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Gebiet der Erfindung
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Die vorliegende Erfindung betrifft eine Halterung für ein Schleifgerät oder ein ähnliches Werkzeug. Grundsätzlich kann die Halterung für eine Vielzahl von Werkzeugen eingesetzt werden, typischerweise motorgetriebene Werkzeuge, typischerweise rotierende Werkzeuge. Die Halterung wird besonders vorteilhaft zusammen mit einem Bandschleifer eingesetzt. Die Halterung ermöglicht den verbesserten Einsatz eines Bandschleifers. Fest verbunden mit einem Bandschleifer kann sie eine Schleifstation zur Verfügung stellen.
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Hintergrund der Erfindung
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Bandschleifer werden häufig mit der Hand geführt. In anderen Situationen werden sie fixiert, beispielsweise an einer Werkbank. Eine solche Fixierung durch irgendeine Form der Halterung bewirkt aber in der Regel keine wesentlich erweiterten Anwendungsmöglichkeiten für das Gerät.
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Die Offenlegungsschrift
DE 10 2009 003 140 A1 offenbart eine Schleifvorrichtung für Walzen. Diese Schleifvorrichtung soll insbesondere für Walzen geeignet sein, wie sie bei Papiermaschinen zum Einsatz kommen, also relativ große und mehrere Meter breite Walzen. Insbesondere wegen des schnellen Vorschubtempos einer Papierbahn müssen solche Walzen sehr eben sein.
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Es wird eine Schleifvorrichtung vorgestellt, welche stationäre Komponenten und mobile Komponenten umfasst. Die stationären Komponenten sollen Führungsschienen umfassen. Es wird offenbart, dass ein Längsschlitten an zwei Führungsschienen geführt werden kann. Mit dem Längsschlitten ist ein Querschlitten verbunden. Dieser Querschlitten kann ein Werkzeug, beispielsweise eine Schleifscheibe oder einen Bandschleifer führen.
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Die Schleifvorrichtung scheint insgesamt besonders für einen Typ von Werkstück optimiert zu sein, nämlich für Walzen von Papiermaschinen. Es handelt sich auch um eine aufwendig herzustellende Vorrichtung.
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Die vorliegende Erfindung wünscht in einfacher ökonomischer Weise eine Halterung für eine Schleifvorrichtung anzubieten, welche das Arbeiten mit einem Schleifgerät wesentlich erleichtert. Die Halterung soll auch mit einer Vielzahl von Geräten kombinierbar sein, zumindest mit Bandschleifern verschiedener Hersteller. Im Übrigen soll durch die Verbindung der Halterung mit einem Werkzeug ein funktioneller Mehrwert geschaffen werden, nämlich der Einsatz des Werkzeugantriebs zur Bewegung des Werkstücks.
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Diese Aufgabe wird durch eine Schleifhalterung nach Anspruch 1 gelöst. Vorteilhafter Weiterbildungen sind in den Unteransprüchen angegeben. Die korrespondierenden Vorteile weisen die Verfahren nach den Ansprüchen 9 bis 11 auf.
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Nähere Beschreibung
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Die Erfindung betrifft eine Halterung für ein Langstück. Das Wort Langstück steht hier für ein zu bearbeitendes Werkstück. Typischerweise hat ein Langstück eine Ausdehnung in einer Dimension, die wesentlich länger ist als eine Ausdehnung in anderen Dimensionen, beispielsweise mindestens 5-mal, 10-mal oder auch 20-mal so lang. Ein typisches Langstück ist damit ein Rohr mit rundem, rechteckigem oder sonstigem Querschnitt. Es kann sich auch um eine Stange, also einen innen ausgefüllten Körper handeln. Typischerweise wird die erfindungsgemäße Halterung für Rundrohre verwendet.
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Die Halterung dient dazu, das Langstück zu halten, dabei also seine translatorische und rotatorische Bewegung in mindestens einer Richtung zu hemmen. Das Langstück soll aber vorteilhafterweise beweglich bleiben. Insbesondere soll das Langstück um seine Längsachse rotieren können.
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Das Langstück wird auf einer Unterstützungsebene gehalten. Dies ist typischerweise eine horizontale Ebene. Dazu sind mindestens erste Unterstützungsmittel vorgesehen. Diese Unterstützungsmittel können nicht beweglich sein, beispielsweise auf einer Tischfläche platzierte Klötze, Bankhaken oder dergleichen. Zweckmäßigerweise jedoch sind mindestens die ersten wie auch sonstige Unterstützungsmittel beweglich. Insbesondere sollen sie eine Rotationsbewegung unterstützen können. Zweckmäßig sind dazu Rollen und Walzen.
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An der Halterung ist ferner eine Führungsrolle vorgesehen. Mithilfe dieser Führungsrolle soll das Langstück gegen das Werkzeug gedrückt werden. Die Führungsrolle muss dazu gegenüber anderen Teilen der Halterung nicht beweglich sein. Es genügt, wenn die Führungsrolle das Langstück gegen das Werkzeug drücken kann, indem eine Relativbewegung zwischen Werkzeug und Führungsrolle ausgeführt wird. Vorteilhafterweise aber ist die Führungsrolle gegenüber anderen Teilen der Halterung, beispielsweise gegenüber den ersten Unterstützungsmitteln, beweglich.
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Im Rahmen der vorliegenden Erfindung soll die Führungsrolle so ausgeführt werden, dass sie sowohl eine Kraft in Richtung der ersten Unterstützungsmittel ausüben kann, als auch eine Bewegung des Langstücks entlang der Längsachse bewirken kann. Die Ausübung einer Kraft in Richtung der ersten Unterstützungsmittel kann mittelbar durch den Druck entstehen, der über das Werkzeug auf das Langstück ausgeübt wird. Insbesondere bei einem Langstück von rundem Querschnitt ist dies leicht möglich. Wie erläutert, ist es aber bevorzugt, wenn die Führungsrolle selbst auch in Richtung des ersten Unterstützungsmittel bewegt werden kann.
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Diese Bewegung erlaubt dann, dass eine Kraft in Richtung des ersten Unterstützungsmittels ausgeübt wird. Diese kann maschinell, beispielsweise durch einen Elektromotor, oder auch durch eine Federkraft auf die Führungsrolle ausgeübt werden. Im Rahmen der vorliegenden Erfindung ist es aber in der Regel vorteilhaft, wenn eine solche Kraft manuell ausgeübt wird, beispielsweise indem mit der Hand Kraft auf ein entsprechendes Griffstück ausgeübt wird, welches mit der Führungsrolle verbunden ist.
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Zusätzlich soll die Führungsrolle eine Bewegung des Langstücks entlang der Längsachse bewirken können. Hierzu ist in aller Regel erforderlich, dass die Abrollbewegung der Führungsrolle so erfolgt, dass eine Kraftkomponente parallel zur Längsachse des Langstücks wirkt. Diese Kraftkomponente kann dadurch erzeugt werden, dass die Rollachse der Führungsrolle nicht parallel zur Längsachse des Langstücks verläuft.
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Die Halterung ist so ausgelegt, dass es leicht möglich ist, das Langstück mit einem rotierenden Werkzeug in Rotation um seine Längsachse zu versetzen. Diese Rotationsbewegung wird dann auch von der Führungsrolle mitgemacht. Dabei wird Rotationsenergie auf die Führungsrolle übertragen. Es ist also nicht erforderlich, dass die Führungsrolle selbst angetrieben wird. Diese Rotationsenergie der Führungsrolle kann wieder an das Langstück abgegeben werden. (Solche naturwissenschaftlichen Überlegungen sollen die erfinderische Idee erläutern, ohne dass sie selbst Teil der Idee sind oder diese beschränken sollen oder Anspruch auf naturwissenschaftliche Korrektheit erhoben würde.)
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Die Rotationsbewegung in eine Translationsbewegung entlang der Längsachse zu übertragen, erfordert eine geeignete Stellung der Führungsrolle. Wie erwähnt, sollte die Drehachse der Führungsrolle dazu nicht parallel zur Rotationsachse des Langstücks sein (und damit in der Regel nicht parallel zur Längsachse des Langstücks). Die Längsachse und die Rotationsachse des Langstücks fallen in der Regel zusammen, was für die Längsachse gesagt wird, gilt daher auch für die Rotationsachse und umgekehrt. Die Translationsenergie wird in der Regel entlang der Rotationsachse zugeführt, die Translationsbewegung kann allerdings nur in einer Richtung erfolgen, in der die Freiheit dazu besteht, was von der Ausrichtung der Unterstützungsmittel abhängt.
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Es ist vorteilhaft, wenn die Drehachse der Führungsrolle parallel zur Unterstützungsebene einen Winkel von 5° bis 30° mit der Längsachse bildet. Anders ausgedrückt, ergibt sich ein Winkel zwischen Drehachse und Längsachse von 5° bis 30° bei einer Projektion in die Unterstützungsebene. Damit liegt sie gewissermaßen parallel über der Unterstützungsebene, ist jedoch gegenüber der Längsachse des Langstücks verdreht. Wäre, vom Bediener der Halterung gesehen, die Drehachse etwa nach links verdreht, so würde dies eine translatorische Bewegung des Langstücks nach rechts bewirken.
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Es ist ebenfalls zweckmäßig, wenn die Drehachse der Führungsrolle mit einer zur Unterstützungsebene parallelen Ebene einen Winkel von 0 bis 30° bildet. Zweckmäßigerweise ergibt sich dieser Winkel in der Ebene, die parallel zur Unterstützungsebene ist und durch die Drehachsenmitte verläuft. Wenn der Winkel 0° beträgt, so liegt die Drehachse ganz in dieser Ebene parallel zur Unterstützungsebene.
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Bei einem Winkel größer 0° ist die Drehachse der Führungsrolle gewissermaßen auf die Achse des Langstücks hin verkippt. Die Führungsrolle steht damit nicht aufrecht, sondern schräg auf dem Langstück. Diese Schräge bewirkt nicht notwendigerweise eine translatorische Bewegung des Langstücks entlang der Längsachse und ist somit nicht unbedingt wünschenswert. Diese Schräge ist jedoch unschädlich, sodass sie bis zu einem Winkel von 30° gut hingenommen werden kann.
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In einer zweckmäßigen Bauform wird die Führungsrolle an einer Führstange gehalten. Diese Führstange ist um eine Kippachse beweglich. Die Kippachse kann an einer Halterung gehalten werden.
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Es ist zweckmäßig, wenn der Abstand der Halterung der Führungsrolle zum ersten Unterstützungsmittel variiert werden kann. Wenn die Führungsrolle also um eine Kippachse gekippt werden kann, ist es zweckmäßig in verschiedenen Abständen zum ersten Führungsmittel Halterungen für die Achse vorzusehen.
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Die Kippachse ihrerseits verläuft vorteilhafterweise parallel zur Längsachse des Langstücks. Sie verläuft damit gleichzeitig parallel zu einer Rotationsachse des ersten Unterstützungsmittels, wenn dieses etwa als Walze oder Rollenanordnung mit gemeinsamer Achse ausgeführt ist. Die Führstange kann mit einem Griffstück ausgestattet sind, beispielsweise in Form einer Querstange.
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Es ist zweckmäßig, wenn der Abstand zwischen Führungsrolle und Kippachse der Führstange variabel ist. In dieser Weise lässt sich die Führungsrolle zweckmäßig auf Werkstücke verschiedener Dimension, insbesondere Langstücke verschiedenen Durchmessers abstimmen. Die Führungskontrolle kann um eine Achse senkrecht zur Kippachse, welche durch die Führstange führt, verdreht werden.
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Zweckmäßig ist es, wenn die Führungsrolle eine Oberfläche aufweist, an der einige Rollreibung erzeugt wird. Günstig ist dafür insbesondere ein eindrückbares oder elastisches Material. Zweckmäßig ist beispielsweise eine Kunststoff- oder Gummibeschichtung der Führungsrolle. Die Rolle kann auch insgesamt aus Kunststoff oder Gummi bestehen. Hartgummi ist häufig zweckmäßig. Eine Führungsrolle mit Luftfüllung ist ebenfalls zweckmäßig.
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Vorteilhaft sind dabei Rollen mit einem Bogenprofil, d. h. Rollen, deren mittiger Durchmesser am größten ist, und deren Durchmesser nach außen hin abfällt.
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Zweckmäßige Werkzeuge zum Zusammenwirken mit der Halterung sind rotierende Werkzeuge. Insbesondere ist es sehr zweckmäßig, die Halterung mit einem Bandschleifer zu verwenden. Mit einem solchen Bandschleifer kann die Oberfläche des Langstücks abgeschliffen werden. Die Rotation des Bandes bewirkt neben dem Abschleifen bei passendem Druck auch die Rotation des Langstücks. Über den beschriebenen Einsatz der Führungsrolle kann diese Rotationsbewegung auch in eine Translationsbewegung überführt werden. Der an sich dazu nicht bestimme Bandschleifer kann so mithilfe der Halterung neben der eigentlichen Schleifarbeit sowohl als Rotationsantrieb als auch als translatorischer Antrieb dienen.
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Es kommt durchaus in Frage, die Halterung zusammen mit dem Bandschleifer oder einem anderen rotierenden Werkzeug herzustellen und auszuliefern. Das Werkzeug kann dabei lösbar mit der Halterung verbunden sein oder sogar eine unlösbare Einheit bilden. Da jedoch die Halterung allein bereits Gegenstand der Erfindung sein kann und in der Regel allein ist, ist die Erwähnung des Werkzeugs im Einzelfall als Verständnishilfe bezogen auf die Funktion der Erfindung zu verstehen, nicht aber als Teil der Erfindung.
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Gleiches gilt für das Langstück. Die Lage und Maße des Langstücks sind für das Verständnis der Erfindung und ihre Arbeitsweise wesentlich, ohne dass das Langstück selbst Teil der Erfindung wäre. In aller Regel kommt es auch nicht in Betracht, die Halterung mit einem Langstück auszuliefern. Über die Lebensdauer der Halterung wird sie in der Regel mit tausenden von Langstücken oder sonstigen Werkstücken in Berührung kommen.
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Zweckmäßig ist es, wenn die ersten Unterstützungsmittel in Form einer Achse mit einer Vielzahl von Rollen ausgeführt sind. Die Achse kann beispielsweise vier Rollen tragen, auch im jeweils gleichen Abstand. Es könnte statt der Achse auch eine Welle eingesetzt werden. Ebenfalls ist zweckmäßig, eine Walze oder auch mehrere Walzen auf einer Achse zu führen. In der Regel ist es zweckmäßig, wenn in dem für das Werkzeug vorgesehenen Arbeitsbereich keine Rollen oder Walzen angeordnet sind. Häufig ist es zweckmäßig, zwei, vier oder acht Rollen vorzusehen.
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Neben den ersten Unterstützungsmitteln können zweite Unterstützungsmittel vorgesehen sein. Die zweiten Unterstützungsmittel können ausgeführt sein wie die ersten Unterstützungsmittel. Das zu bearbeitende Langstück kann also durch die Rollen oder Walzen geführt werden, die von zwei parallel ausgerichteten Achsen getragen werden.
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Zweckmäßig ist es auch, wenn der Abstand des oder der zweiten Unterstützungsmittel zum ersten Unterstützungsmittel variiert werden kann.
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Insbesondere hat es sich als zweckmäßig erwiesen, wenn als zweite Unterstützungsmittel zwei Rollen dienen, deren Abstand zu dem oder zu den ersten Unterstützungsmitteln variabel ist. Beispielsweise kann es zweckmäßig sein, wenn jeweils eine Rolle von einem beweglichen Träger getragen wird. Der Abstand des beweglichen Trägers zu dem ersten Unterstützungsmittel kann variiert werden, z.B. mit einer Spindel. Häufig ist es zweckmäßig, neben der Spindel auch noch Führungsstangen einzusetzen, beispielsweise eine erste Führungsstange auf der einen Seite der Spindel und eine zweite Führungsstange auf der gegenüberliegenden Seite einer Spindel.
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Die vorliegende Erfindung betrifft auch ein Verfahren zum Bearbeiten eines Werkstücks. In aller Regel wird das Werkstück ein Langstück sein. Das entsprechende Verfahren soll, vorzugsweise in der Reihenfolge der Aufzählung, folgende Schritte umfassen:
- a. Einlegen eines Werkstücks (W) in eine Halterung
- b. Inbetriebnahme eines rotierenden Werkzeugs
- c. Andrücken einer Rolle auf eine Oberfläche des Werkstücks (W)
- d. Versetzen des Werkstücks (W) in eine Rotationsbewegung und eine Translationsbewegung entlang der Rotationsachse
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Das Werkstück, welches in diesem Verfahren eingesetzt wird, ist typischerweise wiederum ein Langstück. Es ist zweckmäßig, wenn das Verfahren um einen Schritt erweitert wird, bei dem (im ersten Schritt) die Halterung an das rotierende Werkzeug montiert wird. Dabei soll eine feste Verbindung entstehen. In der Regel allerdings, soll diese Verbindung lösbar bleiben. Vorzugsweise ist das Werkzeug wiederum ein rotierendes Werkzeug und in der Regel ein Bandschleifer. Es ist zweckmäßig, wenn die Halterung eine Führungsrolle anbietet und wenn diese Führungsrolle von Hand auf das Werkstück gedrückt werden kann. Zum einen können so leicht Werkstücke verschiedener Größe (insbesondere verschiedenen Durchmessers) aufgenommen werden. Zum anderen kann auch nach Gefühl des Bearbeiters der Druck, um eine verlässliche Rotationsbewegung zu erzeugen variiert werden und ferner der Druck so gewählt werden, dass dabei auch die gewünschte Translationsbewegung zustande kommt.
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Im Rahmen des Verfahrens soll die Rotation und Translation in der Regel ohne weiteren Motorantrieb bewirkt werden. Nur in Einzelfällen ist es sinnvoll neben dem Werkzeug einen Antrieb zur Bewegung des Werkstücks einzusetzen. Das Andrücken der Rolle auf die Oberfläche des Werkstücks allein kann das Werkstücks in eine Rotationsbewegung und zugleich in eine Translationsbewegung versetzen. Die Geschwindigkeit der Translationsbewegung ist dabei zweckmäßigerweise langsamer als die Geschwindigkeit der Rotationsbewegung (gemessen auf der Werkstückoberfläche), und zwar vorzugsweise um einen Faktor von mehr als 3, mehr als 10 oder mehr als 20 kleiner.
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Das Verfahren ist auf die erfindungsgemäße Halterung bezogen zu verstehen. Das heißt, Merkmale der Gestaltung der Halterung sind analog auf das Verfahren zu übertragen, und Merkmale des Verfahrens sind analog auf Merkmale der Halterung zu übertragen
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Weitere Merkmale, aber auch Vorteile der Erfindung ergeben sich aus den nachfolgend aufgeführten Zeichnungen und der zugehörigen Beschreibung. In den Abbildungen und in den dazugehörigen Beschreibungen sind Merkmale der Erfindung in Kombination beschrieben. Diese Merkmale können allerdings auch in anderen Kombinationen von einem erfindungsgemäßen Gegenstand umfasst werden. Jedes offenbarte Merkmal ist also auch als in technisch sinnvollen Kombinationen mit anderen Merkmalen offenbart zu betrachten. Die Abbildungen sind teilweise leicht vereinfacht und schematisch.
- 1 ist eine perspektivische Ansicht der erfindungsgemäßen Halterung.
- 2 ist eine Vorderansicht der Halterung nach 1.
- 3 ist eine Seitenansicht der Halterung aus 1. Die Blickrichtung ist gegenüber derjenigen aus 2 um 90° gedreht.
- 4 ist eine Aufsicht auf die Halterung aus 1.
- 5 zeigt die Geometrie der Halterung in einer Aufsicht.
- 6 zeigt die Geometrie der Halterung in einer Seitenansicht.
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1 zeigt die erfindungsgemäße Halterung 10 in perspektivischer Ansicht. Die Halterung weist ein erstes Unterstützungsmittel 12 auf, welches vier Rollen 14A, 14B, 14C und 14D umfasst, die auf der Achse 16 aufgereiht sind. Die Achse 16 wird seitlich durch die Achsführung 18 gehalten. Wie erkennbar, sind an der Achsführung mehrere Bohrungen vorgesehen, sodass die Achse radial nach vorne oder nach hinten verschoben werden kann. Die Halterung 10 weist ebenfalls eine Führungsrolle 20 auf. Die Führungsrolle 20 wird an einem Drehlager 22 gehalten. Mit diesem Lager kann Sie senkrecht zur Drehachse um 360° verdreht werden. Die Rolle wird an der Führstange 24 gehalten. Die Führstange 24 ihrerseits wird an der Kippachse 26 gehalten. Die Höhe der Führungsrolle 20 an der Führstange 24 gegenüber der Kippachse 26 kann verstellt werden (durchaus ein allgemeines Konzept im Rahmen dieser Erfindung). Die Kippachse 26 wird durch die Achsführung 28 gehalten, welche aus zwei parallel gegenüberliegend angeordneten Backen besteht. In den Backen sind ebenfalls mehrere Bohrungen vorgesehen, so dass der Abstand der Kippachse 26 zu übrigen Teilen der Halterung, insbesondere auch zum ersten Unterstützungsmittel 12, variiert werden kann.
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Ferner sind zweite Unterstützungsmittel 30A und 30B vorgesehen. Die zweiten Unterstützungsmittel bestehen jeweils aus einer Rolle 32, welche von der Grundplatte 34A bzw. 34B gehalten wird. Die Grundplatten 34A und 34B sind beweglich, d.h. verschiebbar. Zur Verschiebung der Grundplatte sind jeweils zwei Führstangen 36 vorgesehen. Zwischen den beiden Führstangen ist die Spindel 38 vorgesehen. Da die Rollen 32A und 32B und die zugeordneten Elemente baugleich sind, werden sie zusammenfassend als zweite Unterstützungsmittel angesprochen. Es gibt also bei dieser Ausführungsform zwei zweite Unterstützungsmittel 30A und 30B.
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Zwischen den beiden Grundplatten 34A und 34B ist ein Verbindungselement 40 vorgesehen. Dieses Verbindungselement 40 dient der Verbindung der Halterung 10 mit einem Werkzeug, beispielsweise mit einem Bandschleifer. Das Verbindungselement 40 kann daher verschiedene Formen haben, die auf das jeweilige Werkzeug abgestimmt sind. Dargestellt ist hier ein Verbindungselement, welches aus zwei parallelen Zungen besteht, die eine entsprechende Zunge eines Werkezeuges umgreifen können. Die untere Zunge ist mit einem (hier nicht sichtbaren) T-Stück zusätzlich verstärkt. In den Zungen sind Bohrungen 42 vorgesehen, sodass mit entsprechenden Bolzen eine feste und dauerhafte Verbindung mit einem Werkzeug hergestellt werden kann, welche dennoch lösbar ist. Ein Verbindungselement mit welchem sich eine feste, ggf. aber auch lösbare Verbindung mit einem Werkzeug herstellen lässt, ist grundsätzlich im Rahmen dieser Erfindung von Interesse. Das Verbindungselement 40 ist an der Grundplatte 44 der Halterung 10 befestigt. In dieser Weise kann sich eine ausreichende Befestigung der Halterung 10 ergeben. Hier sind jedoch zusätzlich zwei Stützbeine vorgesehen, Stützbein 46A und Stützbein 46B. In dieser Weise kann auch die Halterung 10 als Ständer für ein rotierendes Werkzeug verwendet werden.
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2 zeigt die Halterung 10 aus 1 in einer Aufsicht. Die Blickrichtung geht hier aus der Richtung eines verbindbaren Werkzeugs. Dementsprechend blicken wir vorne auf das Verbindungselement 40 und sehen links das Stützbein 46A und rechts das Stützbein 46B. Die so abgestützte Grundplatte 44 trägt über die Achsführung 18 das erste Unterstützungsmittel 12, welches aus den Rollen 14A, 14B, 14C und 14D besteht. Diese sind auf der Achse 16 aufgereiht. Mit diesen Rollen können die Rollen 32A und 32B der zweiten Unterstützungsmittel 30A und 30B zusammenwirken. Der zusätzlichen Führung eines Werkstücks dient die Führungsrolle 20, welche an der Führstange 24 befestigt ist.
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3 zeigt dieselbe Halterung 10 aus einer Seitenansicht. Der Blick geht hier auf das Stützbein 46A, welches das zweite Stützbein verdeckt. Seitlich erkennbar ist das Verbindungselement 40. Die Achsführung 18 trägt die Rollen des ersten Unterstützungsmittels 12, der Blick geht auf die Rolle 14A. Ihr gegenüberliegend ist die Rolle 32A des zweiten Unterstützungsmittels 30A sichtbar. Diese Rolle wird durch Backen auf der Grundplatte 34 gehalten. Die Grundplatte 34 ist entlang der Führstange 36 gegenüber den anderen Elementen, insbesondere der Rolle 14A verschiebbar.
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Auf der gegenüberliegenden Seite der Rolle 14A erkennt man die Achsführung 28, die die Kippachse 26 hält, an der die Führstange 24 gehalten wird. Über diese Führstange gleitet eine Hülse, welche das Drehlager 22 trägt. An diesem Drehlager 22 ist die Führungsrolle 20 befestigt. Die Hülse erlaubt eine Höhenverstellung der Führungsrolle 20 an der Führstange 24. Eine andere mechanische Lösung zur Höhenverstellung ist aber ebenfalls geeignet. Eine Höhenverstellung ist grundsätzlich wünschenswert, um Werkstücke verschiedener Größe sicher führen zu können.
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In dieser Seitenansicht ist zusätzlich gestrichelt ein Werkstück W dargestellt. Ein solches Werkstück würde sich auf der Rolle 14A und den anderen Rollen des ersten Unterstützungsmittels 12 abstützen. Gegenüberliegend wird das Werkstück W durch die zweiten Unterstützungsmittel abgestützt. In dieser Weise liegt das Werkstück W sicher auf und kann um seine in die Bildebene ragende Längsachse rotieren. Je nach Größe des Werkstücks W, bei einem röhrenförmigen Werkstück je nach seinem Durchmesser, kann der Abstand zwischen erstem Führungsmittel und zweitem Führungsmittel leicht variiert werden. Wenn regelmäßig besonders große oder besonders kleine Werkstücke zu bearbeiten sind, kann auch die Achsposition für die Rolle 14A und ihre Nachbarn in der Achsführung 18 durch Auswahl einer anderen Bohrung angepasst werden. Dem gleichen Zweck dienen die Bohrungen in der Achsführung 28.
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Ebenfalls gestrichelt dargestellt ist ein Bandschleifer B als repräsentatives Werkzeug. Dieser Bandschleifer B wirkt aus einer Richtung auf die Oberfläche des Werkstücks ein. Auf diese Weise kann die Oberfläche des Werkstücks W glattgeschliffen werden. Sie kann auch poliert werden oder mit wieder anderen Werkzeugen könnten auch Schweißnähte und dergleichen aufgebracht werden. Die Rotation des Bandschleifers B bewirkt eine Rotation des Werkstücks W. Zum effektiven Bearbeiten, also hier Schleifen, ist es wichtig, dass ein hinreichender Gegendruck auf das Werkstück ausgeübt werden kann. Dem dient auch die Führungsrolle 20. Diese Führungsrolle kann durch Kippen des Hebels 24 zum Werkstück hin mit ihm in Kontakt gebracht werden. Der Kipphebel 26 kann dabei manuell geführt werden. Dies erlaubt ein schnelles Aufnehmen und Führen von Werkstücken und erlaubt auch nach Gefühl und Erfahrung den richtigen Anpressdruck einzuhalten.
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Da die Führungsrolle um die Achse A drehbar ist, ist es möglich, die durch den Bandschleifer induzierte Rotationsbewegung auch für eine leichte Translationsbewegung zu nutzen.
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4 zeigt die Halterung 10 in der Aufsicht. Auf der zentralen Grundplatte 44 sind entlang der Achse 16 die Rollen 14A, 14B, 14C und 14D angeordnet. Die Achse 16 wird durch die Achsführung 18 gehalten. Diesem ersten Unterstützungsmittel liegt auf der einen Seite das Verbindungselement 40 gegenüber, auf der anderen Seite liegt die Führungsrolle 20 gegenüber. Die Führungsrolle 20 wird über das Drehlager 22, die Führstange 24 und die Kippachse 26 von der Achsführung 28 gehalten. Neben dem Verbindungselement 40 sind auf beiden Seiten die zweiten Unterstützungsmittel 30A und 30B vorgesehen. Sie umfassen als entscheidende Elemente jeweils eine Rolle 32A und 32B.
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5 zeigt eine schematische Darstellung des Funktionsprinzips der Halterung in der Aufsicht. Die Blickrichtung entspricht also im Wesentlichen der aus 4. Das Werkstück W wird über einer Unterstützungsebene E gehalten. In dieser Ebene drehen sich die Unterstützungsrollen, also die Rollen 14A, 14B, 14C und 14D sowie gegenüberliegend die Rollen 32A und 32B. Von diesen Rollen gestützt kann das Werkstück um seine Rotationsachse rotieren, welche in der Regel bei einem Zylinder oder röhrenförmigen Werkstück mit der Längsachse zusammenfällt. Die Führungsrolle 20 wird zur zusätzlichen Führung gegen das Werkstück gedrückt. Ihre Drehachse D kann dabei parallel zur Rotationsachse L sein. Durch den mechanischen Aufbau der Halterung ist es aber möglich, die Drehachse D gegenüber der Längsachse L zu verkippen. Dabei nimmt die Drehachse D gegenüber der Rotationsachse einen Winkel α von mehr als 0° an. Zweckmäßig sind Winkel im Bereich von etwa 5° bis 30°. Der Winkel ist je nach Rotationsgeschwindigkeit aber auch abhängig von der Oberfläche des Werkstücks und der Rolle zu wählen. Durch diese Verkippung der Rolle wird die Rotationsbewegung in eine Translationsbewegung übertragen. Damit verschiebt sich das Werkstück translatorisch entlang der Längsachse L. Dies erlaubt es, dass sich der Arbeitsbereich des Werkzeugs, beispielsweise eines Bandschleifers, auf der Werkzeugoberfläche verschiebt. Somit ist es möglich, die Rotationsbewegung auch zu einer Translationsbewegung auszunutzen. Es ist also weder erforderlich, durch zusätzliche Motoren eine Translationsbewegung zu induzieren, sondern alle erforderlichen Bewegungen werden allein durch den Antriebsmotor eines einzusetzenden Werkzeugs erzeugt.
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6 zeigt in einer schematischen Vorderansicht die Stellung der Führungsrolle 20 relativ zum Werkstück W. Die Blickrichtung entspricht im Wesentlichen derjenigen der 2. Das Werkstück W wird über der Unterstützungsebene E gehalten. Es rotiert um die Achse L. Die Drehachse der Führungsrolle 20 kann sich dabei in einer Ebene E1 parallel zur Unterstützungsebene befinden. Es ist aber auch möglich und manchmal zweckmäßig, die Drehachse aus dieser Ebene, um einen Winkel β zu verkippen. Zweckmäßig sind dabei Winkel zwischen 0° und 30°.
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Insgesamt erkennt man, wie sich in preiswerter Weise eine zweckmäßige Halterung herstellen lässt, welche universell verwendbar ist. Die Halterung bewirkt eine erhebliche Arbeitserleichterung beim Schleifen und ermöglicht ein semi-automatisches Arbeiten, das beispielsweise für Handwerksbetriebe und kleinere Unternehmen sehr interessant sein kann.
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Bezugszeichenliste
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- 10
- Halterung
- 12
- erstes Unterstützungsmittel
- 14
- Rolle
- 16
- Achse
- 18
- Achsführung
- 20
- Führrolle
- 22
- Drehlager
- 24
- Führstange
- 26
- Kippachse
- 28
- Achsführung
- 30
- zweites Unterstützungsmittel
- 32
- Rolle
- 34
- Grundplatte
- 36
- Führstange
- 38
- Spindel
- 40
- Verbindungselement
- 42
- Bohrungen
- 44
- Grundplatte
- 46
- Stützbein
- W
- Werkstück oder Langstück
- B
- Bandschleifer
- A
- Neigeachse Führungsrolle
- E
- Unterstützungsebene
- D
- Drehachse Führungsrolle
- L
- Längsachse / Rotationsachse Werkstück
- R
- Rotationsrichtung
- T
- Translationsrichtung
- S
- Senkrechte auf E
- α
- Winkel zwischen Drehachse Führungsrolle und Rotationsachse
- β
- Winkel zwischen Drehachse Führungsrolle und Rotationsachse
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- DE 102009003140 A1 [0003]