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Die
Erfindung betrifft ein sich drehendes Schleifwerkzeug welches die
Merkmale des Oberbegriffs des Patentanspruchs 1 aufweist.
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Insbesondere
betrifft die Erfindung ein verbessertes Werkzeug, das besonders
zum Entgraten von mit einem Radius versehenen Kanten geeignet ist
und zur Bearbeitung von harten und ausgefallenen Materialien bei
automatisierten Prozessen oder unter Verwendung von Robotern verwendet
werden kann.
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Heutzutage
werden häufig
runde oder im Querschnitt kreisförmige
und mit einem Schleifmittel versehene Nylonfilamente bei sich drehenden Schleifwerkzeugen
oder Bürsten
verwendet. Ein Beispiel hierfür
ist aus der
US 2 328 998 bekannt.
Weitere Beispiele eines Entgratungsverfahrens und der Verwendung
eines Werkzeuges mit einem runden Filament sind aus der 4 646 479
bekannt.
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Hierfür verwendete
Monofilamente sind mit Schleifmineral versehen und haben beispielsweise einen
Durchmesser von etwa 1,01 mm bis 1,27 m. Daraus gebildete Büschel werden
häufig
gekräuselt oder
wellig gemacht, um eine einstellbare Spitzenwirkung zu erzielen,
da die Filamentspitzen oder die Bürstenoberfläche normalerweise die Bearbeitung der
Werkstücke
vornehmen, wobei die Büschel
geringfügig
gebogen werden.
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Bei
runden oder kreisförmigen
Filamenten berühren
während
des Gebrauchs die Enden oder Seiten der Filamente die Werkstückteile
und leisten so eine gewisse Arbeit pro Zeiteinheit.
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Da
die Filamente rund sind, ergibt sich ein Punktkontakt an der Werkstückoberfläche, so
dass nur ein kleiner Teil des Schleifmittels genutzt wird, das in
dem Filament und dem Werkzeug vorhanden ist.
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In
der tatsächlichen
Praxis beginnt das runde Monofilament mit einem derartigen Punktkontakt
und wird auf Grund des Eigenverschleißes während der üblichen Standzeit des Werkzeuges
immer flacher. Wenn überhaupt,
so überschreitet
diese Abflachung kaum 50 % des Filamentdurchmessers. Ferner ändert sich
während
des Gebrauchs der Abflachungsgrad, wodurch die Wiederholbarkeit
der Qualitätssicherung
von Werkstück
zu Werkstück
beim Abgraten beeinträchtigt
wird, selbst dann, wenn man eine mit einem Radius versehene Randkontur
bearbeitet oder eine entsprechende Oberflächenkante erzeugen möchte.
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Bei
einem üblichen
runden Filament ist der maximale Anteil des Schleifmittels in der
Nylonmatrix im Allgemeinen etwa 30 Gew.-%. Wenn ein größerer Anteil
vorgesehen ist, wird die Festigkeit der Filamente insgesamt nachteilig
beeinflusst. Die Verwendung von Schnellbearbeitungslegierungen,
zähen rostfreien
Stählen,
hochtemperaturtesten Speziallegierungen und selbst harten Schleifmaterialien
als Bestandteile hat Schleifwerkzeuge mit runden Filamenten ungeeignet
werden lassen, um eine wiederholbare und zuverlässige Qualitätssicherung
beim Entgraten, bei der Radiusbearbeitung, dem Konturieren oder
der Oberflächenbearbeitung
derartiger Teile, insbesondere bei einem automatisierten Bearbeitungsverfahren
oder einem Bearbeitungsverfahren mittels Robotern, zu erreichen.
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Bei
einem weiterhin bekannten scheibenförmig sich drehenden bezw. drehbar
anzutreibenden Schleifwerkzeug mit drehbarer Nabe und mehreren von
der Nabe vorstehenden, eingebettetes Schleifmaterial enthaltenden
Schleifelementen sind die aus Schleifleinen bestehenden Schleifelemente
lamellenartig ausgebildet (
DE
67 51 331 U ) Mit den als Lamellenscheiben ausgebildeten
Schleifelementen können große ebene
Oberflächen
befriedigend abgeschliffen und poliert werden, jedoch ist es äußerst schwierig, kleinere
Flächen
und insbesondere Kanten oder Radien ausreichend abzuschleifen und
zu entgraten und ggf, auch schwer zugängliche Oberflächen in „Innenräumen" zu erreichen.
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Der
Erfindung liegt die Aufgabe zu Grunde, derartiges Schleifwerkzeug
so auszugestalten und weiter zu bilden, dass es flexibler handhabbar
ist, um auch schwer zugängliche
Kanten und Radien an Werkstücken
leicht und präzise
bearbeiten zu können.
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Diese
Aufgabe wird erfindungsgemäß mit einem
drehbar anzutreibenden Schleifwerkzeug gelöst, welches die Merkmale des
Patentanspruches 1 aufweist.
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Vorteilhafte
Ausgestaltungen und Weiterbildungen dieses Schleifwerkzeuges sind
Gegenstand der Unteransprüche.
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Die
zuvor aufgezeigte Aufgabe ist dadurch gelöst, dass die Schleifelemente
als Kunststoffmonofilamente ausgebildet sind, dass die Kunststoffmonofilamente
einen viereckigen Querschnitt und zumindest zwei im Wesentlichen
parallele ebene Seitenflächen
aufweisen und die Kunststoffmonofilamente bezüglich der Nabe derart ausgerichtet
sind, dass die ebenen Seitenflächen
im Allgemeinen parallel zur Drehachse der Nabe liegen und dass die
Kunststoffmonofilamente auf eine so ausreichend große Länge zugeschnitten
sind, dass sie sich biegen, wenn sie sich gegenüber einer Werkstückfläche beim Überstreichen
mit einer ebenen Seitenfläche über die Werkstückoberfläche bewegen.
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Durch
die erfindungsgemäße Ausgestaltung des
Schleifwerkzeuges, insbesondere durch die erfindungsgemäße Ausgestaltung
der Schleifelemente werden die oben beschriebenen Nachteile des
Standes der Technik vermieden. Dadurch, dass die Schleifelemente
als Kunststoffmonofilamente ausgebildet sind, also als dünne, fadenförmige Elemente, ist
das diese Kunststoffmonofilamente aufweisende Schleifwerkzeug besser
handhabbar, da diese Kunststoffmonofilamente „flexibler" sind als die im Stand der Technik bekannten
plattenähnlichen Schleifelemente,
nämlich
die Lamellenscheiben. Hierdurch bedingt kann das Schleifwerkzeug
auch so gehandhabt werden, dass durch die Kunststoffmonofilamente
an nur schwer erreichbaren Stellen auch Kanten und Radien entsprechend
bearbeitet werden können.
Damit aber eine ausreichende Bearbeitung gewährleistet ist, weisen diese
Kunststoffmonofilamente einen viereckigen Querschnitt mit zumindest zwei
im Wesentlichen parallelen ebenen Seitenflächen auf, wobei die Kunststoffmonofilamente
bezüglich
der Nabe derart ausgerichtet sind, dass die ebenen Seitenflächen die
Bearbeitung, d. h. das Abschleifen bzw. Polieren der entsprechenden
Fläche, Kante
oder des entsprechenden Radius gewährleisten.
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Zusätzlich ist
von Bedeutung, dass die Kunststoffmonofilamente auf eine so ausreichend große Länge zugeschnitten
sind, dass sie sich biegen, wenn sie sich gegenüber einer Werkstückoberfläche beim Überstreichen
mit einer dieser ebenen Seitenflächen
bewegen. Aufgrund der Zuschnittlänge und
der Anordnung der ebenen Seitenflächen sowie der Möglichkeit
der Biegung der Kunststoffmonofilamente ist gewährleistet, dass eine Werkstückoberfläche zwar
von einem Kunststoffmonofilament, also von einem dünnen fadenförmigen Schleifelement, bearbeitet
wird, aber dennoch dieses fadenförmige Schleifelement,
nämlich
das Kunststoffmonofilament, eine „eigene" Schleiffläche bereitstellt, also zumindest
immer einen linienförmigen
Kontakt, zumeist sogar einen flächenmäßigen Kontakt
mit der Werkstückoberfläche, also
der entsprechenden Kante bzw. zu bearbeitenden Rundung gewährleistet.
Hierdurch wird nicht nur eine Bearbeitung von nur schwer zugänglichen
Kanten oder Radien ermöglicht,
sondern auch die entsprechende gleichförmige Qualität der Bearbeitung
sichergestellt.
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Das
erfindungsgemäße Schleifwerkzeug
ist zum Schleifen, Polieren und/oder Honen geeignet.
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Bei
dem erfindungsgemäßen Schleif-
oder Honwerkzeug erzeugt die Gestalt der Filamente und ihre Ausrichtung
im Werkzeug einen linienförmigen oder
flächenförmigen Oberflächenkontakt
mit dem Werkstück,
so dass im Vergleich zu einem Werkzeug mit einem typischen runden
Filament die pro Zeiteinheit geleistete Arbeit beträchtlich
erhöht
werden kann und man einen größeren Durchsatz
bei der Bearbeitung von Werkstücken
als bei der bisherigen Bearbeitung von Werkstücken erzielt. Die viereckigen
Filamente ermöglichen,
dass auch eine größere Menge an
mineralischen Schleifmitteln genutzt werden kann, und diese in der
Nylonmatrix gleichmäßiger verteilt
und gelagert werden können.
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Die
Erfindung erzielt eine beträchtliche
und wiederholbare Qualitätssicherung
unter den bearbeiteten Werkstücken
beim Abgraten, bei der Radiusausbildung, der Kantenkonturierung
und der Oberflächenbearbeitung,
insbesondere bei Schnellbearbeitungslegierungen, zähen rostfreien
Stählen,
hochtemperaturtesten Legierungen und harten Schleifmitteln. Die
Werkzeuge nach der Erfindung sind insbesondere zur Verwendung bei
der automatisierten maschinellen Bearbeitung oder bei Robotereinsatz
geeignet.
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Obgleich
in den meisten, sich drehenden Bürsten
oder abtragenden Werkzeugen die Spitze der büschelförmigen Filamente an der Bearbeitungsfläche in Eingriff
mit dem Werkstück
kommt, ist bei der Erfindung die Auslegung derart getroffen, dass die
flache Seite jene ist, die das Werkstück überstreicht oder über das
Werkstück
gezogen wird. Bei einer gegebenen Filamentsteifigkeit ist es daher
erwünscht,
dass das Filament länger
im Hinblick auf die Nabe oder den Befestigungspunkt oder den Festlegungspunkt
des Filaments ausgelegt ist, so dass das Filament ausreichend Raum
zu Verfügung
hat, dass es zu der Drehrichtung gesehen von dieser weggebogen oder
durchgebogen werden kann, so dass in geeigneter Weise dasselbe mit
der ebenen Seite der jeweiligen Filamente mit dem Werkstück zusammenarbeiten
kann.
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Um
auch die Abstreifwirkung zu erleichtern, ohne dass die Filamente übermäßig lang
ausgelegt werden müssen,
können
die Filamente in Reihen oder Büscheln
angebracht werden, die unter einem beträchtlichen Winkel zu einem Radius
in Richtung von der beabsichtigten Drehrichtung wegweisend verlaufen,
so dass die Seite jedes Büschels
oder jeder Reihe ein benachbartes Büschel oder eine benachbarte
Reihe überlappt.
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Weitere
Einzelheiten, Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus
der nachstehenden Beschreibung von bevorzugten Ausführungsformen unter
Bezugnahme auf die beigefügte
Zeichnung. Darin zeigt:
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1 eine Endansicht eines
sich drehenden erfindungsgemäßen Schleifwerkzeuges
mit auf eine große
Länge zugeschnittenen
Filamenten,
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2 eine vergrößerte Ausschnittsansicht der
Werkzeugoberfläche
nach Linie 2-2 in 1,
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3 eine 1 ähnliche
Ansicht zur Verdeutlichung des Werkzeuges beim Bearbeiten einer Werkstückoberfläche,
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4 eine vergrößerte schematische
Ansicht zur Verdeutlichung der Abstreifwirkung der auf dem Werkstück aufliegenden
abgeflachten Filamente,
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5 eine Endansicht einer
weiteren bevorzugten Ausführungsform
eines Werkzeuges nach der Erfindung, wobei die Filamente übereinander
oder tangential liegend an der Nabe befestigt sind, um deren abtragende
Wischwirkung zu verstärken,
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6 eine Ansicht des Werkzeuges
von 5, wenn es eine
Werkstückoberfläche bearbeitet,
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7 eine vergrößerte Teilansicht
der Auslegung der Nabe gemäß der Ausführungsform
nach den 5 und 6,
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8 eine vergrößerte Querschnittsansicht eines
bevorzugten Ausführungsbeispiels
eines mit ebenen Seiten versehenen Filaments und
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9 und 10 ähnliche
Ansichten von Filamenten mit ebenen Seiten, die gemäß der Erfindung zur
Anwendung kommen können.
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In 1 ist ein sich drehendes,
abtragend wirkendes Werkzeug 10 zum Glanzschleifen bzw. Honen
nach der Erfindung gezeigt, das eine Nabe 12 aufweist,
die beispielsweise an einer angetriebenen Welle einer Maschine oder
eines Roboters angebracht sein kann. Die Nabe 12 hat eine
Mehrzahl von Kanälen 13,
die in axialer Richtung verlaufen und derart ausgelegt sind, dass
in sie zusammengedrückte
Kanäle 14 von
Filamentbüscheln
oder -streifen 15 eingesetzt werden können. Die Filamente können auf übliche Weise
um einen Haltedraht oder einen Stab innerhalb der Kanäle 13 gelegt
sein, Die Büschel
oder Streifen 15 sind in Umfangsrichtung in regelmäßigen Abständen angeordnet
und verlaufen in radialer Richtung, um radial verlaufende Reihen 16 derartiger
Filamente zu bilden. Die äußeren Enden der
Filamente sind abgeglichen, um eine kreisförmige Werkzeugoberfläche 17 zu
erhalten.
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Wegen
der Eigenheit der Filamente des Werkzeuges, aus denen die Büschel oder
Streifen gebildet sind, hat das Werkzeug eine größere Filamentlänge im Vergleich
zu üblichen
mit drahtförmigen
oder bekannten, mit einem kreisförmigen
Querschnitt versehenen Filamenten, die bei abschleifend wirkenden
Werkzeugen bisher verwendet wurden. Als Beispiel sei eine Nabe erwähnt, die
einen Durchmesser von 127 mm hat, an der Filamente mit einer Länge von
215,9 mm angebracht sind. Unter Länge der Filamente ist die Länge der
Filamente ausgehend von der Nabe zu der Werkzeugoberfläche 17 zu
verstehen. Bei dem vorstehend genannten Beispiel hat das Werkzeug
einen Durchmesser von 558,8 mm.
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Als
weiteres Beispiel ist eine Nabe von 127 mm Durchmesser mit einer
Länge der
Monofilamente von 226,7 mm zu nennen, so dass man ein Werkzeug mit
einem Durchmesser von 762 mm erhält.
Im Allgemeinen ist es bevorzugt, dass die radiale Länge oder Zuschnittlänge der
Filamente zwischen dem Ein- und Zweifachen des Durchmessers der
Nabe liegt, und vorzugsweise etwa das Eineinhalbfache dieses Durchmessers
beträgt.
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Dies
lässt sich
mit einer üblichen
Drahtbürste oder
einem Entgratungswerkzeug vergleichen, das eine Borstenlänge von
25,4 bis 76,2 mm hat, Eine Nabe mit einem Durchmesser von 152,4
mm und einer Länge
der Borsten von 76,2 mm führt
zu einer sich drehenden Bürste
oder einem Werkzeug mit einem Außendurchmesser von 304 mm.
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Wie
sich aus den 2 und 8 ersehen lässt, haben
die einzelnen Filamente 20, die das erfindungsgemäße sich
drehende Schleifwerkzeug bilden, einen viereckigen Querschnitt.
Jedes Filament hat zwei parallele, flache bzw, ebene Seiten mit
einer Haupterstreckung 21 und 22 und schmalere
Enden 23 und 24.
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Wie
aus 2 ersichtlich, sind
die Filamente derart angerichtet, dass deren ebene Hauptseiten 21 und 22 parallel
zur Achse 26 des Werkzeuges sind. Wenn entsprechend 3 das Werkzeug auf einer Werkstückoberfläche 30 aufliegt,
ermöglicht
die besonders große
Länge der
Filamente, dass die relativ steifen Filamente gegen die Werkstückoberfläche gebogen
oder gedrückt
werden, wenn sich das Werkzeug in Richtung des Pfeils 31 dreht.
Der Druck des Werkzeugs gegen die Werkstückoberfläche und das Drehen in diese
Richtung bewirken, dass die lang bemessenen Filamente sich entgegen
der Drehrichtung des Werkzeuges biegen, und es wird bewirkt, dass eine
ebene Hauptseite 21 der Filamente die Werkstückoberfläche 30 überstreicht.
Bei einem Werkzeug mit der vorstehend angegebenen Zuschnittlänge für die Filamente
erhält man
eine seitliche Überstreichung
von 152,4 mm bis 177,8 mm oder größer gegenüber der Werkstückoberfläche. Wegen
der viereckigen Ausbildung der Filamente im Querschnitt können sich
die Filamente leichter in der Drehebene als in axialer Richtung
des Werkzeugs biegen. Die Stärke
der seitlichen Überstreichwirkung,
die man bei einem Werkzeug mit einer großen Zuschnittlänge der viereckigen
Monofilamente erhält,
ist nach dem Sehnen-Näherungsverfahren
gemessen, bei dem die Werkstückfläche in Bezug
zu der kreisförmigen Werkzeugoberfläche gesetzt
wird. Diese ist bei der dargestellten Ausführungsform etwa gleich dem
halben Durchmesser des Werkzeuges.
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Wie
aus 4 zu ersehen, legen
sich die Monofilamente bei der Biegung entgegen der Drehrichtung
derart, dass sie übereinander
zu liegen kommen, wie dies dargestellt ist, so dass die ebenen Hauptseiten
der Filamente gegeneinander drücken und
die radial weiter innen liegenden Filamente als Federn wirken, welche
die äußeren Filamente
gegen das Werkstück
bei der Überstreichbewegung
drücken.
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Bei
dem Werkzeug nach der Erfindung mit einer großen Zuschnittlänge der
Filamente ist es möglich,
dass man das Werkzeug langsamer als bei üblichen Abgratscheiben drehen
kann. Beispielsweise kann eine Drehgeschwindigkeit von 750 m/min
bis 1200 m/min in Verbindung mit einem geeigneten Kühlmittel
verwendet werden, um eine ausgezeichnete Entfernung von Graten oder
eine ausgezeichnete Oberflächengüte zu erzielen.
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Ein
weiterer Vorteil, den man durch das Werkzeug mit rechteckigen Filamenten
großer
Zuschnittlänge
erhält,
ist darin zu sehen, dass man ein so genanntes Schwingen oder ein
Zurückbiegen oder
ein Vor- und Zurückbiegen
der Filamente vermeiden kann, wenn sie nicht in Kontakt mit dem Werkstück sind.
Bei üblichen
Werkzeugen mit kreisförmigen
Filamenten kurzer Zuschnittlänge
wird dann, wenn das Filament oder das Büschel das Werkstück verlässt, bis
zum Wiedereingriff mit demselben eine kontinuierliche Schwingung
oder ein Vor- und Zurückbiegen
erzeugt, wobei dieses ständige Biegen
das Brechen der Filamente unterstützt und zu einem schnellen
Verschleiß des
Werkzeuges führt, Auf
jeden Fall können
sich die lang bemessenen und mit einem Schleifmittel versehenen
Monofilamente leicht biegen, wenn sie in Eingriff beim Überstreichen mit
dem Werkstück
sind, so dass die ebene Hauptseite des Filaments dem Werkstück zugewandt
liegt, wobei benachbarte Monofilamente der die Werkstückoberfläche überstreichenden
Filamente als Federn oder Dämpfungseinrichtungen
wirken, wenn die Filamente auf das Werkstück treffen und dieses überstreichen.
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Beispielsweise
kann ein viereckiges Filament mit einer ebenen Hauptfläche etwa
2,28 mm breit und etwa 1,143 mm dick sein. Etwas breitere, viereckige
Filamente können
verwendet werden, die ebene Hauptflächen haben, welche bis zu dem
Drei- bis Vierfachen der Dicke des Filaments groß sind. Wie angegeben, kann
das Monofilament aus einem extrudierten Kunststoff, wie Nylon, gebildet
werden, der insgesamt gleichmäßig mit
einem Schleifmineral, wie Aluminiumoxid oder Siliciumcarbid, imprägniert sein
kann. Weitere, ausgefallenere Schleifmineralien, wie polykristalliner
Diamant, können
leicht eingesetzt werden. Auch lässt
sich die Schleifkorngröße von grobem
bis zu feinem Pulver für
einen besonderen Feinschliff für äußerst glänzende Werkstücke wählen.
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Auch
hat sich gezeigt, dass ein viereckiges oder mit einer ebenen Fläche versehenes
Filament mehr Schleifmaterial in der Kunststoffmatrix aufnehmen
kann. Üblicherweise
wurden etwa 30 % des Schleifmittels unter üblichen Bedingungen bei runden
und gekräuselten
Schleifmonofilamenten aus Nylon genutzt. Der Prozentsatz ist gewichtsbezogen und
bezieht sich auf die Querschnittsfläche der Nylonfilamente.
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Viereckige
Schleifmonofilamente aus Nylon mit relativ größerer Querschnittsfläche können mehr als
45 % eingelagertes Schleifmineral enthalten, ohne dass die Festigkeit
der Filamente negativ beeinflusst wird. Dies stellt einen Gewinn
von 50 % des Gehalts an Schleifmineral dar, und das viereckige Filament
ermöglicht
ein effektiveres Schleifen einer Werkstückoberfläche.
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Auch
sollte noch erwähnt
werden, dass der in der Beschreibung verwendete Begriff „Monofilament" bei dem sich drehenden
Schleifwerkzeug der vorstehend genannten Art sich auf die Eigenschaften bezieht,
dass ein derartiges Monofilament geringfügig größer und steifer als eine Faser
ist, deren Größe in Denier
gemessen wird. Fasern sind üblicherweise schlaff
und äußerst flexibel.
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Auf
Grund der größeren Querschnittsfläche und
des größeren Anteils
an Schleifmittel hat ein viereckiges Monofilament (beispielsweise
1,143 mm × 2,28
mm) nach der Erfindung wenigstens die dreifache Steifigkeit eines
kreisförmigen
Monofilaments (1,143 mm Durchmesser), wobei der Durchmesser des
letztgenannten gleich der Dicke des voran stehend Genannten ist,
Diese Aussagen treffen zu, wenn die Biegerichtung senkrecht zu der
Ebene der ebenen Seite ist. Daher hat das Monofilament nach der
Erfindung einen höheren
Elasizitätsmodul
und einen beträchtlich
größeren Steifigkeitsfaktor,
sowohl wegen eines höheren
Anteils an Schleifmittel als auch wegen der Formgestaltung sowie
der Größenbemessung.
Hierdurch ist die Bearbeitungsstärke
bei der Abtragsleistung des Werkzeugs größer, da die flachen Seiten
der Monofilamente, die nicht nur durch ihre Eigensteifigkeit, sondern
auch durch Steifigkeit der darunter liegenden Monofilamente gestützt werden,
das Werkstück überstreichen.
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Unter
Bezugnahme auf 2 ist
noch zu erwähnen,
dass die Dichte der Filamente ausreichend unterhalb des Maximums
liegt. Dieses Maximum der Filamentdichte würde bei der vorliegenden Erfindung zu
einem äußeren Erscheinungsbild
führen,
das ähnlich
einer Steinmauer ist. Ein Vorteil des viereckigen Filaments ist
darin zu sehen, dass eine größere Filamentdichte
erzielt werden kann und dass sich viereckige oder quadratische,
mit einer ebenen Seite versehene Filamente enger als andere packen
lassen.
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Anhand
den 5, 6, und 7 wird
eine weitere bevorzugte Ausführungsform
nach der Erfindung erläutert,
die ein sich drehendes Schleifwerkzeug 40 ist, das eine
Nabe 42 hat, die an einer Welle angebracht und drehangetrieben
werden kann. Mit der Nabe 42 ist eine Reihe von Bürstenstreifen-
oder Büschelkanälen 43 fest
verbunden, die eine Reihe von gleichmäßig in Umfangsrichtung beabstandeten
Büscheln
oder Streifen 44 aus Monofilamenten bilden. Die Büschel oder
Streifen 44 verlaufen nicht in radialer Richtung, sondern
sind übereinander
gelegt und erstrecken sich tangential unter einem spitzen Winkel zu
einem Radius 45. Jedes Büschel oder jeder Streifen 44 weist
eine Reihe von Filamenten 20 auf, die in den Kanälen 43 festgelegt
und um einen Haltedraht 46 gewickelt sind, wie dies aus 7 zu ersehen ist. Die Achse 48 jedes
Büschels
verläuft
unter einem spitzen Winkel zu dem Radius 45, so dass die
Büschel
oder Streifen tangential zur Nabe 42 verlaufen und übereinander
liegen, wie in der Zeichnung dargestellt. In 7 beträgt der Winkel etwa 45°. Es wird bevorzugt,
dass der Winkel innerhalb eines Bereiches von etwa 30° bis etwa
60° liegt.
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Die
Kanäle 43 können an
der Nabe 42 angeschweißt
sein, wie dies bei 50 angedeutet ist, und sie können miteinander
verschweißt
werden, wie dies bei 51 angedeutet ist, Die Kanäle können mit
Hilfe von mit Einkerbungen versehenen, kreisförmigen Schablonenplatten 52 angeordnet
werden.
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Da
die Büschel
oder Streifen tangential zum Radius verlaufen, können die Enden der Filamente asymmetrisch
abgeglichen werden, um eine kreisförmige Werkzeugoberfläche 54 zu
erhalten. Die Monofilamente sind wiederum derart ausgerichtet, dass eine
ebene Hauptseite 21 oder 22 parallel zur Achse des
Werkzeuges verläuft.
Wenn ein Werkzeug einer Werkstückoberfläche 56 entsprechend 6 zugewandt ist, sind die
Filamente bereits so ausgerichtet, dass ihre ebene äußere Hauptseite
der Werkstückoberfläche zugewandt
liegt, so dass beim Drehen des Werkzeuges in Richtung des Pfeils 57 diese
ebene Hauptseite des Filaments die Oberfläche des Werkstücks überstreicht.
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Bei
der Gegenüberstellung
von 3 und 6 ist zu erkennen, dass
die Filamente des Werkzeugs nach 6 sich
weniger stark biegen und dass die Nabe des Werkzeugs näher an die
Werkstückoberfläche herangeführt werden
kann. Wiederum jedoch wirken die darunter liegenden Büschel oder
Streifen als Dämpfungskissen
oder Federn, welche die flache Seite des bei der Bearbeitung wirkenden
Filaments gegen das Werkstück
drücken.
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Bei
der Ausführungsform
nach den 5 bis 7 biegen sich die mit Schleifmitteln
versehenen Monofilamente noch weniger als bei der Ausführungsform
nach den 1 und 3, wodurch sich die Standzeit
der Filamente verlängern
lässt.
Dabei stellt die tangentiale Auslegung sicher, dass die gewünschte Wischwirkung
erzielt werden kann und es wird vermieden, dass die vorderen Ränder anstoßen. Ferner kann
ein größerer Druck
auf die Werkstückoberfläche ausgeübt werden,
da das Material bereits darüber gelegt
ist, um ein Überstreichen
und Abschleifen des Werkstückes
zu erreichen.
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Unter
Bezugnahme auf 9 ist
zu erkennen, dass der Querschnitt des mit Schleifmittel versehenen
Monofilamentes von einem viereckigen Querschnitt mit scharfen Kanten
entsprechend 8 abweichen
kann. Gemäß 9 hat das Monofilament 60 zwei
parallele, ebene Seiten 61 und 62 in einer Haupterstreckung und
geringfügig
abgerundete, schmalere Seitenkanten 63 und 64.
Wiederum kann die Hauptbreitenabmessung des Monofilamentes das Zwei-
bis Dreifache seiner Dicke oder größer sein. Das Monofilament
nach 9 ist derart ausgerichtet,
dass die ebenen Hauptseiten 61 und 62 im Allgemeinen
parallel zur Achse des Werkzeuges sind und diese die Oberflächen oder
die zu bearbeitenden Kanten überstreichen.
Der Vorteil des Monofilaments gemäß der Ausführungsform nach 9 ist darin zu sehen, dass
das Werkzeug zum Herstellen des Monofilaments etwas preisgünstiger
ist. Die viereckigen Formwerkzeuge unterliegen auf Grund des hohen Gehalts
an Schleifmineralien im Extrudat einem Verschleiß, so dass sie schließlich die
Form einer Ellipse mit einem großen Hauptdurchmesser aufweisen. Selbst
derartige elliptische Monofilamente haben Vorteile gegenüber üblichen
runden Monofilamenten, und zwar sowohl im Hinblick auf den Gehalt
an Schleifmittel als auch im Hinblick auf die Arbeitsleistung pro
Zeiteinheit, die man hierbei erhält.
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In 10 ist ein Monofilament 66 gezeigt, das
im Querschnitt quadratisch ist. Alle vier Seiten des Monofilaments
haben im Wesentlichen die gleichen Abmessungen, und wiederum sind
parallele Seiten 67 und 68 derart ausgelegt, dass sie parallel zur
Achse des Werkzeuges sind, während
die Seiten 69 und 70 senkrecht zur Achse des Werkzeuges sind. Ein
Vorteil der Monofilamente nach 10 ist darin
zu sehen, dass die Filamente nicht in spezieller Weise bei der Herstellung
des Werkzeuges ausgerichtet werden müssen.
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Auch
ist noch zu erwähnen,
dass man bei den Monofilamenten nach den 8 und 10 eine maximale
Packungsdichte erreichen kann, so dass man eine größere Menge
an Schleifmaterial an der Bearbeitungsfläche zur Verfügung hat.
Es lässt
sich eine maximale Packungsdichte der Filamente auch bei regelmäßigen Vielecken
wie Dreiecken oder selbst bei Sechsecken und in Kombination hiermit
erzielen, wenn diese in geeigneter Weise angeordnet und dicht gepackt
sind, so dass man ein ähnliches Werkzeug
wie eine im Wesentlichen massive Scheibe erhält, die mit Schleifmittel versehen
ist.
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Ferner
ist noch zu erwähnen,
dass bei den verschiedenen Ausführungsformen
des abtragenden Werkzeuges nach der Erfindung die Filamente nicht gekräuselt oder
in einer sinusförmigen
Wellenform fixiert sind. Wie aus 4 zu
ersehen ist, würde
dies dazu führen,
dass man nicht mehr den optimalen Wischkontakt zwischen den mit
Schleifmittel versehenen Monofilamenten und der Werkstückoberfläche aufrechterhalten
kann, Ein gleichmäßiger und
ständiger
Kontakt mit dem Schleifmineral und der Werkstückoberfläche führt zu einer äußerst gleichförmigen und
sehr großen
Arbeitsleistung pro Zeiteinheit im Hinblick auf die Produktivität, Es ist
zu erkennen, dass durch die Änderung
der Form und der vergrößerten Querschnittsfläche sich
der Prozentsatz des Schleifminerals in dem Monofilament beträchtlich steigern
lässt,
ohne dass man eine negative Auswirkung auf die Festigkeit der Filamente
erhält.
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Die
Erfindung ermöglicht
eine wiederholbare Qualität
von den zu bearbeitenden Teilen beim Entgraten, Ausbilden eines
Radius, der Kantenkonturierung und der Oberflächenbearbeitung, insbesondere bei
Schnellschneidlegierungen, zähen,
rostfreien Stählen,
hochtemperaturfesten Legierungen und schwer abzutragenden Materialien.
Die Werkzeuge nach der Erfindung sind insbesondere bei der automatisierten
maschinellen Bearbeitung und beim Einsatz von Robotern geeignet.
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Ferner
ermöglichen
die größere Querschnittsfläche der
Monofilamente und der größere Anteil
an Schleifmittel, dass man ein etwas steiferes Monofilament bereitstellen
kann, so dass man eine erhöhte
Standzeit des Werkzeugs selbst bei Zuschnittlängen mit der großen angegebenen
Größe erhält.
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Die
Maximierung des Schleifminerals in Verbindung mit der hohen Rückfedersteifigkeit
führt zu einer
kürzeren
Verweilzeit auf den Rändern,
so dass man eine mit einem exakten Radius versehene Kante herstellen
kann. Auf jeden Fall führt
der Linienkontakt oder der Flächenkontakt
zu einer Erhöhung
des Mehrfachen der Bearbeitungsleistung im Vergleich zu jener, die
man bei niederen Oberflächen-
oder Werkzeuggeschwindigkeiten und mit typischen runden Filamenten
erhält.