with little tension, This results in a loose abrasive body, which causes a soft grinding effect. By firmer winding also makes the grinding effect stronger.
  • FIG. 1 Another embodiment of the inventive tool 50 is shown in FIG.
  • the rotary body 51 is constructed so that pins 52 pushed through holes in the outer web 53 radially inwardly and in a groove on the Outside of the inner web 54 or locked in holes.
  • This can be the pins 52 are secured by a screwed-on Stülpring 55, for example.
  • FIG. 6 A further embodiment of the tool 60 according to the invention is shown in FIG. 6 shown. From this figure it can be seen how the axis 62 of a drive motor (not shown) in the center of the rotary body 61 is arranged. The rotating body 61 is rotated by the drive motor.
  • FIG. 8 shows a further attachment possibility for fastening the abrasive 40 shown.
  • the tool 80 shown is equipped with the abrasive 40, which has several Klammem is held.
  • the brackets 82 each have a pin 83 which holds the abrasive 40 penetrates and preferably engages in the inner web 84 of the tool 80.
  • a Screw connection as indicated in Figure 8, are used. It should be noted that the tool 80 in this embodiment has no outer land.
  • the backup plate must have a central hole to allow the plate can be pushed from behind over the central neck of the tool 80.
  • the Backup plate can then, for example by means of screw connections from the rear against the tool 80 are screwed.
  • screw holes in the back of the Tool are provided, the tool 80 from the rear to the inner web 84th penetrate. These screw holes are advantageously parallel to the axis of rotation aligned with the tool 80.
  • the outer diameter of the locking plate should be like this be chosen that the brackets 82 held by the locking plate in position become.
  • Figures 4A, 4B, 5, 6 and 8 are different arrangement and Mounting possibilities of a cylindrical abrasive on a disc-shaped rotation body shown.
  • the tools shown in these figures 30, 50, 60, and 80 can advantageously for surface grinding with cross-cut effect be used.
  • the spacer 74 is preferably constructed so that the finger is under a disc or under another tool part (for example a rotation body according to FIGS. 5, 6 or 8) can be clamped. Details can be found in Figure 10. As shown an abrasive strip 73 is fixed centrally by an intermediate layer 74 such that the Abrasive strip 73 has two free ends 75.
  • an intermediate layer 90 can be seen. It consists of a lower part 91, which serves to clamp or fasten on the rotary body. At the upper end of the intermediate layer 90, an abrasive strip 92 is provided. By a different shape in thickness, hardness and height of the intermediate layers, the support of the abrasive strips can be adapted individually to the needs.
  • the intermediate layer may consist of two or more different materials be composed.
  • a finger made of metal or plastic as a carrier and a bristle strip as a support body.
  • the recesses in the rotation body for receiving the intermediate layers can either axially (as shown, for example, in Fig. 10) or at a positive angle axially (see Fig. 12) or negative angle (see Figure 13) may be arranged with respect to the axial position.
  • FIG. 14 shows a section through a tool 100 that has a cylindrical shape Abrasive 101 and with a plurality of strip-shaped abrasive strip 102 is fitted.
  • the tool 100 sits on an axis 103.
  • the inner rotation body 104 has a inner web 106 and an outer web 105.
  • the cylindrical abrasive 101 is fixed by pins 107 and a filler 108.
  • the outer rotational body 110 has axial Wells 111 on. On average, it can be seen that an intermediate layer 121 in such Wells 111 sits.
  • the finger 112 of the liner 121 is replaced by the inner Rotation body 104 firmly clamped against falling out.
  • the liner carries one Abrasive strip 102.
  • the tool 100 is just in Workpiece 120 processed.
  • the tool 100 rotates about the axis 103.
  • the workpiece 120 in a longitudinal movement of the tool 100th passed over, or the tool is guided on the workpiece 120 along.
  • a drive motor with a rotary shaft (drive shaft), be provided, which drives the axial-acting grinding tool.
  • a drive means which a Workpiece with a longitudinal movement leads past the grinding tool. You can do this For example, use a conveyor belt with drive rollers.
  • Such a material processing machine can be equipped with a drive means be an eccentric movement of the grinding tool in relation to the machining workpiece performs.
  • the axially acting grinding tool can be ideally used to make a Woodworking in a continuous process to realize. This is especially suitable axial-action grinding tools for the processing of individual woods (for example squared timbers, Window frame or the like) in a continuous process.
  • the abrasive tool carrier according to the present invention is usually made of Plastic, aluminum or steel and can preferably be fitted with a flange Receiving bore and keyway are operated on a standard motor. This is the Grinding tool carrier mounted on the motor shaft. This motor shaft or the engine can sprung (e.g., pneumatically sprung) can be stored.
  • a quick-change system For a flexible material processing plant (e.g., a high performance production plant) a quick-change system can be used.
  • the tool according to the present invention in a Speed range operated between 200 - 5000 U / min. Particularly suitable is a Speed between 500 and 1500 rpm.
  • the speed should be the material to be ground and the current configuration of the tool to be customizable.
  • the rotating axially acting abrasive tool carrier may be single (as shown in FIG. 14) or arranged repeatedly for large-area parts in continuous width and throughput length become.
  • An exemplary arrangement of several tools according to the invention is shown in FIG 15 to see. In the example shown are a total of 12 axially acting grinding tools staggered to each other. It can be useful in passing length tools to be used with different fineness levels.
  • the plant-side attachment can be fixed or for the optimization of the grinding pressure be sprung or pressure controlled.
  • For the drive is preferably a continuously variable variable speed direct mounted standard motor to use. With multiple arrangement like In Figure 15, the tool carriers are usually via belts or toothed belts driven.
  • a method according to the invention for processing a workpiece with At least one surface and one edge perform the following steps.
  • the workpiece undergoes a linear movement along the axially acting tool.
  • This Tool is set in rotation, with the inner and the outer body of revolution rotate about an axis that coincides with the longitudinal axis of the drive. It finds simultaneously a cross-grinding of the surface of the workpiece and an edge grinding take place along the edge of the workpiece.
  • This process can be further improved by using a belt grinding step advances to prepare the workpiece. After the cross-sanding and the Edge grinding ideally follows a radial grinding step.
  • the effect of the same height circumferential, one-piece abrasive fleece or abrasive tape strip vary.
  • a liner strip with a customized thickness, Hardness and height wound in parallel to match the grinding effect to the needs are preferred.
  • the inner region of the tool according to the invention typically has a Diameter between 100mm and 2000mm.
  • the outer area can be one Diameter between 200mm and 2500mm have.
  • the tools according to the present invention depending on the equipment for wet grinding and dry grinding.
  • a suitable electronic control allows material-appropriate grinding.
  • One mode of action of the tools described is the surface grinding with cross-cut effect, e.g. for the removal of hair on wood-based materials with previously longitudinally ground Surfaces.
  • the cross-cut effect sets in when there is a relative forward movement between the material to be ground and the tool.
  • Another mode of action For example, grinding of rounded edges (see the workpiece 120 in Figure 14) is indicated Moldings, profiles, window parts, table tops, doors, etc.
  • the tool according to the present invention may be either as before described, be constructed so that you can equip it again, or you can use prefabricated tool carriers, which are disposed of after use. So can for example, the inner area and / or the outer area of tool carriers exist, which are firmly equipped with the necessary abrasive (s).
  • the inner area For example, it can be sealed in plastic. In this case, the abrasive is not interchangeable.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Polishing Bodies And Polishing Tools (AREA)
  • Grinding And Polishing Of Tertiary Curved Surfaces And Surfaces With Complex Shapes (AREA)
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  • Finish Polishing, Edge Sharpening, And Grinding By Specific Grinding Devices (AREA)

Description

Technisches Gebiet
Die Erfindung betrifft drehbare Schleifwerkzeuge mit axialwirkenden Schleifmitteln, Bearbeitungsmaschinen mit derartigen Schleifwerkzeugen und Verfahren zum Bearbeiten von Werkstücken mittels Schleifwerkzeugen.
Hintergrund der Erfindung
Das Schleifen ist ein gängiger Prozess, der zur Oberflächenbearbeitung der verschiedensten Materialien eingesetzt wird.
Man unterscheidet im Wesentlichen drei verschiedene Arten von Schleifprozessen, nämlich das Rotationsschleifen, das Schwingschleifen und das Längsschleifen. Es gibt auch gewisse Kombinationen der oben genannten drei Grundtechniken.
Beim Schwingschleifen wird häufig eine Schleiffläche verwendet, die eine 2-dimensionale laterale Schleifbewegung (Schwingbewegung) ausführt. Ein Schwingschleifer hat zum Beispiel eine Schleiffläche mit Schleifmittel, die gerade und kreisförmig schwingt.
Das Längsschleifen wird durch eine 1-dimensionale Längsbewegung eines Schleifmittels gekennzeichnet. Ein typisches Beispiel ist ein sogenannter Bandschleifer mit Rollen, die ein endloses Schleifband (z.B. ein Leinenschleifband) über eine feststehende Platte ziehen. Der Bandschleifer schleift ausschliesslich in eine Richtung und eignet sich besser für grosse Flächen als ein Schwingschleifer.
Beim Rotationsschleifen liegt ein Rotationsschleifkörper vor, der sich um mindestens eine Achse dreht. Rotationsschleifkörper bei denen vlies- oder gewebegestützte Schleifmittel mit elastischem Verhalten verwendet werden, sind bekannt. Derartige Rotationsschleifkörper werden zum Beispiel für die Oberflächenbearbeitungen wie den Lackfinish-Schliff oder den Lack-Zwischenschliff in der Holzverarbeitung (Massiv- und Furnierhölzer), sowie für das Glätten, Polieren und das Entgraten von anderen Materialien eingesetzt.
Es finden zum Beispiel walzenförmige Schleifkörper mit unterschiedlichem Durchmesser und Länge Verwendung, wobei der Schleifkörper auf einer Trägerwelle montiert rotiert. Ein solcher walzenförmige Schleifkörper schleift in radialer Richtung mit einer linienförmig verlaufenden Eingriffs- und Abtragswirkung. Für die industrielle Bearbeitung von Materialien ist dieser Ansatz wenig interessant aufgrund kleiner Durchlaufgeschwindigkeiten. Es sind jedoch komplexere Systeme im industriellen Einsatz, die aber zum Teil sehr aufwendig sind da sie mehrere, zum Teil schräg gestellte und/oder oszillierende Schleifwalzen benötigen.
Die handelsüblichen Schleifkörper bestehen meistens aus fertig konfektionierten, in Kunststoff, Gewebe, Holz oder Stahl eingebetteten Schleifmitteln. Nachteilig für den Anwender ist die grosse und kostspielige Lagerhaltung von verschiedenen Dimensionen, Härten, Wirkungsarten und Schleifkorngrössen in Abhängigkeit zueinander. Die Einwegverwendung dieser Werkzeuge bedeutet einen unnötigen, zum Teil erheblichen Mehrverbrauch von Trägermaterialien mit entsprechendem Entsorgungsaufwand und der damit verbundenen Umweltbelastung und Kostenverursachung.
Das US-Patent 4,625,466 beschreibt ein Polierwerkzeug mit einem bandförmigen Poliergewebe, dessen äusserer Umfang mit Schleifkörnern versehen ist. Dieses bandförmige Poliergewebe ist spiralförmig auf eine Werkzeugscheibe aufgewickelt. Das Poliergewebe ist auf diese Werkzeugscheibe aufgeklebt.
Das US-Patent 1,417,593 zeigt ein weiteres Polierwerkzeug. In diesem Fall ist ein Poliermittel spiralförmig aufgewickelt und mittels einem Spannring an einem Drehteller befestigt.
Ein anderes Schleifwerkzeug ist aus der publizierten Europäischen Patentanmeldung EP 922535-A1 bekannt. Das Schleifwerkzeug ist mit radial angeordneten Schleiflamellen versehen. Zwischen diesen Schleiflamellen befinden sich radial angeordnete elastische Zwischenelemente.
Das US-Patent 3,038,279 offenbart ein axialwirkendes Polierwerkzeug zur Befestigung auf einer Rotationswelle gemäß Oberbegriff des Patentanspruchs 1. Dies besteht sowohl aus einem inneren und einem äusseren Rotationsbereich. Der innere Rotationsbereich weist ein zylinderförmiges Poliergewebe mit mehreren Lagen eines Schleifmittelträgers auf, die konzentrisch um die Längsachse der Rotationswelle angeordnet sind. Der äussere radial angeordnete Rotationsbereich weist ein streifenförmiges Poliergewebe auf. Dabei bildet das unterschiedlich angeordnete Poliergewebe eine plane Oberfläche. Das Poliergewebe wird durch einen Haltering am Drehteller befestigt.
Ein weiteres Schleifwerkzeug ist aus der Deutschen Patentschrift DE 2411749 zu entnehmen. Bei diesem Werkzeug ist Schleifpapier in mehreren Bündel an Umfang eines rotierenden Schleiftellers angeordnet. Diese Bündel zeigen radial nach aussen. Durch das Bündeln mehrere Lagen von Schleifpapier kann die Standzeit dieses Werkzeugs verlängert werden.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, Werkzeuge und Werkzeugträger für die Bearbeitung von Werkstücken zu schaffen.
Es ist eine weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung Werkzeuge und Werkzeugträger zu schaffen, die insbesondere unterschiedliche Bestückungsarten ermöglichen, um eine Anpassung an die zu bearbeitenden Materialien, Oberflächenformen und Oberflächenbeschaffenheiten zu ermöglichen.
Es ist eine weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung Werkzeuge und Werkzeugträger zu schaffen, die in leistungsorientierten Durchlauf-Produktionsanlagen einsetzbar sind.
Es ist eine weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung Werkzeuge und Werkzeugträger zu schaffen, die an Flächen mit oder ohne Rundkantenabschluss wie Leisten, Profile, Fensterteile usw. durch gezielte Anordnung von Schleifmitteln, den optimalen Kreuzschliffeffekt mit gleichzeitiger Rundkantenbearbeitung für den Lackfinish oder den Lack-Zwischenschliff ausführt.
Die Lösung dieser Aufgabe erfolgt erfindungsgemäss durch das axialwirkende Werkzeug nach Anspruch 1, die Bearbeitungsmaschine mit axialwirkendem Werkzeug nach Anspruch 17, die Verwendung eines axialwirkendes Werkzeugs nach Anspruch 21 und ein Verfahren zum Bearbeiten eines Werkstücks nach Anspruch 23.
Vorteilhafte Weiterbildungen des erfindungsgemässen Werkzeugs, der erfindungsgemässen Bearbeitungsmaschine, der erfindungsgemässen Verwendung und des erfindungsgemässen Verfahrens werden durch die abhängigen Ansprüche definiert.
Es ist ein Vorteil der vorliegenden Erfindung, dass man das Werkzeug durch unterschiedliche Bestückung des Werkzeugträgers an die zu bearbeitenden Materialien, Oberflächenformen und Oberflächenbeschaffenheiten und an die beabsichtigte Bearbeitungsart anpassen kann. Damit steht ein kostengünstiges und flexibles Werkzeug zur Verfügung, das für die verschiedensten Zwecke einsetzbar ist. Es ist ein weiterer Vorteil der Erfindung, dass handelsübliche Schleifmittel verwendet werden können, um den Werkzeugträger zu bestücken. Diese Bestückung ist auf einfache Art vom Anwender selbst zu bewerkstelligen.
Das erfindungsgemässe Werkzeug kann zum gleichzeitigen Flächenschliff, insbesondere zum Flächenkreuzschleifen (Flächenschliff mit Kreuzschliffeffekt), und zum Schleifen angrenzender Radien verwendet werden.
Desweiteren kann das Werkzeug derart ausgeführt werden, dass es sich als Hochleistungswerkzeug für den Feinschliff bis zum Lackfinish in der Holzbearbeitung eignet.
Mit anderen Worten, das erfindungsgemässe Werkzeug ist universell und bietet zahlreiche verschiedene Einsatzmöglichkeiten.
Abbildungen
Weitere Eigenschaften und Vorteile der Erfindung werden im folgenden anhand der Beschreibung und mit Bezug auf die Zeichnung ausführlich beschrieben. Es zeigen:
Fig. 1A
Unteransicht eines erfindungsgemässen Werkzeugs.
Fig. 1B
Kombinierter Schnitt/Seitenansicht des erfindungsgemässen Werkzeugs aus Figur 1A.
Fig. 2A
Vorderansicht und Seitenansicht eines Schleifmittels, das zum Bestücken des erfindungsgemässen Werkzeugs verwendet werden kann.
Fig. 2B
Vorderansicht und Seitenansicht eines weiteren Schleifmittels, das zum Bestücken des erfindungsgemässen Werkzeugs verwendet werden kann.
Fig. 2C
Vorderansicht und Seitenansicht eines weiteren Schleifmittels, das zum Bestücken des erfindungsgemässen Werkzeugs verwendet werden kann.
Fig. 3A
Kombinierter Schnitt/Seitenansicht eines Schleifmittels, das zum Bestücken des erfindungsgemässen Werkzeugs verwendet werden kann.
Fig. 3B
Kombinierter Schnitt/Seitenansicht eines weiteren Schleifmittels, das zum Bestücken des erfindungsgemässen Werkzeugs verwendet werden kann.
Fig. 4A
Perspektivische Schnittdarstellung eines weiteren erfindungsgemässen Werkzeugs.
Fig. 4B
Ausschnittsvergrösserung der Figur 4A.
Fig. 5
Perspektivische Schnittdarstellung eines weiteren erfindungsgemässen Werkzeugs mit spiralförmig angeordnetem Schleifmittel von aussen nach innen durchstochen und mit Aussenring gesichert.
Fig. 6
Perspektivische Schnittdarstellung eines weiteren erfindungsgemässen Werkzeugs mit spiralförmig angeordnetem Schleifmittel von innen nach aussen durchstochen und mit Innenring gesichert.
Fig. 7
Perspektivische Schnittdarstellung eines weiteren erfindungsgemässen Werkzeugs mit fächerartig angeordnetem Schleifmittel.
Fig. 8
Perspektivische Schnittdarstellung eines weiteren erfindungsgemässen Werkzeugs mit spiralförmig angeordnetem Schleifmittel mit Fixationsnägeln an Klaue mit Sicherungslasche.
Fig. 9
Perspektivische Darstellung eines streifenförmiges Schleifmittels, spiralförmig aufgewickelt, das zum Bestücken des erfindungsgemässen Werkzeugs verwendet werden kann.
Fig. 10
Ausschnittsvergrösserung eines streifenförmiges Schleifmittels, abgelängt und gefaltet, fächerförmig in Nuten eingelegt mit Stützplatte, das zum Bestücken des erfindungsgemässen Werkzeugs verwendet werden kann.
Fig. 11
Perspektivische Darstellung einer Träger-/Stützplatte mit Borsten, die zum Bestücken des erfindungsgemässen Werkzeugs verwendet werden kann.
Fig. 12
Unteransicht eines Ausschnitts eines weiteren erfindungsgemässen Werkzeugs mit radial verlaufende Vertiefungen mit positivem Winkel.
Fig. 13
Unteransicht eines Ausschnitts eines weiteren erfindungsgemässen Werkzeugs mit radial verlaufende Vertiefungen mit negativem Winkel.
Fig. 14
Schnittbild eines weiteren erfindungsgemässen Werkzeugs mit spiralförmigem und fächerförmigem Schleifmittel und mit Werkstückprofil.
Fig. 15
Schematische Darstellung einer Mehrfachanordnung von erfindungsgemässen Werkzeugen in Durchlaufbreite und Durchlauflänge.
Beschreibung der Erfindung
Im Folgenden ist der Einfachheit halber hauptsächlich von "schleifen" die Rede, wobei anzumerken sei, dass der Begriff "schleifen" im Zusammenhang mit dem vorliegenden Dokument das Polieren, Glätten, Abtragen, Läppen, Entgraten, Mattieren, Eingreifen, das Material säubern, und das Aufrauhen von Material umfasst.
Der erfindungsgemässe Schleifwerkzeugträger kann mit verschiedenen Schleifmitteln bestückt werden. Es können handelsübliche Schleifmittel oder spezielle andere Schleifmittel eingesetzt werden, wobei grundsätzlich jedoch ein flexibler Schleifmittelträger (z.B. Papier, Vlies, Filz, Leinen oder andere Gewebe, etc.) Verwendung findet, der mit Schleifmittel versehen ist. Als Schleifmittel können Schleifkörner oder andere Schleifmaterialien (z.B. Stahlwolle, harte Fasern, usw.) verwendet werden. Zu den natürlichen Schleifkömern zählen Fluin, Granat, Schmirgel und Quarz. Künstlich hergestellte Schleifkörner sind Aluminiumoxid (Korund- und Edelkorund), Siliziumcarbid, Glas und synthetische Diamanten.
Die erfindungsgemässen Werkzeugträger ermöglichen eine Vielzahl von unterschiedlichen Bestückungsarten damit das ganze Werkzeug entsprechend an verschiedene Materialien, Bearbeitungsarten, Oberflächenformen und Oberflächenbeschaffenheiten angepasst werden kann.
Dies wird erreicht mit dem modular aufgebauten Schleifwerkzeugträger, der aus zwei unterschiedlichen, in axialer Richtung wirkenden Schleifkörpern besteht. Ein einfacher Schleifwerkzeugträger 12, der gemäss der vorliegenden Erfindung mit zwei solchen Schleifkörpern versehen ist, ist schematisch in den Figuren 1A und 1B dargestellt. Wie in der Unteransicht (Figur 1A) gezeigt, hat das Werkzeug 10 einen inneren Rotationsbereich und einen äusseren Rotationsbereich. Beide Bereiche sind konzentrisch um die Rotationsachse 14 des Schleifwerkzeugträgers 12 angeordnet.
Im inneren Rotationsbereich der vorliegenden Ausführungsform ist ein Schleifmittel 11 angeordnet. Es besteht aus vier Lagen eines Schleifmittelträgers, wie im Schnittbild auf der linken Seite der Figur 1B zu erkennen ist. Diese vier Lagen bilden ein zylinderförmiges Schleifmittel 11, das konzentrisch zur Drehachse 14 und senkrecht zur Fläche des scheibenförmigen Schleifwerkzeugträgers 12 angeordnet ist. Der innere Bereich schleift hauptsächlich mit der Stirnseite 42 (siehe z.B. Figur 7) stirnseitig. Durch Schlitze im zylinderförmiges Schleifmittel kann man die Weichheit variieren.
In dem äusseren Bereich des Werkzeugs 10 befinden sich eine Anzahl von lappenförmigen Schleifmitteln 13, die radial von der Drehachse 14 nach aussen weisen. Im vorliegenden Beispiel hat das Werkzeug 10 acht derartige lappenförmigen Schleifmittel 13.
Erfindungsgemäß sind die lappenförmigen Schleifmittel 13 etwas länger (Länge L2) als die Höhe L1 des zylinderförmigen Schleifmittels 11. Mit anderen Worten, die lappenförmigen Schleifmittel 13 überragen das zylinderförmige Schleifmittel 11. Diese lappenförmigen Schleifmittel sorgen bei entsprechender Dimensionierung und Anordnung (z.B. wie in den Figuren 1A und 1B gezeigt) für das Schleifen von Kanten. Dieser Schleifeffekt ist schematisch in Figur 1C gezeigt. In dieser Figur ist ein einzelner Schleiflappen 13 zu sehen, der in der gezeigten Momentaufnahme an eine Kante eines Werkstücks 20 vorbei schleift. Die Schleifbewegung verläuft in diesem Beispiel von rechts unten nach links oben. Dadurch wird die Kante des Werkstücks 20 geschliffen. Um so härter und weniger flexibel die Schleiflappen 13 befestigt sind, um so stärker wird der Anpressdruck gegen die Kante des Werkstücks 20.
Verschiedenste Formen von Schleifmittel sind schematisch in den Figuren 2A - 2C und 3A - 3B gezeigt. Diese Schleifmittel sind insbesondere für den Einsatz im Zusammenhang mit einem Schleifwerkzeug gemäss der vorliegenden Erfindung geeignet.
Das in Figur 2A gezeigte lappenförmige Schleifmittel 13 besteht aus einem flexiblen Schleifmittelträger, der am oberen Rand mit Schleifmittel 15 (z.B. Schleifkörner) versehen ist.
Figur 2B zeigt eine andere Form eines lappenförmigen Schleifmittels 13. In diesem Beispiel besteht das lappenförmige Schleifmittel 13 aus einem flexiblen Schleifmittelträger der auf einer Seite mit einer Schleifmittelschicht 15 (z.B. Schleifkörner) versehen ist.
Die Figur 2C zeigt eine Weiterbildung des in Figur 2B gezeigten Schleifmittels. In dem in Figur 2C dargestellten Fall umfasst das Schleifmittel 13 einen flexiblen Schleifmittelträger der auf beiden Seiten mit je einer Schleifmittelschicht 15 (z.B. Schleifkörner) versehen ist. Der lappenförmige Schleifmittelstreifen 13 kann weicher gestaltet werden, indem man ihn mit einem oder mehreren Schlitzen 24 versieht.
In den Figuren 3A und 3B sind zwei verschiedene zylinderförmige Schleifmittel 11 dargestellt. Das Schleifmittel 11 in Figur 3A besteht aus mehreren konzentrischen Lagen von Schleifmittelträgern 16, 17, 18 und 19 (insg. 4 Lagen im vorliegenden Beispiel). Diese Schleifmittelträger 16, 17, 18 und 19 sind am oberen Rand mit einem Schleifmittel 15 (z.B. Schleifkörner) versehen.
Das in Figur 3B gezeigte Schleifmittel 11 besteht aus mehreren konzentrischen Lagen von Schleifmittelträgern 20, 21, 22 und 23 (insg. 4 Lagen). Jede dieser Schleifmittelträger 20, 21, 22 und 23 ist auf einer Seite mit einer Schleifmittelschicht 15 (z.B. Schleifkörner) versehen. Im gezeigten Beispiel zeigt diese Schleifmittelschicht 15 nach aussen. Der Durchmesser des in Figur 3B gezeigten Schleifmittels 11 ist geringer als der des in Figur 3A gezeigten.
Bei den gezeigten Schleifmitteln handelt es sich lediglich um Beispiele, um zu zeigen wie variantenreich das erfindungsgemässe Werkzeug bestückt werden kann, indem man verschiedene Schleifmittel verwendet.
Eine weitere Ausführungsform des erfindungsgemässen Werkzeug 30 wird im Folgenden mit Bezug auf die Figuren 4A und 4B beschrieben. Bei der gezeigten Ausführungsform an einem Rotationskörper 35 in axialer Richtung, im Abstand der Schleifmittelbestückungsbreite innen ein Steg 38 und aussen ein Steg 31 angebracht. Um den inneren Steg 38 wird ein handelsüblicher Schleifvliesstreifen 40 oder ein Schleifbandstreifen oder andere flexible, bandförmige Schleifmittel der gewünschten Qualität, Härte und Schleifkorngrösse bis zum äusseren Steg 31 aufgewickelt. Ein geeigneter Schleifbandstreifen 40 ist Figur 7 gezeigt. Durch Löcher im inneren Steg 38 werden Nägel oder nagelförmige Stifte 32 vorzugsweise mit Kopf, radial nach aussen gedrückt um damit das Schleifmittel 40 zu durchstechen und fixieren. Eine Nut 39 an der Innenseite des äusseren Stegs 31 dient dabei als Raster gegen axiales Ausweichen und ein Füllstück 41 im Zentrum verhindert das Herausfallen der Nägel 32.
Wird der Schleifbandstreifen 40 mit wenig Spannung auf den inneren Bereich aufgewickelt, so erhält man einen lockeren Schleifkörper, der einen weichen Schleifeffekt bewirkt. Durch festeres Aufwickeln wird auch der Schleifeffekt stärker.
Eine andere Ausführungsform des erfindungsgemässen Werkzeugs 50 ist in Figur 5 gezeigt. Bei dieser Ausführungsform ist der Rotationskörper 51 so konstruiert sein, dass Stifte 52 durch Löcher im äusseren Steg 53 radial nach innen gedrückt und in einer Nut an der Aussenseite des inneren Stegs 54 oder in Löchern eingerastet sind. Dabei können die Stifte 52 zum Beispiel durch einen angeschraubten Stülpring 55 gesichert werden.
Eine weitere Ausführungsform des erfindungsgemässen Werkzeugs 60 ist in Figur 6 dargestellt. Aus dieser Figur ist zu erkennen, wie die Achse 62 eines Antriebsmotors (nicht gezeigt) im Mittelpunkt des Rotationskörpers 61 angeordnet ist. Der Rotationskörpers 61 wird durch den Antriebsmotor in Rotation versetzt.
Aus der Figur 8 ist eine weitere Befestigungsmöglichkeit zur Befestigung des Schleifmittel 40 gezeigt. Das gezeigte Werkzeug 80 ist mit dem Schleifmittel 40 bestückt, das über mehrere Klammem gehalten wird. Die Klammern 82 weisen je einen Stift 83 auf, der das Schleifmittel 40 durchdringt und vorzugsweise in den inneren Steg 84 des Werkzeugs 80 eingreift. Um die Klammern 82 am äusseren Rand des Werkzeugs 80 zu fixieren, kann eine Schraubverbindung, wie in Figur 8 angedeutet, verwendet werden. Es ist zu beachten, dass das Werkzeug 80 in dieser Ausführungsform keinen äusseren Steg aufweist.
Anstatt die Klammern 82 mit Schraubenverbindungen zu fixieren, wie in Figur 8 gezeigt, kann man eine kreisförmige Sicherungsplatte von hinten an dem Werkzeug 80 befestigen. Zu diesem Zweck muss die Sicherungsplatte eine zentales Loch aufweisen, damit die Platte von hinten über den zentralen Hals des Werkzeugs 80 geschoben werden kann. Die Sicherungsplatte kann dann zum Beispiel mittels Schraubenverbindungen von hinten gegen das Werkzeug 80 geschraubt werden. Hierzu können Schraubenlöcher in der Rückseite des Werkzeugs vorgesehen werden, die das Werkzeug 80 von hinten bis zum inneren Steg 84 durchdringen. Diese Schraubenlöcher werden vorteilhafterweise parallel zur Rotationsachse des Werkzeugs 80 ausgerichtet. Der äussere Durchmesser der Sicherungsplatte sollte so gewählt werden, dass die Klammern 82 durch die Sicherungsplatte in ihrer Position gehalten werden.
In den Figuren 4A, 4B, 5, 6 und 8 sind unterschiedliche Anordnungs- und Befestigungsmöglichkeiten eines zylinderförmigen Schleifmittels auf einem scheibenförmigen Rotationskörper dargestellt. Die in diesen Figuren gezeigten Werkzeuge 30, 50, 60, bzw. 80 können vorteilhafterweise für den Flächenschliff mit Kreuzschliffeffekt eingesetzt werden.
Im Folgendem wird die Bestückung der erfindungsgemässen Werkzeuge mit lappenförmigen Schleifmitteln (Schleifmittelstreifen) erläutert. Für das Schleifen von abgerundeten Kanten ist ein ergänzender, auch als Rotationskörper 71 ausgebildeter Schleifwerkzeugträger 70 (siehe Figur 9) vorgesehen. Der Rotationskörper 71 weist radial ausgerichtete Vertiefungen 72 auf. In diese radial ausgerichteten Vertiefungen 72 können, wie in Figur 9 gezeigt, abgefängte Schleifmittelstreifen 73, vorzugsweise Schleifvlies oder Schleifband, fächerartig eingelegt werden. Zur Befestigung der Schleifmittelstreifen 73 kann eine speziell ausgeformte Zwischenlage 74 verwendet werden. Diese Zwischenlage 74 ist mit einem Finger versehen, um einen Halte- und Stützeffekt zu bewirken. Zu diesem Zweck ist die Zwischenlage 74 vorzugsweise so aufgebaut, dass der Finger unter eine Scheibe oder unter einen anderen Werkzeugteil (z.B. ein Rotationskörper nach Figur 5, 6, oder 8) geklemmt werden kann. Details hierzu sind der Abbildung 10 zu entnehmen. Wie gezeigt wird ein Schleifmittelstreifen 73 derart durch eine Zwischenlage 74 mittig fixiert, dass der Schleifmittelstreifen 73 zwei freie Enden 75 aufweist.
Aus der Figur 11 ist eine andere Form und Gestalt einer Zwischenlage 90 zu erkennen. Sie besteht aus einem unteren Teil 91, der zum Einklemmen bzw. befestigen am Rotationskörper dient. Am oberen Ende der Zwischenlage 90 ist ein Schleifmittelstreifen 92 vorgesehen.
Durch eine in Dicke, Härte und Höhe unterschiedliche Formgebung der Zwischenlagen kann die Abstützung der Schleifmittelstreifen individuell den Bedürfnissen angepasst werden.
Als Alternative kann die Zwischenlage aus zwei oder mehreren verschiedenen Materialien zusammengesetzt sein. Zum Beispiel ein Finger aus Metall oder Kunststoff als Träger und ein Borstenstreifen als Stützkörper.
Die Vertiefungen im Rotationskörper für die Aufnahme der Zwischenlagen können entweder axial (wie z.B. in Figur 10 gezeigt), oder mit einem positiven Winkel axial (cf. Figur 12) oder negativen Winkel (cf. Figur 13) in Bezug auf die axiale Lage angeordnet sein.
Figur 14 zeigt einen Schnitt durch ein Werkzeug 100, das mit einem zylinderförmigen Schleifmittel 101 und mit mehreren streifenförmigen Schleifmittelstreifen 102 bestückt ist. Das Werkzeug 100 sitzt auf einer Achse 103. Der innere Rotationskörper 104 hat einen inneren Steg 106 und einen äusseren Steg 105. Das zylinderförmige Schleifmittel 101 wird durch Stifte 107 und eine Füllstück 108 fixiert. Der äussere Rotationskörper 110 weist axiale Vertiefungen 111 auf. Im Schnitt ist zu sehen, dass eine Zwischenlage 121 in einer solchen Vertiefungen 111 sitzt. Der Finger 112 der Zwischenlage 121 wird durch den innere Rotationskörper 104 gegen Herausfallen fest geklemmt. Die Zwischenlage trägt einen Schleifmittelstreifen 102. Im Schnitt ist zu erkennen, dass das Werkzeug 100 gerade ein Werkstück 120 bearbeitet. Zu diesem Zweck rotiert das Werkzeug 100 um die Achse 103. Gleichzeitig wird entweder das Werkstück 120 in eine Längsbewegung am Werkzeug 100 vorbei geführt, oder das Werkzeug wird am Werkstück 120 entlang geführt.
Mit dem axialwirkendes Schleifwerkzeug nach der vorliegenden Erfindung können besonders leistungsfähige und hochwertige Materialbearbeitungsmaschine realisiert werden. Zu diesem Zweck kann ein Antriebsmotor mit einer Rotationswelle (Antriebswelle), vorgesehen werden, die das axialwirkende Schleifwerkzeug antreibt. In einer weiteren Ausführungsform kann man die Maschine mit einem Antriebsmittel versehen, welches ein Werkstück mit einer Längsbewegung an dem Schleifwerkzeug vorbei führt. Hierzu kann man zum Beispiel ein Transportband mit Antriebswalzen verwenden.
Eine solche Materialbearbeitungsmaschine kann mit einem Antriebsmittel ausgerüstet werden, das eine Exzenterbewegung des Schleifwerkzeugs in Bezug auf das zu bearbeitende Werkstück ausführt.
Das axialwirkende Schleifwerkzeug kann ideal verwendet werden, um einen Holzbearbeitung im Durchlaufverfahren zu realisieren. Besonders gut geeignet ist das axialwirkende Schleifwerkzeug für das Bearbeiten von Einzelhölzern (z.B. Kanthölzer, Fensterrahmen oder dergleichen) im Durchlaufverfahren.
Der Schleifwerkzeugträger nach der vorliegenden Erfindung besteht üblicherweise aus Kunststoff, Aluminium oder Stahl und kann vorzugsweise über einen Flansch mit Aufnahmebohrung und Keilbahn an einem Normmotor betrieben werden. Dazu wird der Schleifwerkzeugträger auf der Motorwelle befestigt. Diese Motorwelle bzw. der Motor kann gefedert (z.B. pneumatisch gefedert) gelagert werden.
Für eine flexible Materialbearbeitungsanlage (z.B. eine Hochleistungsproduktionsanlage) kann ein Schnellwechselsystem eingesetzt werden.
Typischerweise wird das Werkzeug gemäss der vorliegenden Erfindung in einem Drehzahlbereich zwischen 200 - 5000 U/min betrieben. Besonders geeignet ist eine Drehzahl zwischen 500 und 1500 U/min. Die Drehzahl sollte dem zu schleifenden Material und der aktuellen Bestückung des Werkzeugs anpassbar sein.
Der rotierende axialwirkende Schleifwerkzeugträger kann einzeln (wie in Figur 14 gezeigt) oder für grossflächige Teile in Durchlaufbreite und Durchlauflänge mehrfach angeordnet werden. Eine beispielhafte Anordnung mehrerer erfindungsgemässer Werkzeuge ist in Figur 15 zu sehen. Im gezeigten Beispiel sind insgesamt 12 axialwirkende Schleifwerkzeuge versetzt zueinander angeordnet. Es kann dabei sinnvoll sein in Durchlauflänge Werkzeuge mit unterschiedlichen Feinheitsstufen einzusetzen.
Die anlagenseitige Befestigung kann fest oder für die Optimierung des Schleifdruckes gefedert oder druckgesteuert sein. Für den Antrieb ist vorzugsweise ein stufenlos drehzahlgeregelter direkt aufgesetzter Normmotor einzusetzen. Bei Mehrfachanordnung wie in Figur 15 werden die Werkzeugträger üblicherweise über Riemen oder Zahnriemen angetrieben.
Bei einem erfindungsgemässen Verfahren zum Bearbeiten eines Werkstücks mit mindestens einer Fläche und einer Kante werden die folgenden Schritte ausgeführt. Das Werkstück erfährt eine Linearbewegung entlang des axialwirkenden Werkzeugs. Dieses Werkzeug wird in Rotation versetzt, wobei sich der innere und der äussere Rotationskörper um eine Achse drehen, die mit der Längsachse des Antriebs zusammenfällt. Dabei findet gleichzeitig ein Kreuzschliffschleifen der Fläche des Werkstücks und ein Kantenschleifen entlang der Kante des Werkstücks statt.
Dieses Verfahren kann man weiter verbessern, indem man ein Bandschleifschritt vorschaltet, um das Werkstück vorzubereiten. Nach dem Kreuzschliffschleifen und dem Kantenschleifen folgt idealer weise ein Radialschleifschritt.
Diese Schritte bieten eine hervorragende Grundlage für einen anschliessenden Wasserlackauftrag, zum Beispiel als Wasserlackgrundierung. Der sonst übliche Lack-Zwischenschliff erübrigt sich bei diesem Verfahren.
Nebst der grossen Auswahl von handelsüblichen Schleifmitteln in Kömungen, Trägermaterialien usw. gibt es mehrere Möglichkeiten, die Wirkung des auf gleicher Höhe umlaufenden, aus einem Stück bestehenden Schleifvlies- oder Schleifbandstreifens zu variieren. Vorzugsweise wird ein Zwischenlagestreifen mit individuell angepasster Dicke, Härte und Höhe parallel aufgewickelt, um die Schleifwirkung dem Bedarf anzupassen.
Der inneren Bereich des erfindungsgemässen Werkzeugs hat typischerweise einen Durchmesser zwischen 100mm und 2000mm. Der äussere Bereich kann einen Durchmesser zwischen 200mm und 2500mm haben.
Die Werkzeuge gemäss der vorliegenden Erfindung sind je nach Bestückung für Nassschliff und Trockenschleifen geeignet. Eine geeignete elektronische Steuerung erlaubt ein materialgerechtes Schleifen.
Zusätzlich zur Rotationsbewegung des erfindungsgemässen Werkzeugs kann man noch eine Exzenterbewegung einsetzen, um für einen noch feineren Schliff bei hoher Abtragleistung durch die doppelte Schleifbewegung zu sorgen.
Eine Wirkungsart der beschriebenen Werkzeuge ist der Flächenschliff mit Kreuzschliffeffekt, z.B. zur Entfernung von Haaren an Holzwerkstoffen bei vorgängig längsgeschliffenen Oberflächen. Der Kreuzschliffeffekt stellt sich ein wenn es eine relative Vorwärtsbewegung zwischen dem zu schleifenden Material und dem Werkzeug gibt. Eine andere Wirkungsart ist das Schleifen von abgerundeten Kanten (siehe das Werkstück 120 in Figur 14) an Leisten, Profilen, Fensterteilen, Tischplatten, Türen usw.
Das Werkzeug gemäss der vorliegenden Erfindung kann entweder, wie vorgängig beschrieben, derart aufgebaut sein, dass man es neu bestücken kann, oder man kann vorgefertigte Werkzeugträger einsetzen, die nach den Gebrauch entsorgt werden. So kann zum Beispiel der innere Bereich und/oder der äussere Bereich aus Werkzeugträgern bestehen, die fest mit dem notwendigen Schleifmittel(n) bestückt sind. Der inneren Bereich kann zum Beispiel fest in Kunststoff vergossen sein. In diesem Fall ist das Schleifmittel nicht austauschbar.

Claims (26)

  1. Axialwirkendes Schleifwerkzeug (10, 30, 100) zur Befestigung auf einer Rotationswelle (14, 103), mit einem inneren und einem äusseren Rotationsbereich (11, 13, 40, 101, 102), wobei
    der innere Rotationsbereich ein zylinderförmiges Schleifmittel (11, 40, 101) mit mehreren Lagen eines Schleifmittelträgers aufweist, die konzentrisch um die Längsachse der Rotationswelle (14, 103) angeordnet sind, und
    der äussere Rotationsbereich radial angeordnete streifenförmige Schleifmittel (13, 102) aufweist,
    dadurch gekennzeichnet, dass die streifenförmigen Schleifmittel das zylinderförmige Schleifmittel axial überragen und lappenförmig entlang des Umfangs des Schleifwerkzeugs angeordnet sind.
  2. Schleifwerkzeug nach Anspruch 1, wobei die Lagen des zylinderförmigen Schleifmittels entweder mehrere zylinderförmige Schleifmittellagen (11) umfasst, die ineinander gesteckt sind, oder wobei die Lagen des zylinderförmigen Schleifmittels durch spiralförmig aufgewickelten Schleifmittelstreifen (40) gebildet wird.
  3. Schleifwerkzeug nach Anspruch 1 oder 2, wobei das Schleifwerkzeug einen scheibenförmigen Schleifwerkzeugträger (12) umfasst.
  4. Schleifwerkzeug nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das zylinderförmige Schfeifmittel (11) überwiegend stimseitig schleift.
  5. Schleifwerkzeug nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die streifenförmigen Schleifmittel (13) aus flexiblen Schleifmittelträgem bestehen, die am oberen Rand oder einer Seitenflächen mit Schleifmittel (15) versehen sind.
  6. Schleifwerkzeug nach Anspruch 1, wobei der innere Rotationsbereich einen inneren Steg (38, 54) aufweist, um den ein Schleifvliesstreifen (40), ein Schleifbandstreifen oder anderes flexible, bandförmiges Schleifmittel aufgewickelt ist.
  7. Schleifwerkzeug nach Anspruch 6, wobei der innere Rotationsbereich eine äusseren Steg (31, 53) umfasst, um das Schleifvliesstreifen (40), den Schleifbandstreifen oder das andere flexible, bandförmige Schleifmittel zu umfassen.
  8. Schleifwerkzeug nach Anspruch 6 oder 7, wobei ein Befestigungsstift durch den Schleifvliesstreifen (40), den Schleifbandstreifen oder das andere flexible, bandförmige Schleifmittel gesteckt ist, um es am Schleifwerkzeug zu fixieren.
  9. Schleifwerkzeug nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei der äussere Rotationsbereich (71) radialausgerichtete Vertiefungen (72) zur Befestigung der streifenförmige Schleifmittel aufweist.
  10. Schleifwerkzeug nach Anspruch 9, wobei die streifenförmigen Schleifmittel fächerartig in den Vertiefungen (72) sitzen.
  11. Schleifwerkzeug nach Anspruch 9, wobei die Vertiefungen (72) mit einem gewissen Winkel zur radialen Richtung ausgerichtet sind.
  12. Schleifwerkzeug nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei zur Befestigung der streifenförmigen Schleifmittel (73) Zwischenlagen (74, 91, 121) verwendet werden.
  13. Schleifwerkzeug nach Anspruch 12, wobei die streifenförmigen Schleifmittel (73) und die Zwischenlagen (74, 91, 121) am äusseren Rotationsbereich eingeklemmt sind.
  14. Schleifwerkzeug nach Anspruch 12, wobei durch entsprechende Dicke, Härte und Höhe und/oder Formgebung der Zwischenlagen (74, 91, 121) die Abstützung der streifenförmigen Schleifmittel (73, 102) anpassbar ist.
  15. Schleifwerkzeug nach Anspruch 12, wobei die Zwischenlagen (74, 91, 121) aus Metall oder Kunststoff sind.
  16. Schleifwerkzeug nach einem der Ansprüche 1 - 11, wobei die streifenförmigen Schleifmittel (73) eingeklebt oder eingegossen sind.
  17. Materialbearbeitungsmaschine mit einem Antriebsmotor und einer Rotationswelle (103), auf der ein axialwirkendes Schleifwerkzeug (100) nach einem der vorhergehenden Ansprüche befestigt ist.
  18. Materialbearbeitungsmaschine nach Anspruch 17, mit einem Antriebsmittel, welches ein Werkstück (120) in einer Längsbewegung an dem Schleifwerkzeug (100) vorbei führt.
  19. Materialbearbeitungsmaschine nach Anspruch 17 oder 18, mit einem Antriebsmittel, das eine Exzenterbewegung des Schleifwerkzeugs (100) in Bezug auf das zu bearbeitende Werkstück (120) ausführt.
  20. Materialbearbeitungsmaschine nach Anspruch 17,18 oder 19, wobei mehrere axialwirkendes Schleifwerkzeuge (100) gegeneinander versetzt angeordnet sind, um eine erhöhte Durchlaufbreite zu erhalten.
  21. Verwendung eines axialwirkendes Schleifwerkzeug (100) nach einem der Ansprüche 1 - 16 für die Holzbearbeitung im Durchlaufverfahren.
  22. Verwendung eines axialwirkendes Schleifwerkzeug (100) nach einem der Ansprüche 1 - 16 für das Bearbeiten von Einzelhölzem im Durchlaufverfahren.
  23. Verfahren zum Bearbeiten eines Werkstücks mit mindestens einer Fläche und einer Kante mit einem Schleifwerkzeug nach einem der Ansprüche 1 - 16, bei dem die folgenden Schritte ausgeführt werden
    Linearbewegen des Werkstücks,
    Kreuzschliffschleifen der Fläche des Werkstücks mit einem mehrlagigen, zylinderförmigen Schleifmittel, das konzentrisch um eine Rotationswelle angeordnet ist,
    Kantenschleifen entlang der Kante des Werkstücks mit den streifenförmigen Schleifmitteln, die in radialer Richtung zu der Rotationswelle angeordnet sind,
    wobei die Linearbewegung, das Kreuzschliffschleifen und das Kantenschleifen gleichzeitig ausgeführt wird.
  24. Verfahren-nach Anspruch 23, wobei das zylinderförmigen Schleifmittel stimseitig schleift.
  25. Verfahren nach Anspruch 23 oder 24, wobei vorgängig ein Bandschleifschritt und/oder nachträglich ein Radialschleifschritt ausgeführt wird/werden.
  26. Verfahren nach Anspruch 23 oder 24, wobei nach den Schleifschritten eine Wasserlackgrundierung aufgetragen wird.
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