EP2440371B1

EP2440371B1 - Schleif- und/oder polierwerkzeug und herstellungsverfahren

Info

Publication number: EP2440371B1
Application number: EP10723024A
Authority: EP
Inventors: Harald Russ
Original assignee: Dronco AG
Current assignee: Dronco AG
Priority date: 2009-06-11
Filing date: 2010-05-19
Publication date: 2013-04-03
Anticipated expiration: 2030-05-19
Also published as: EP2440371A1; WO2010142520A1; DE102009025116A1

Description

Die Erfindung betrifft ein Schleif- und/oder Polierwerkzeug gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1. Ein solches Schleif- und/oder Polierwerkzeug ist aus CH 685 930 A5 bekannt.
Schleif- und/oder Polierwerkzeuge sind aus dem Stand der Technik bekannt und werden für verschiedene Bearbeitungen genutzt.
WO 2007/032517 offenbart eine Poliervorrichtung mit einer abnehmbaren Polierplatte. Die Oberfläche der Polierplatte weist zwei Bereiche mit unterschiedlichen Rauheiten auf. Die Bereiche sind in einer Variante konzentrisch angeordnet.
US 6,309,282 offenbart einen Polierbelag mit zwei Bearbeitungsbereichen. Ein erster Bearbeitungsbereich unterscheidet sich von einem zweiten Bearbeitungsbereich in seinen abrasiven Eigenschaften. Zumindest einer der beiden Bereiche weist eine Vielzahl von abrasiven Elementen auf.
DE 601 i0 225 T2 weist einen ebenen scheibenförmigen Trägerstruktur auf, auf dem konzentrisch eine Anzahl ringförmiger Schleif- bzw. Polierflächen angeordnet sind. Die einzelnen Schleif- bzw. Polierflächen können dabei unterschiedliche abrasive Eigenschaften aufweisen, d. h. sie sind mit unterschiedlichem Schleif- bzw. Polierkorn versehen.
Problematisch bei diesen Scheiben ist, der gezielte Einsatz der verschiedenen Schleif- bzw. Polierflächen in einem Handwerkzeug. Die Bearbeitung einer Oberfläche mit einem solchen Werkzeug erfordert viel Aufmerksamkeit und Überwachung der Einstellungen. Durch Abnutzung einzelner Bereiche muss die komplette Scheibe ausgewechselt werden.
US 5,752,876 zeigt eine Fächerschleifscheibe mit einem sich drehenden Oberflächenbearbeitungswerkzeug. Die einzelnen Fächerelemente haben je eine abrasive Oberfläche und überlappen sich mit den angrenzenden Fächerelementen. Jedes Fächerelement weist auf der Bearbeitungsfläche abrasive Partikel in Kunstharzbindemittel auf.
Weitere Lamellen-Schleifscheiben mit jeweils einem Lamellen-Ringbereich auf einem Trägerkörper sind aus EP 1 266 724 A1 und DE 27 50 023 A1 bekannt.
Die US 5,503,592 offenbart einen scheibenförmigen Schleifstein mit zwei ebenen Schleifflächen auf jeweils einem Trägerkörper, wobei die Trägerkörper mittels einer Schraube miteinander verbunden sind.
Die CH 685 930 A5 offenbart einen Fasenschleifkopf mit einem inneren ebenen Schleifbelag auf einer Trägerplatte und einem äußeren konzentrischen Schleifbelag, der aus einem äußeren Schleifbelag und einem inneren ebenen Schleifbelag zusammengesetzt ist, die zueinander geneigt sind und der auf einem Trägerring angeordnet ist. Die beiden Trägerkörper sind nicht formschlüssig verbunden und mittels einer Schraube axial verspannt.
Der Erfindung liegt nun die Aufgabe zugrunde, ein neues Schleif- und/oder Polierwerkzeug anzugeben.
Die Aufgabe wird gemäß der Erfindung durch ein Schleif- und/oder Polierwerkzeug mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1 gelöst.
Die Erfindung beruht auf der Überlegung, unterschiedliche Schleif- oder Polierbereiche an wenigstens zwei unterschiedlichen separaten Trägerkörpern auszubilden, die zu einer Trägerstruktur zusammensetzbar oder zusammengesetzt sind und sich zu der Trägerstruktur ergänzen, indem die Schleif-oder Polierbereiche in verschiedenen Radialbereichen oder Ringbereichen angeordnet sind. Dies hat den Vorteil, dass verschiedene Schleif- oder Polierbereiche oder -materialien einfach in verschiedenen Kombinationen oder in einem modularen System für unterschiedliche Funktionalitäten kombiniert werden können und, insbesondere bei unterschiedlichem Verschleiß, getrennt ausgetauscht werden können. Außerdem kann für jeden Trägerkörper ein Herstellungsverfahren oder eine Produktionsanlage für ein Werkzeug mit einem Trägerkörper mit nur einem Schleif- oder Polierbereich verwendet werden, welches bzw. welche einfacher ist als ein spezielles Verfahren zum Herstellen eines Trägerkörpers mit zwei Schleif- oder Polierbereichen. Dies ist bei einzeln aufzubringenden, insbesondere aufzuklebenden, Schleif- oder Polierkörpern vonLamellenschleif- oder polierscheiben von Vorteil.
Die wenigstens zwei Trägerkörper sind ineinander greifend angeordnet oder montierbar und/oder zumindest in einer Richtung, insbesondere in radialer Richtung, formschlüssig oder zumindest im Spiel begrenzt oder leicht beabstandet miteinander verbindbar oder verbunden. So wird auf einfache Weise sichergestellt, dass die Position der beiden Trägerkörper nicht verrutscht, und die Zuverlässigkeit des gesamten Werkzeuges wird erhöht sowie die Montage des Werkzeugs vereinfacht.
Ferner sind wenigstens zwei Trägerkörper miteinander lösbar verbunden, insbesondere durch Befestigen oder Ver- oder Einspannen an einer Drehwelle eines Antriebs oder einer Werkzeugsmaschine, insbesondere einer handgehaltenen Werkzeugmaschine wie einer Winkelschleifmaschine. Diese Verbindung lässt sich sowohl schnell und einfach herstellen, als auch schnell und einfach lösen. Außerdem weisen die mindestens zwei Trägerkörper je eine Öffnung konzentrisch zur Drehachse auf, wobei die aus den Trägerkörpern zusammengesetzte Trägerstruktur durch Ein- oder Durchführen einer Drehwelle in bzw. durch diese Öffnungen an der Werkzeugmaschine befestigt oder befestigbar ist.
Die wenigstens zwei Trägerkörper weisen in radialer Richtung zur Drehachse zueinander unterschiedliche radiale Abmessungen oder Durchmesser auf. Ferner ist wenigstens ein radial äußerer Radialbereich auf einem radial größeren Trägerkörper angebracht und wenigstens ein radial innerer Radialbereich auf einem radial kleineren Trägerkörper.
Gemäß der Erfindung weist der wenigstens eine Schleif- oder Polierbereich in dem wenigstens einen ersten Radialbereich eine andere Neigung zur Drehachse auf als der wenigstens eine Schleif- oder Polierbereich in dem wenigstens einen zweiten Radialbereich. Dies kann sowohl erfolgen dadurch dass ein erster Trägerkörper eine andere Neigung zu Drehachse als ein zweiter Trägerkörper aufweist, als auch dadurch dass ein Trägerkörper unterschiedliche Neigungen zur Drehachse für verschiedene an ihm vorgesehenen Schleif- oder Polierflächen aufweist
Dadurch kann auch bei handgehaltenen oder betätigten Schleif- und/oder Poliermaschinen, beispielsweise bekannten Winkelschleifmaschinen, das aufgespannte oder rotierte Schleif- und/oder Polierwerkzeug gemäß der Erfindung durch Anstellen des Werkzeugs relativ zum bearbeiteten Werkstück gemäß den vorgegebenen unterschiedlichen Neigungen oder Neigungswinkeln in den verschiedenen Radialbereichen die Oberfläche des Werkstücks mit den Abrasivmaterialien oder abrasiven Eigenschaften in den Radialbereichen zuverlässig geschliffen und/oder poliert werden, so dass ein anderer Radialbereich oberflächenwirksam nicht oder nur in geringem Maße zum Eingriff kommt. Insbesondere soll ein grober bearbeitender Werkzeugbereich nicht wieder in einen fein bearbeiteten Werkstückbereich eingreifen.
In wenigstens einem Radialbereich sind gemäß der Erfindung mehrere in Umfangsrichtung um die Drehachse hintereinander angeordnete Schleif- oder Polierbereiche, insbesondere einzelne Schleif- oder Polierelemente angeordnet, wobei die Schleif- oder Polierelemente sich überlappend angeordnet sind und/oder als Lamellen und rechteckig oder trapezförmig ausgebildet sind. Die Anzahl der Lamellen oder verschiedenen Schleif- oder Polierbereiche kann unterschiedlich sein, insbesondere in einem radial weiter innen liegenden Radialbereich kleiner sein als in einem radial weiter außen liegenden Radialbereich.
Ausgestaltungen und Weiterbildungen des Schleif- und/oder Polierwerkzeugs ergeben sich aus den vom Anspruch 1 abhängigen Ansprüchen.
Außerdem liegt bevorzugt ein Radialbereich mindestens eines Trägerkörpers in einem radial äußeren Randbereich des Trägerkörpers.
Insbesondere liegen wenigstens zwei Trägerkörper der Trägerstruktur im montierten oder verbundenen Zustand aneinander an, insbesondere in radialer Richtung, und/oder sind formschlüssig aneinander gelagert. Beispielsweise kann ein kleinerer Trägerkörper innerhalb des nächsten radial äußeren Radialbereichs auch an dem zugehörigen größeren Trägerkörper mit seinen Außen- oder Seitenkanten anliegen.
Zusätzlich zu einer formschlüssigen Verbindung oder Lagerung der Trägerkörper aneinander ist auch eine kraftschlüssige Verbindung zumindest in einer Richtung möglich, insbesondere in axialer Richtung parallel zur Drehachse.
In einer bevorzugten Variante weist jeder Trägerkörper genau einen Radialbereich mit einem dort angebrachten Schleif- oder Polierbereich auf. Dies hat den Vorteil, dass die Zusammenstellung der Trägerstruktur anhand einfacher Module, hier der Trägerkörper, erfolgt. Jeder Trägerkörper hat somit eine spezifische Schleif- oder Polierfläche, die in ihrer Größe und/oder Neigung und/oder ihren abrasiven Eigenschaften variiert.
Der Nutzer kann nun die Breite der Schleif- oder Polierfläche bestimmen, indem er mehrere Trägerkörper mit Schleif- oder Polierflächen, welche gleiche abrasive Eigenschaften aufweisen, zu einem Trägerstruktur zusammenfügt.
Vorzugsweise ist vorgesehen, ein Schleif- oder Polierwerkzeug mit Bereichen unterschiedlichen abrasiven Eigenschaften durch Zusammenfügen von Trägerkörpern, welche Schleif- oder Polierflächen mit unterschiedlichen abrasiven Eigenschaften aufweisen, bereitzustellen.
Die Neigung oder ein Neigungswinkel oder Anstellwinkel, der zur Drehachse hin betrachtet oder gemessen wird, wenigstens eines radial weiter innen liegenden Schleif- oder Polierbereichs ist vorzugsweise größer als eines radial weiter außen liegenden Schleif- oder Polierbereichs, kann aber auch umgekehrt kleiner sein.
Eine Differenz zwischen dem Neigungswinkel wenigstens eines radial weiter innen liegenden Schleif- oder Polierbereichs und dem Neigungswinkel eines radial weiter außen liegenden Schleif- oder Polierbereichs beträgt insbesondere von 5° bis 75°, vorzugsweise von 8° bis 35°, wodurch ein für den Benutzer ergonomischer und ausreichender Unterschied im Anstellen des Werkzeugs gegenüber dem Werkstück gewährleistet ist.
Bevorzugt verlaufen die Schleif- oder Polierbereiche oder eine Hüllkurve der einander überlappenden Schleif- oder Polierelemente in einem Radialschnitt oder in radialer Richtung wenigstens teilweise im Wesentlichen linear oder weisen einen in radialer Richtung im wesentlichen linear verlaufenden Bereich auf. Die Neigung oder der Neigungswinkel wird dann im Allgemeinen jeweils im Wesentlichen linear verlaufenden Bereich bestimmt oder gemessen.
Es kann nun in einer Ausführungsform ein radial weiter innen liegender Schleif- oder Polierbereich eine geringere Abrasivität oder ein feineres Abrasivmaterial aufweisen als ein radial weiter außen liegender Schleif- oder Polierbereich oder auch umgekehrt. Die Bereiche werden dabei so ausgelegt und angeordnet, dass ein feinerer Schleif- oder Polierbereich zwar ggf. gleichzeitig z. B. am Rand oder nach Abnutzung mit einem gröberen Schleifbereich an der Werkstückoberfläche eingreifen kann, jedoch nicht umgekehrt.
Die Schleif- oder Polierbereiche oder Schleif- oder Polierelemente radial benachbarter Radialbereiche können nun unmittelbar aneinander angrenzen oder auch in einem vorbestimmten Abstand voneinander angeordnet sein.
Ein radial weiter innen liegender Radialbereich kann sich insbesondere in radiale Richtung weiter erstrecken als ein radial weiter außen liegender Radialbereich. Gemäß dieser Ausführungsform ist also vorgesehen, dass ein radial äußerer Schleif- bzw. Polierbereich - radial gesehen - schmaler ist als ein radial weiter innen angeordneter Bereich.
Es kann nun in einer Ausführungsform die Form der Trägerstruktur im Radialschnitt so gewählt sein, dass sich die gewünschte Hüllkurve der Schleif- oder Polierelemente ergibt, wobei die Schleif- oder Polierelemente über ihre Erstreckung eine konstante Dicke aufweisen, oder der Trägerstruktur in wenigstens einem der Radialbereiche dieselbe Neigung zur Drehachse aufweisen wie der wenigstens eine Schleif- oder Polierbereich in diesem Radialbereich. Durch eine Überlappung der Elemente oder Lamellen kann die Anordnung in der Mitte auch dicker sein als weiter außen, die Hüllkurve also dort ansteigen. Generell kann durch die Länge und Zahl der Elemente oder Lamellen auch die Bauhöhe verändert werden.
In einer weiteren Variante können bei einer vorgegebenen, insbesondere flachen, Form der Trägerstruktur die Schleif- oder Polierelemente im Radialschnitt so geformt sein, dass sich die gewünschte Hüllkurve der Schleif- oder Polierelemente ergibt, oder zwischen einer dem Trägerstruktur zugewandten Fläche und einer Schleif- oder Polierfläche der Schleif- oder Polierelemente eine Neigung vorgesehen sein, aus der sich die in dem zugehörigen Radialbereich vorgesehene Neigung des wenigstens einen Schleif- oder Polierbereichs zur Drehachse ergibt und die insbesondere bei einer flachen, senkrecht zur Drehachse gerichteten Trägerstruktur gleich der Neigung des wenigstens einen Schlelf- oder Polierbereichs zur Drehachse ist.
Besonders bevorzugt sind genau zwei Schleif- oder Polierbereiche vorgesehen. Die Erfindung stellt also bevorzugt auf eine Schleif- oder Polierscheibe mit zwei konzentrischen Anordnungen von Lamellen (d. h. Schleif- oder Polierelementen bzw. Schleif- oder Poliersegmente) ab, die bevorzugt wie Schmirgelpapier ausgebildet sind und auf einen scheibenförmigen Trägerstruktur Insbesondere aufgeklebt sind. Im äußeren Ring sind bevorzugt gröbere Schleiflamellen vorgesehen, im inneren Ring feinere Schleiflamellen. Die Lamellen des inneren Rings sind bevorzugt unter einem kleineren Einstellwinkel angeordnet als die Lamellen im äußeren Ring.
Somit kann mit einer einzigen Schleifscheibe durch stärkeres Anstellen der Schleif- bzw. Polierscheibe relativ zum zu bearbeitenden Werkstück mit den Schleiflamellen des äußeren Rings eine Grobbearbeitung der Oberfläche vorgenommen werden; mit den Lamellen des inneren Rings kann durch flacheres Anstellen der Scheibe eine Feinbearbeitung erfolgen. Insbesondere kann die Grobbearbeitung mit einem größeren Schleifkorn erfolgen, während dann die Feinbearbeitung als Nachpoliervorgang erfolgen kann, wozu die Lamellen mit entsprechend feinkörnigem Abrasivmaterial versehen sind. Es können dabei grundsätzlich beliebige Abrasivmaterialien in den mindestens zwei Schleif- bzw. Polierbereichen eingesetzt werden.
Die Erfindung wird im Folgenden anhand von Ausführungsbeispielen weiter erläutert. Dabei wird auch auf die Zeichnungen Bezug genommen, in deren

FIG 1: ein Schleif- und/oder Polierwerkzeug mit zwei Trägerkörpern in einer Explosionsdarstellung,
FIG 2: der größere Trägerkörper des Schleif- und/oder Polierwerkzeugs gemäß FIG 1 in einer Draufsicht auf de Vorderseite,
FIG 3: der größere Trägerkörper gemäß FIG 2 in einer Draufsicht auf seine Rückseite,
FIG 4: der kleinere Trägerkörper des Schleif- und/oder Polierwerkzeugs gemäß FIG 1 in einer Draufsicht auf seine Vorderseite,
FIG 5: der kleinere Trägerkörper gemäß FIG 4 in einer Draufsicht auf seine Rückseite,
FIG 6: das Schleif- und/oder Polierwerkzeug gemäß FIG 1 im zusammengesetzten Zustand in einer zentralen Schnittdarstellung,
FIG 7: eine weitere Ausführungsform zweier Trägerkörper (ohne Schleifelemente) eines Schleif- und/oder Polierwerkzeuges im zusammengesetzten Zustand in einer zentralen Schnittdarstellung,
FIG 8: eine Detailansicht aus dem Werkzeug gemäß FIG 7 in einem Schnitt und
FIG 9: das Werkzeug gemäß FIG 7 und 8 mit Schleif- und/oder Polierbereichen im an einem Winkelschleifer aufgespannten Zustand in einer Schnittdarstellung

FIG 1 bis 9

Die anhand der FIG 1 bis 9 veranschaulichten verschiedenen Ausführungsbeispiele eines Schleif- und/oder Polierwerkzeuges umfassen, wie besonders in FIG 1 und FIG 6 bis 8 zu erkennen, eine zweiteilige Trägerstruktur 2 mit zwei Trägerkörpern 21 und 22, die ineinander gefügt werden können und insbesondere radial im Wesentlichen formschlüssig oder zentriert oder zumindest mit radialer Spielbegrenzung ineinander gesetzt werden können. Eine Drehachse des Schleif- und/oder Polierwerkzeugs 1 ist mit 5 bezeichnet und verläuft (im montierten Zustand) durch eine zentrale Öffnung 11 des ersten Trägerkörpers 21 und eine zentrale Öffnung 12 des zweiten Trägerkörpers 22.
Durch die Öffnungen 11 und 12 wird im Allgemeinen eine Drehwelle einer Werkzeugmaschine, insbesondere einer mit der Hand zu haltenden elektrischen oder pneumatischen Handschleifmaschine, beispielsweise einem Winkelschleifer, mit einem elektrischen Antriebsmotor oder pneumatischen Antrieb, gesteckt und die beiden Trägerkörper 21 und 22 werden an dieser Drehwelle befestigt, insbesondere verspannt mit - nur in FIG 9 dargestellten - Spannmitteln, beispielsweise Spannflanschen. Dabei werden die beiden Trägerkörper 21 und 22 axial zur Drehachse 5 so stark gegeneinander verspannt, dass sie aufgrund der Haftreibungskräfte nicht gegeneinander verdreht werden können. Axial zur Drehachse 5 sind die beiden Trägerkörper 21 und 22 also kraftschlüssig verbunden. Alternativ ist auch axial eine formschlüssige, beispielsweise rastende, Verbindung denkbar.
Jeder der Trägerkörper 21 und 22 trägt eine ringförmige Anordnung von Schleif- und/oder Polierelementen.
Der erste, kleinere Trägerkörper 21 trägt in einem Ring- oder Radialbereich 3 auf einem ebenen und schräg nach außen unter dem Winkel α (FIG 6) abfallenden Trägerbereich 33 eine Vielzahl von sich überlappenden Schleif- oder Polierelementen 8.
Der zweite, größere Trägerkörper 22 hat in seinem Außenbereich einen Ring- oder Radialbereich 4, in dem im dargestellten Ausführungsbeispiel eine Vielzahl von Schleif- oder Polierelementen 9 einander überlappend angeordnet sind. Die Schleif- oder Polierelemente 9 sind auf einem nach außen abfallenden ebenen Trägerbereich 44 des Trägerkörpers 22 befestigt. In FIG 1 und FIG 2 ist ein Teil dieses Trägerbereichs 44 innen noch sichtbar. Die Neigung des Trägerbereichs 44 unter dem Winkel β zur Drehachse 5 ist in FIG 6 dargestellt.
Die Schleif- oder Polierelemente 8 und 9 sind auf ihren jeweiligen Trägerbereichen 33 und 44 insbesondere aufgeklebt mit einem geeigneten Klebematerial.
Radial nach innen zur Drehachse 5 hin sind die Trägerkörper 21 und 22 in ihrer Form so angepasst, dass sie formschlüssig ineinandergesetzt werden können. Im Ausführungsbeispiel der FIG 1 bis 6 schließt sich an den Trägerbereich 44 nach innen über eine Stufe, die mit einer parallel zur Drehachse 5 gerichteten zylindrischen Wand 47 gebildet ist, ein flacher oder leicht konischer Bereich 43 an, der ebenfalls nach außen abfällt, jedoch eine geringere Steigung oder einen größeren Neigungswinkel zur Drehachse 5 aufweist als der äußere Trägerbereich 44. An den konischen Bereich 43 nach innen anschließend erstreckt sich ein entgegensetzt, also nach innen, geneigter konischer Bereich 42, der in einen flachen, senkrecht zur Drehachse 5 verlaufenden zentralen Ringbereich 41, der die Öffnung 12 umläuft, übergeht.
Wie im Vergleich aus der Vorderansicht gemäß FIG 2 und der Rückansicht gemäß FIG 3 zu erkennen ist, bildet sich im dargestellten Ausführungsbeispiel beim zweiten Trägerkörper 22 der zentrale Ringbereich 41, der anschließende konische Bereich 42 und der konische Bereich 43 sowohl an der Vorderseite als auch an der Rückseite ab, so dass hier der Trägerkörper 22 eine weitgehend konstante Dicke aufweist und somit beispielsweise durch Umformen eines Bleches hergestellt werden kann. Auch im dem Trägerbereich 44 gegenüberliegenden rückseitigen Bereich des Trägerkörpers 22 ist zunächst ein konischer Bereich 45 vorgesehen, der in einen praktisch flachen ringförmigen Randbereich 46 übergeht. Der rückseitige Bereich 45 kann dabei die gleiche Steigung aufweisen wie der vorderseitige konische Trägerbereich 44.
Der kleinere, erste Trägerkörper 21 weist dagegen, wie in FIG 1 und FIG 4 bis 6 zu erkennen, einen sich an den Trägerbereich 33 nach innen anschließenden konischen Bereich 32 auf, der nach innen in einen zentralen flachen Ringbereich 31 übergeht, der die zentrale Öffnung 11 und damit die Drehachse 5 umläuft. Wie in FIG 5 zu erkennen, bildet sich diese Abfolge von Bereichen an der Vorderseite des ersten Trägerkörpers 21 auch an dessen Rückseite ab, mit dem einzigen Unterschied, dass der Trägerbereich 33 am äußeren Rand wieder ähnlich wie beim anderen Trägerkörper 22 in einen flachen Ringbereich 34 ausläuft, in dem im Allgemeinen der Trägerkörper 22 auf dem Trägerkörper 21 aufliegt.
Die Rückseite des zentralen Ringbereichs 31 und des konischen Bereichs 32 sowie die Rückseite des Trägerbereichs 33 des kleineren Trägerkörpers 21 sind nun in ihrer Form, insbesondere in den radialen Abmessungen und in den Neigungen zur Drehachse 5, gleich zu den an der Vorderseite des größeren Trägerkörpers 22 vorgesehenen korrespondierenden Bereichen, nämlich dem inneren Ringbereich 41, dem konischen Bereich 42 und dem konischen Bereich 43. Der konische Bereich 43 des größeren Trägerkörpers 22 ist in Anpassung an den Trägerbereich 33 des kleineren Trägerkörpers 21 ebenfalls unter dessen Neigungswinkel α zur Drehachse 5 geneigt. Es kommen dann die inneren Ringbereiche 31 und 41 und die konischen Bereiche 43 und 33 und die steileren konischen Bereiche 32 und 42 gegeneinander oder aufeinander zu liegen, wodurch auch eine radiale Begrenzung gebildet wird, so dass der innere Trägerkörper 21 im äußeren Trägerkörper 22 radial formschlüssig gehalten ist. Eine zusätzliche radiale Begrenzung bildet eine zylindrische Wand 47 des größeren Trägerkörpers 22, an der die zylindrische Außenseite des äußeren Ringbereichs 34 des kleineren Trägerkörpers 21 anschlägt oder zu liegen kommt. Im eingesetzten Zustand ist somit der kleinere Trägerkörper 21 im größeren Trägerkörper 22, wie insbesondere in FIG 6 zu erkennen, radial fixiert oder formschlüssig gehalten, jedoch noch gegeneinander um die Drehachse 5 verdrehbar.
Der durch die Drehachse 5 verlaufende Durchmesser des kleineren Trägerkörpers 21 ist in FIG 5 mit d bezeichnet und der Durchmesser des größeren Trägerkörpers 22 in FIG 2 und 3 mit D. Der innere Durchmesser des Freiraumes zwischen den Schleif- oder Polierelementen 9 ist in FIG 2 mit d" bezeichnet und der Außendurchmesser der Schleif- oder Pollerelemente 8 in FIG 4 mit d', wobei d" größer ist als d und d' größer, gleich oder auch kleiner als d sein kann.
FIG 6 und 7 bis 9 zeigen jeweils einen Schnitt durch die aus den Trägerkörpern 21, 22 zusammengesetzten Trägerstruktur 2. Der in radialer Richtung R gemessene und im Radialschnitt eingezeichnete Neigungswinkel oder Anstellwinkel zur Drehachse 5 ist bei dem radial und den dort befindlichen Schleif- oder Polierelementen 9 im äußeren Radialbereich 4 mit bezeichnet und bei dem radial inneren Schleif- oder Polierbereich 6 und den dort befindlichen Schleif- oder Polierelementen 8 im inneren Radialbereich 3 mit α bezeichnet. Der Neigungswinkel β des äußeren Schleif- oder Polierbereichs 7 im äußeren Radialbereich 4 zur Drehachse 5 ist kleiner eingestellt als der Neigungswinkel α des inneren Schleif- oder Polierbereichs 6 im inneren Radialbereich 3 des Werkzeugs 1. Es kann aber auch umgekehrt sein.
Somit ist in den dargestellten Ausführungsformen der äußere Schleif- oder Polierbereich 7 steiler angestellt als der innere Schleif- oder Polierbereich 6. Dadurch kann durch entsprechendes Anstellen des Werkzeugs 1 mit der das Werkzeug 1 antreibenden Handmaschine wie einer Winkelschleifmaschine unter verschiedenen Anstellwinkeln relativ zur Werkstückoberfläche entweder der äußere Schleif- oder Polierbereich 7 oder der innere Schleif- oder Polierbereich 6 zum Einsatz oder zur Wirkung kommen. Dies hat den Vorteil, dass das Material des Werkstücks einfach mit einem Handgerät und einem Werkzeug 1 mit unterschiedlichen Abrasivmaterialien behandelt werden kann, insbesondere unterschiedlich geschliffen oder geschliffen und poliert oder unterschiedlich poliert werden kann. Mit anderen Worten, das Werkzeug 1 kann durch entsprechende Anstellung während der Bearbeitung wahlweise so betrieben werden, dass unabhängig voneinander entweder der radial äußere oder dass der radial innere Bereich in Eingriff gebracht werden kann.
Die inneren Schleif- oder Polierelemente 8 und die äußeren Schleif- oder Polierelemente 9 können in allen Ausführungsformen in radialer Richtung R ummittelbar aneinander stoßen oder auch voneinander um einen radialen Abstand von typischerweise 1 mm bis 10 mm beabstandet sein.
Wenn die Trägerstruktur 2 bereits die radialen Neigungen der Schleif- oder Polierbereiche 6 und 7 in den Radialbereichen 3 und 4 vorgibt oder aufweist, können die Schleif- oder Polierelemente 8 und 9 mit jeweils konstanter Dicke ausgebildet sein, so dass deren Schleif- bzw.-. Polieroberflächen parallel zu den Trägerbereichen 33 und 44 der Trägerstruktur 2 und damit unter den gleichen Neigungswinkeln α bzw. β verlaufen. Die Hüllkurve der Schleif- oder Polierelemente 8 und 9 entspricht somit dem radial linearen Verlauf der Trägerbereiche 33 und 44 der Trägerstruktur 2. Dies ermöglicht die Verwendung von Standardmaterial konstanter Dicke für die Schleif- oder Polierelemente 8 und 9.
Es kann aber auch die Neigung der Schleif- oder Polierbereiche 6 und 7 an den Oberflächen der Schleif- oder Polierelemente 8 und 9 zusätzlich oder sogar vollständig durch die Form der Schleif- oder Polierelemente 8 und 9 bei vorgegebener Form der Trägerflächen der Trägerstruktur 2 bewirkt oder eingestellt werden, beispielsweise durch einen trapezförmigen Radialschnitt der Schleif- oder Polierelementen 8 und 9.
Dargestellt sind in FIG 6 beispielhaft Neigungswinkel α = 76° und β = 60°, so dass die Differenz der Neigungswinkel α-β=16° ist.
In dem Ausführungsbeispiel der FIG 7 bis 9 sind die beiden Trägerkörper 21 und 22 leicht abgewandelt und etwas andere Neigungswinkel α und β verwirklicht. Dargestellt ist in FIG 7 und 9 beispielhaft ein Neigungswinkel α = 84° und β = 65°, so dass die Differenz der Neigungswinkel α-β=19° ist.
Im Allgemeinen liegt die Differenz α - β der Neigungswinkel α und β in einem Intervall von 5° bis 75°, vorzugsweise von 8° bis 35°. Die einzelnen Neigungswinkel werden im Allgemeinen wie folgt eingestellt. Der Neigungswinkel α aus dem Bereich von 20° bis 90° und der Neigungswinkel β aus dem Bereich von 15° bis 85°.
Zwischen dem horizontalen Innenbereich 31 beim Trägerkörper 21 und 41 beim Trägerkörper 22 einerseits und dem konischen Bereich 32 bzw. 42 ist zusätzlich jeweils ein zylindrischer Bereich 38 bzw. 48 gebildet. Die zylindrischen Bereiche 38 und 48 haben einen deutlich geringeren Abstand oder Toleranz a zueinander, beispielsweise um die 0,1 mm, als die beiden konischen Bereiche 32 und 42, die um einen Abstand oder eine Toleranz b von beispielsweise 0,5 mm beabstandet sind, und dienen somit als radiale Spielbegrenzung oder auch zur radialen Fixierung.
Axial zur Drehachse 5 werden die beiden Trägerkörper 21 und 22 vorzugsweise durch Spann- oder Klemmkräfte kraftschlüssig gehalten. Dies ist im aufgespannten Zustand anhand FIG 9 zu erkennen. Das freie Ende der Drehwelle 52, das aus der Hülse 51 herausragt, ist durch die zentralen Öffnungen 11 und 12 der beiden übereinander und ineinander gelegten Trägerkörper 21 und 22 geführt und die beiden Trägerkörper 21 und 22 sind axial durch zwei an entgegengesetzten Seiten auf den flachen Innenbereichen 31 und 32 anliegenden Spannmuttern 53 bzw. 54 an der Drehwelle 52 gehalten und drehfest fixiert. Zusätzlich könnten natürlich auch axiale Formschlusselemente oder eine Drehung zueinander verhindernde Formschlusselemente vorgesehen sein. FIG 9 zeigt beispielhaft das Halten der Maschine zum Bearbeiten einer oben liegenden Fläche oder Werkstückfläche. Meist wird die Maschine aber umgekehrt gehalten, so dass das Werkzeug 1 nach unten zeigt, also in etwa so, dass FIG 9 einfach um 180° gedreht wird, zum Bearbeiten einer unten liegenden Fläche.
Die Erfindung beschränkt sich nicht auf das dargestellte Ausführungsbeispiel. Weiterhin denkbar sind Ausführungen, bei denen die Schleif- oder Polierbereiche der Trägerkörper aneinander angrenzen, die gleiche Neigung und/oder die gleichen abrasiven Eigenschaften aufweisen. Ebenso ist es möglich an einen Trägerkörper mehrere Schleif- oder Polierbereiche mit gleichen oder unterschiedlichen Neigungen vorzusehen und solche Trägerkörper miteinander zu kombinieren.
Die Erfindung ermöglicht somit einen modularen Werkzeugaufbau, so dass das Werkzeug je nach Verwendungszweck individuell zusammengestellt werden kann.

Bezugszeichenliste

1: Schleif- und/oder Polierwerkzeug
2: Trägerstruktur
3, 4: Radialbereich
5: Drehachse
6, 7: Schleif- oder Polierbereich
8, 9: Schleif- oder Polierelement
11, 12: Öffnung
21, 22: Trägerkörper
25, 26: Öffnung
31: Ringbereich
32: konischer Bereich
33: Trägerbereich
34: flacher Ringbereich
38: zylindrischer Bereich
41: Ringbereich
42, 43, 45: konischer Bereich
44: Trägerbereich
46: Ringbereich
47: zylindrische Wand
48: zylindrischer Bereich
50: Winkelschleifer
51: Hülse
52: Drehwelle
53, 54: Spannmutter
D, d, d', d": Durchmesser
R: radiale Richtung
α: Winkel
β: Winkel
a, b: Abstand

Claims

Schleif- und/oder Polierwerkzeug (1),
a) das eine Trägerstruktur (2) aufweist,

b) wobei zumindest an einer Seite der Trägerstruktur (2) in wenigstens zwei unterschiedlichen konzentrisch zu einer Drehachse (5) des Schleif- und/oder Polierwerkzeugs (1) angeordneten Radialbereichen (3, 4) der Trägerstruktur (2) jeweils wenigstens ein Schleif- oder Polierbereich (6, 7) angeordnet ist,

c) wobei die Trägerstruktur (2) wenigstens zwei separate oder getrennt hergestellte Trägerkörper (21, 22) umfasst,

d) wobei jeder Trägerkörper (21, 22) jeweils wenigstens einen der Radialbereiche (3, 4) aufweist, in dem jeweils wenigstens einer der Schleif- oder Polierbereiche (6, 7) angeordnet ist.

e) wobei die wenigstens zwei Trägerkörper (21, 22) der Trägerstruktur (2) miteinander lösbar verbunden sind,

f) wobei die mindestens zwei Trägerkörper (21, 22) je eine Öffnung (11, 12) konzentrisch zur Drehachse (5) aufweisen, wobei die aus den Trägerkörpern (21, 22) zusammengesetzte Trägerstruktur (2) nach Ein- oder Durchführen einer Drehwelle (52) in bzw. durch diese Öffnungen (11, 12) an einer Werkzeugmaschine befestigt oder befestigbar ist, insbesondere mittels gesonderter Spannmittel (53, 54),

g) wobei wenigstens zwei Trägerkörper (21, 22) in radialer Richtung zur Drehachse (5) zueinander unterschiedliche radiale Abmessungen aufweisen und wenigstens ein radial äußerer Radialbereich (4) auf einem radial größeren Trägerkörper (22) angebracht ist und wenigstens ein radial innerer Radialbereich (3) auf einem radial kleineren Trägerkörper (21) angebracht ist,
dadurch gekennzeichnet, dass

h) die wenigstens zwei Trägerkörper (21, 22) ineinander greifend angeordnet und zumindest in einer Richtung, insbesondere radialer Richtung, formschlüssig miteinander verbindbar oder verbunden sind,

i) der wenigstens eine Schleif- oder Polierbereich (6) wenigstens eines ersten Trägerkörpers (21) eine andere Neigung zur Drehachse aufweist als der wenigstens eine Schleif- oder Polierbereich (7) wenigstens eines zweiten Trägerkörpers (22) und

j) in wenigstens zwei Radialbereichen (3, 4) mehrere in Umfangsrichtung um die Drehachse (5) hintereinander angeordnete Schleif- oder Polierbereiche (6, 7) vorgesehen sind, die jeweils durch einzelne Schleif- oder Polierelemente (8, 9) gebildet sind, wobei die Schleif- oder Polierelemente (8, 9) sich überlappend angeordnet sind und lamellenförmig und/oder rechteckig oder trapezförmig ausgebildet sind.
Schleif- und/oder Polierwerkzeug (1) nach Anspruch 1, bei dem wenigstens zwei Trägerkörper (21, 22) der Trägerstruktur (2) im montierten Zustand aneinander anliegen, insbesondere in radialer Richtung, und/oder formschlüssig aneinander gelagert sind oder unter einem Abstand (a, b) oder einer Spielbegrenzung voneinander zumindest in radialer Richtung angeordnet sind.
Schleif- und/oder Polierwerkzeug (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem ein Radialbereich (3, 4) mindestens eines Trägerkörpers (21, 22) in einem radial äußeren Randbereich des Trägerkörpers (21, 22) liegt.
Schleif- und/oder Polierwerkzeug (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem der wenigstens eine Schleif- oder Polierbereich (6) in wenigstens einem ersten Radialbereich (3) andere abrasive Eigenschaften aufweist als der wenigstes eine Schleif- oder Polierbereich (7) in wenigstens einem zweiten Radialbereich (3).
Schleif- und/oder Polierwerkzeug (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem die Neigung oder ein Anstell- oder Neigungswinkel (α) wenigstens eines radial weiter innen oder näher zur Drehachse liegenden Schleif- oder Polierbereichs (6) größer ist als die Neigung oder ein Neigungswinkel (β) eines radial weiter außen oder weiter von der Drehachse entfernt liegenden Schleif- oder Polierbereichs (7).
Schleif- und/oder Polierwerkzeug (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 4, bei dem die Neigung oder ein Neigungswinkel (α) wenigstens eines radial weiter innen oder näher zur Drehachse liegenden Schleif- oder Polierbereichs (6) kleiner ist als die Neigung oder ein Neigungswinkel (β) eines radial weiter außen oder weiter von der Drehachse entfernt liegenden Schleif- oder Polierbereichs (7).
Schleif- und/oder Polierwerkzeug (1) nach Anspruch 5 oder Anspruch 6, bei dem eine Differenz zwischen dem Neigungswinkel (α) wenigstens eines radial weiter innen oder näher zur Drehachse liegenden Schleif- oder Polierbereichs (6) und dem Neigungswinkel (β) eines radial weiter außen oder weiter von der Drehachse entfernt liegenden Schleif- oder Polierbereichs (7) in einem Bereich von 5° bis 75°, vorzugsweise von 8° bis 35°, liegt.
Schleif- und/oder Polierwerkzeug nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem jedes Schleif- oder Polierelement (8, 9) ein Trägerelement aufweist, wobei auf einer Seite des Trägerelements Abrasivmaterial (10) angeordnet ist oder in das Trägerelement Abrasivmaterial (10) eingebettet ist.
Schleif- und/oder Polierwerkzeug nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem die Anzahl der Schleif- oder Polierbereiche oder -elemente (8, 9) in den verschiedenen Radialbereichen (6, 7) unterschiedlich ist, insbesondere in einem radial weiter innen liegenden Radialbereich (3) kleiner oder größer ist als in einem radial weiter außen liegenden Radialbereich (4).
Schleif- und/oder Polierwerkzeug nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem die Schleif- oder Polierbereiche (6, 7) in einem Radialschnitt oder in radialer Richtung wenigstens teilweise im Wesentlichen linear verlaufen oder eine Hüllkurve der einander überlappenden Schleif- oder Polierelemente (8, 9) in einem Radialschnitt oder in radialer Richtung einen im wesentlichen linear verlaufenden Bereich (11, 12) aufweist, wobei vorzugsweise die Neigung oder der Neigungswinkel (α, β) jeweils im im Wesentlichen linear verlaufenden Bereich (11, 12) der Schleif- oder Polierbereiche (6, 7) oder der Hüllkurve der Schleif- oder Polierelemente (8, 9) bestimmt oder definiert sind.
Schleif- und/oder Polierwerkzeug nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem die Schleif- oder Polierbereiche (6, 7) oder Schleif- oder Polierelemente (8, 9) radial benachbarter Radialbereiche (3, 4) unmittelbar aneinander angrenzen oder in einem vorbestimmten Abstand voneinander angeordnet sind.
Schleif- und/oder Polierwerkzeug nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem ein radial weiter innen liegender Radialbereich (3) sich in radiale Richtung (R) weiter erstreckt als ein radial weiter außen liegender Radialbereich (4).
Schleif- und/oder Polierwerkzeug nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem die Form der Trägerstruktur (2) im Radialschnitt so gewählt ist, dass sich eine gewünschte Hüllkurve der Schleif- oder Polierelemente (8, 9) ergibt, wobei die Schleif- oder Polierelemente (8, 9) über ihre Erstreckung eine konstante Dicke aufweisen, oder bei dem die Trägerstruktur in wenigstens einem der Radialbereiche (3) dieselbe Neigung zur Drehachse (5) aufweist wie der wenigstens eine Schleif- oder Polierbereich (6) in diesem Radialbereich (3).
Schleif- und/oder Polierwerkzeug nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem bei einer vorgegebenen, insbesondere flachen, Form der Trägerstruktur (2) die Schleif- oder Polierelemente (8, 9) im Radialschnitt so gewählt sind, dass sich eine gewünschte Hüllkurve der Schleif- oder Polierelemente (8, 9) ergibt, oder zwischen einer der Trägerstruktur zugewandten Fläche und einer Schleif- oder Polierfläche (6) der Schleif- oder Polierelemente (8, 9) eine Neigung vorgesehen ist, aus der sich die in dem zugehörigen Radialbereich (3) vorgesehene Neigung des wenigstens einen Schleif- oder Polierbereichs (6) zur Drehachse (5) ergibt und die insbesondere bei einer flachen, senkrecht zur Drehachse gerichteten Trägerstruktur gleich der Neigung des wenigstens einen Schleif- oder Polierbereichs (6) zur Drehachse (5) ist.