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EP1120198A2 - 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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Publication number
EP1120198A2
EP1120198A2 EP00119816A EP00119816A EP1120198A2 EP 1120198 A2 EP1120198 A2 EP 1120198A2 EP 00119816 A EP00119816 A EP 00119816A EP 00119816 A EP00119816 A EP 00119816A EP 1120198 A2 EP1120198 A2 EP 1120198A2
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
abrasive
grinding
grinding tool
strip
shaped
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
EP00119816A
Other languages
English (en)
French (fr)
Other versions
EP1120198A3 (de
EP1120198B1 (de
Inventor
Werner Blättler
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
previtec GmbH
Original Assignee
Individual
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Individual filed Critical Individual
Publication of EP1120198A2 publication Critical patent/EP1120198A2/de
Publication of EP1120198A3 publication Critical patent/EP1120198A3/de
Application granted granted Critical
Publication of EP1120198B1 publication Critical patent/EP1120198B1/de
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Lifetime legal-status Critical Current

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Classifications

    • 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 grinding tools and processing methods of workpieces using grinding tools.
  • Vibratory grinding often uses a grinding surface that is 2-dimensional lateral grinding movement (swinging movement).
  • An orbital sander has Example of a grinding surface with abrasive that swings straight and circular.
  • 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 one Drag endless sanding belt (e.g. a linen sanding belt) over a fixed plate.
  • the Belt grinder only grinds in one direction and is more suitable for large ones Surfaces as an orbital sander.
  • rotary grinding body that is at least one Axis rotates.
  • Rotary abrasives in which nonwoven or tissue-based abrasives are included elastic behavior are known.
  • Such rotary grinding bodies are used, for example, for surface treatments such as lacquer finishing or Intermediate lacquer sanding in wood processing (solid and veneer wood), and for that Smoothing, polishing and deburring of other materials are used.
  • the commercial abrasives usually consist of ready-made, in Plastic, fabric, wood or steel embedded abrasives. Disadvantage for the The user is the large and expensive warehousing of different dimensions, Hardness, effects and abrasive grain sizes depending on each other. The Disposable use of these tools means an unnecessary, sometimes considerable one Additional consumption of carrier materials with corresponding disposal costs and associated environmental pollution and cost creation.
  • U.S. Patent 4,625,466 describes a polishing tool with a belt-shaped Polishing cloth, the outer circumference of which is provided with abrasive grains. This band-shaped polishing cloth is wound spirally on a tool disk. The Polishing cloth is glued to this tool disc.
  • U.S. Patent 1,417,593 shows another polishing tool.
  • it is a Polishing agent coiled spirally and by means of a clamping ring on a turntable attached.
  • Another grinding tool is from the published European patent application EP 922535-A1 known.
  • the grinding tool is with radially arranged grinding flaps Mistake. Radially arranged elastic are located between these grinding flaps Intermediate elements.
  • the invention is based, tools and tool carriers for the task To create machining of workpieces.
  • this object is achieved by the axially acting tool according to claim 1, the machine tool with axial tool according to claim 19, the use of an axially acting tool according to claim 23 and a method for machining a workpiece according to claim 25.
  • the tool according to the invention can be used for simultaneous surface grinding, in particular for surface cross grinding (surface grinding with cross grinding effect), and for grinding adjacent radii can be used.
  • the tool can be designed such that it turns out to be High-performance tool suitable for fine sanding to paint finish in woodworking.
  • the tool according to the invention is universal and offers numerous different possible uses.
  • polishing in connection with the present Document polishing, smoothing, abrasion, lapping, deburring, matting, intervening, the Cleaning material, and roughening material includes.
  • the grinding tool carrier according to the invention can be used with various abrasives be equipped. You can use commercially available abrasives or special other abrasives are used, although a flexible abrasive backing (e.g. paper, Fleece, felt, linen or other fabric, etc.) is used with abrasives is provided. Abrasive grains or other abrasive materials (e.g. Steel wool, hard fibers, etc.) can be used. The natural abrasive grains include Fluin, garnet, emery and quartz. Artificially produced abrasive grains are aluminum oxide (Corundum and precious corundum), silicon carbide, glass and synthetic diamonds.
  • the tool carriers according to the invention enable a large number of different ones Assembly types so that the entire tool is suitable for different materials, Processing types, surface shapes and surface textures can be adjusted can.
  • FIG. 1A An easy one Grinding tool carrier 12, which according to the present invention with two such Abrasive bodies is schematically shown in Figures 1A and 1B.
  • the tool 10 has an inner rotation region and an outer rotation area. Both areas are concentric around that Rotation axis 14 of the grinding tool carrier 12 is arranged.
  • an abrasive 11 arranged in the inner rotation area of the present embodiment. It consists of four layers of an abrasive backing, as in the cross section on the left side of Figure 1B can be seen. These four layers form a cylindrical one Abrasive 11, which is concentric to the axis of rotation 14 and perpendicular to the surface of the disc-shaped grinding tool carrier 12 is arranged.
  • the inner area grinds mainly with the face 42 (see e.g. Figure 7) on the face. Through slots in the cylindrical abrasive you can vary the softness.
  • the tool 10 In the outer area of the tool 10 there are a number of tab-shaped ones Abrasives 13 which point radially outward from the axis of rotation 14. In the present For example, the tool 10 has eight such tab-shaped abrasives 13.
  • the tab-shaped abrasives 13 are somewhat longer (length L2) than the height L1 of the cylindrical abrasive 11.
  • the lobed Abrasives 13 protrude from the cylindrical abrasives 11.
  • FIG 1C This grinding effect is shown schematically in Figure 1C.
  • a single grinding cloth 13 can be seen, which grinds past an edge of a workpiece 20 in the snapshot shown. In this example, the grinding movement runs from bottom right to top left. Thereby the edge of the workpiece 20 is ground. The harder and less flexible that Sanding flaps 13 are attached, the stronger the contact pressure against the edge of the Workpiece 20.
  • FIG. 2A - 2C and 3A - 3B Various forms of abrasive are shown schematically in Figures 2A - 2C and 3A - 3B. These abrasives are especially related to use a grinding tool according to the present invention.
  • the tab-shaped abrasive 13 shown in Figure 2A consists of a flexible Abrasive backing with abrasive 15 (e.g. abrasive grains) on the upper edge is.
  • abrasive 15 e.g. abrasive grains
  • Figure 2B shows another form of tab-shaped abrasive 13.
  • the tab-shaped abrasive 13 consists of a flexible abrasive carrier which is provided on one side with an abrasive layer 15 (e.g. abrasive grains).
  • FIG. 2C shows a further development of the abrasive shown in FIG. 2B.
  • the abrasive 13 comprises a flexible abrasive carrier which is provided with an abrasive layer 15 (e.g. abrasive grains) on both sides.
  • the tab-shaped abrasive strip 13 can be made softer by using it provided with one or more slots 24.
  • FIGS. 3A and 3B show two different cylindrical abrasives 11 shown.
  • the abrasive 11 in Figure 3A consists of several concentric layers of abrasive carriers 16, 17, 18 and 19 (4 layers in total in the present example).
  • This Abrasive backings 16, 17, 18 and 19 are coated with an abrasive 15 (e.g. Abrasive grains).
  • the abrasive 11 shown in Figure 3B consists of several concentric layers of Abrasive backings 20, 21, 22 and 23 (4 layers in total). 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 faces outwards.
  • the diameter of the Abrasive 11 shown in Figure 3B is less than that shown in Figure 3A.
  • the abrasives shown are just examples to show how the tool according to the invention can be populated in a variety of ways by: different abrasives used.
  • FIG. 7 Another embodiment of the tool 30 according to the invention is described below described with reference to Figures 4A and 4B.
  • a rotating body 35 in the axial direction, at a distance from the abrasive width inside a web 38 and outside a web 31 attached.
  • Around the inner web 38 is a commercially available abrasive fleece strip 40 or an abrasive belt strip or other flexible, band-shaped abrasives of the desired quality, hardness and abrasive grain size up to outer web 31 wound.
  • a suitable sanding belt strip 40 is shown in FIG. 7.
  • Through holes in the inner web 38 nails or nail-shaped pins 32 are preferred with head, pressed radially outwards to pierce abrasive 40 and fix.
  • a groove 39 on the inside of the outer web 31 serves as a grid against axial dodging and a filler 41 in the center prevents the nails from falling out 32.
  • FIG. 1 Another embodiment of the tool 50 according to the invention is shown in FIG.
  • the rotating body 51 is constructed so that pins 52 through holes in the outer web 53 pressed radially inwards and in a groove on the Outside of the inner web 54 or are engaged in holes.
  • the pins can 52 can be secured, for example, by a screwed-on ring 55.
  • 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) is arranged in the center of the rotating body 61. The rotating body 61 is set in rotation by the drive motor.
  • FIG. 8 shows a further fastening option for fastening the abrasive 40 shown.
  • the tool 80 shown is equipped with the abrasive 40, which over several Brackets 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.
  • Screw connection as indicated in Figure 8, can be used. It should be noted that in this embodiment, the tool 80 has no outer web.
  • the securing plate must have a central hole so that the plate can be pushed from behind over the central neck of the tool 80.
  • the locking plate can then be screwed against from behind, for example the tool 80 can be 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 of the tool 80 aligned.
  • the outer diameter of the locking plate should be like this be selected so that the clips 82 are held in place by the locking plate become.
  • Figures 4A, 4B, 5, 6 and 8 are different arrangement and Fastening options for a cylindrical abrasive on a disk-shaped body of revolution shown.
  • the tools shown in these figures 30, 50, 60 or 80 can advantageously be used for surface grinding with a cross-grinding effect be used.
  • abrasives for grinding rounded edges is a supplementary one, also designed as a rotating body 71 Grinding tool carrier 70 (see Figure 9) is provided.
  • the rotating body 71 points radially aligned recesses 72.
  • abraded abrasive strips 73 preferably abrasive fleece or Abrasive belt to be inserted like a fan.
  • a specially shaped intermediate layer 74 can be used to attach the abrasive strips 73. This intermediate layer 74 is with a finger to create a hold and support effect.
  • the intermediate layer 74 is preferably constructed such that the finger is under a pane or under another tool part (e.g. a rotating body according to Figure 5, 6, or 8) can be clamped. Details can be found in Figure 10. As shown an abrasive strip 73 is fixed in the middle by an intermediate layer 74 such that the Abrasive strip 73 has two free ends 75.
  • FIG. 90 Another form and shape of an intermediate layer 90 can be seen from FIG. It consists of a lower part 91, which is used for clamping or fastening to the rotating body. An abrasive strip 92 is provided at the upper end of the intermediate layer 90. Thanks to the shape of the intermediate layers, which varies in thickness, hardness and height, the support of the abrasive strips can be individually adapted to requirements.
  • the liner can be made from 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 rotating body for the accommodation of the intermediate layers can either axially (as shown e.g. in Figure 10), or with a positive angle axially (cf. Figure 12) or negative angle (cf. Figure 13) with respect to the axial position.
  • FIG. 14 shows a section through a tool 100, which has a cylindrical shape Abrasive 101 and is equipped with a plurality of strip-shaped abrasive strips 102.
  • the tool 100 sits on an axis 103.
  • the inner rotary body 104 has one inner web 106 and an outer web 105.
  • the cylindrical abrasive 101 is fixed by pins 107 and a filler 108.
  • the outer rotating 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 intermediate layer 121 is through the inner Rotary body 104 clamped against falling out.
  • the liner carries you Abrasive strip 102.
  • the tool 100 is just a Workpiece 120 machined.
  • the tool 100 rotates about the axis 103.
  • the workpiece 120 starts a longitudinal movement on the tool 100 passed, or the tool is guided along the workpiece 120.
  • a drive motor with a rotary shaft (drive shaft), be provided, which drives the axially acting grinding tool.
  • a drive means which a Lead workpiece with a longitudinal movement 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.
  • the axially acting grinding tool can be ideally used to create a Realize woodworking in a continuous process. This is particularly well suited Axial grinding tool for processing single pieces of wood (e.g. squared wood, Window frames or the like) in a continuous process.
  • the grinding tool carrier according to the present invention usually consists of Plastic, aluminum or steel and can preferably have a flange with Location hole and keyway are operated on a standard motor. For this the Grinding tool holder attached to the motor shaft. This motor shaft or the motor can suspended (e.g. pneumatically suspended).
  • a quick change system can be used.
  • the tool according to the present invention is in one Operating speed range between 200 - 5000 U / min.
  • One is particularly suitable Speed between 500 and 1500 rpm. The speed should match the material being sanded and be adaptable to the current tool configuration.
  • the rotating axially acting grinding tool carrier can be individually (as shown in Figure 14) or arranged several times for large parts in pass width and pass length become.
  • An exemplary arrangement of several tools according to the invention is shown in FIG 15 to see. In the example shown there are a total of 12 axially acting grinding tools staggered. It can be useful to have tools in throughput length with different levels of fineness.
  • the attachment on the system side can be fixed or for the optimization of the grinding pressure spring or pressure controlled.
  • a stepless is preferably used for the drive to use speed-controlled, directly attached standard motor. With multiple arrangement like in Figure 15, the tool carriers are usually via belts or timing belts driven.
  • a method according to the invention for machining a workpiece with The following steps follow at least one face and one edge.
  • the workpiece undergoes a linear movement along the axially acting tool.
  • This Tool is set in rotation, whereby the inner and outer rotating body rotate about an axis that coincides with the longitudinal axis of the drive. It takes place cross grinding of the surface of the workpiece and edge grinding at the same time along the edge of the workpiece instead.
  • This process can be further improved by using a belt grinding step upstream to prepare the workpiece. After the cross grinding and the Edge grinding ideally follows a radial grinding step.
  • abrasive fleece or abrasive tape strips vary.
  • An intermediate layer strip with an individually adapted thickness is preferably Hardness and height wound in parallel to adapt the grinding effect to the need.
  • the inner area of the tool according to the invention typically has one Diameter between 100mm and 2000mm.
  • the outer area can be one Have diameters between 200mm and 2500mm.
  • the tools according to the present invention are for wet grinding and dry grinding.
  • a suitable electronic control allows one grinding appropriate to the material.
  • One type of effect of the tools described is the surface grinding with cross grinding effect, e.g. for the removal of hair from wood-based materials on previously longitudinally sanded Surfaces.
  • the cross-cut effect occurs when there is a relative forward movement between the material to be ground and the tool.
  • Another mode of action is the grinding of rounded edges (see workpiece 120 in Figure 14) Moldings, profiles, window parts, table tops, doors etc.
  • the tool according to the present invention can either, as previously described, constructed in such a way that it can be re-equipped, or one can Insert prefabricated tool carriers, which are disposed of after use. So can for example the inner area and / or the outer area made of tool carriers exist that are firmly equipped with the necessary abrasive (s).
  • the inner area can, for example, be cast 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)
  • Mechanical Treatment Of Semiconductor (AREA)
  • Turning (AREA)
  • Finish Polishing, Edge Sharpening, And Grinding By Specific Grinding Devices (AREA)

Abstract

Axialwirkendes Schleifwerkzeug (10) zur Befestigung auf einer Rotationswelle (14). Das Werkzeug (10) umfasst einen inneren Rotationsbereich (11)und einen äusseren Rotationsbereich (12). Der innere Rotationsbereich (12) trägt ein zylinderförmiges Schleifmittel mit mehrere Lagen eines Schleifmittelträgers, die konzentrisch um die Längsachse der Rotationswelle (14) angeordnet sind. Der äussere Rotationsbereich (12) ist mit radial angeordneten streifenförmigen Schleifmitteln (13) versehen. <IMAGE>

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.
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 19, die Verwendung eines axialwirkendes Werkzeugs nach Anspruch 23 und ein Verfahren zum Bearbeiten eines Werkstücks nach Anspruch 25.
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 Schleifkörnern 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.
Im gezeigten Beispiel 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 Klammern 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 Körnungen, 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 (28)

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