EP1236541A2 - Rotationswerkzeug für Oberflächenbearbeitung und Verfahren zu seiner Herstellung - Google Patents

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EP1236541A2
EP1236541A2 EP02004455A EP02004455A EP1236541A2 EP 1236541 A2 EP1236541 A2 EP 1236541A2 EP 02004455 A EP02004455 A EP 02004455A EP 02004455 A EP02004455 A EP 02004455A EP 1236541 A2 EP1236541 A2 EP 1236541A2
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
holding element
tool body
dowel pin
holding
pin
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.)
Withdrawn
Application number
EP02004455A
Other languages
English (en)
French (fr)
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EP1236541A3 (de
Inventor
Edgar Dufner
Helmut Dufner
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.)
Helmut Dufner GmbH
Original Assignee
Helmut Dufner GmbH
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Filing date
Publication date
Application filed by Helmut Dufner GmbH filed Critical Helmut Dufner GmbH
Publication of EP1236541A2 publication Critical patent/EP1236541A2/de
Publication of EP1236541A3 publication Critical patent/EP1236541A3/de
Withdrawn legal-status Critical Current

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    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B24GRINDING; POLISHING
    • B24DTOOLS FOR GRINDING, BUFFING OR SHARPENING
    • B24D13/00Wheels having flexibly-acting working parts, e.g. buffing wheels; Mountings therefor
    • B24D13/02Wheels having flexibly-acting working parts, e.g. buffing wheels; Mountings therefor acting by their periphery
    • B24D13/08Wheels having flexibly-acting working parts, e.g. buffing wheels; Mountings therefor acting by their periphery comprising annular or circular sheets packed side by side
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10TTECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER US CLASSIFICATION
    • Y10T29/00Metal working
    • Y10T29/49Method of mechanical manufacture
    • Y10T29/49826Assembling or joining

Definitions

  • the invention relates to a rotary tool for surface processing and a process for its manufacture.
  • the Rotary tool has a roll pin for clamping in a rotationally drivable tensioning device and at least one around Arranged dowel pin and attached to the dowel pin Tool body on.
  • Rotary tools of this type in which the surface treatment predominantly with the radial outer sides of the tool body is carried out in a wide range of areas from Deburring used until polishing.
  • Car paints are sanded or surfaces polished or like.
  • the rotary tool can, for example, be such be formed in a chuck of a drill clamped and driven by these in rotation.
  • an adhesive for example Cast resin to use.
  • the tool body has a center through hole, whose diameter is usually clear is larger than the outside diameter of the dowel pin.
  • For fixing of the tool body becomes the space between the roll pin and the wall of the tool body bore with adhesive poured out.
  • the disadvantage here is that this method is very is time-consuming because the adhesive needs a certain drying time.
  • the adhesive is relatively expensive and not exactly environmentally friendly. In addition, it happens again and again that when pouring glue runs next to it and pollutes the workplace, so that it afterwards must be cleaned.
  • the object of the invention is to provide a manufacturing method for Provide rotary tools that are fast, flexible and inexpensive manufacture of the rotary tools allowed, as well as a Rotating tool for surface finishing to create that simple and is inexpensive to manufacture.
  • a first holding element Holding device attached to the dowel pin. After that the tool body is pushed on until an axial end of the Tool body rests on the first holding element. Then one second holding element of the holding device on the dowel pin up to postponed a freely definable holding position. In this Holding position is the second holding element in engagement with the other axial end of the tool body. In the stop position, the second Holding element fixed to the roll pin.
  • the rotary tool can thus be moved by moving the second Holding element on very different, continuously adjustable Tool body heights can be set.
  • rotary tools according to the invention can for Tool bodies of different types and heights always the same Dowel pins and the same holding elements are used. It will only the relative position of the holding elements to each other changed or appropriately set. Compared to the rotary tool, the one Save dowel pin with shoulder and threaded section So the stocking of differently designed dowel pins.
  • a surface treatment method in the sense of the registration all suitable ones that can be carried out with a rotary tool Processes such as polishing, grinding, deburring, Gloss processing or the like understood.
  • the rotary tool can, for example, as a sanding mob, shiny mob or the like be trained.
  • the rotating Drivable clamping device can be a chuck, for example Drill, grinder or flexible shaft.
  • the dowel pin of the rotary tool has a clamping section, which is used for clamping in the clamping device.
  • the Tool body is preferably rotationally symmetrical about one Tool carrier section of the dowel pin arranged around that there are no imbalances when operating the rotary tool, due to the possibly undesired grinding or polishing grooves on machined workpiece arise.
  • materials for the Tool bodies are all for the aforementioned surface treatment processes suitable materials can be used.
  • Tool body made of flexible materials are usually called mobs or stoppers.
  • inflexible or largely hard materials such as for example wood or the like for corresponding Use surface processing tasks.
  • the attachment of the second holding element to the dowel pin can done in different ways. For example, it is possible that glue second holding element to the dowel pin or to weld. Also an attachment by means of fasteners, such as Screws, clamps, rivets or the like is conceivable. Especially however, it is preferred to have the second holding element without a separate one Fix fasteners on the dowel pin. This is preferably done exclusively via frictional connection between the holding element and the Dowel pin. As a method for this, z. B. a pressing process at with the retaining element, which initially sits loosely on the dowel pin a press is pressed onto the roll pin. The attachment of the second holding element in the holding position can also be by means of ashrinking process.
  • the second is particularly preferably pushed on Holding element in the holding position under the influence of a Feed force and overcoming friction between the second holding element and the roll pin.
  • the second holding element is So dimensioned so that it automatically in the absence of external forces is non-positively or frictionally fixed to the dowel pin. To The second holding element can then remove the feed force automatically in the holding position on the dowel pin be held.
  • the holding elements preferably each have a recess, in particular a central opening on it enables the holding elements to be threaded onto the dowel pin.
  • the diameter of the central opening is preferably at least that second holding element slightly smaller than the outer dimensions, especially the diameter of the dowel pin.
  • the second Holding element is therefore preferably by means of a press fit on the roll pin attached.
  • the dowel pin preferably has substantially over its entire length is uniform, preferably circular Cross-section.
  • Such cylindrical pins without shoulders, projections or the like are particularly inexpensive in large quantities and practically any length available.
  • non-circular cross-sections, z. B. Hexagonal cross-sections are possible. These make it easier to prevent rotation the holding elements on the dowel pin.
  • the second holding element is preferably so far in the direction the first retaining element pushed onto the roll pin that the Tool body axially at least in an interior area near the dowel pin is pressed together. This is especially true with multi-part several existing stacked disks Tool bodies an advantage because it prevents a space remains between the individual panes, and the Tool body may start to "flutter" in operation.
  • the Tool body can possibly be reduced to less than 80%, in particular up to less than 50% of the axial length of a force-free tool body are pressed together.
  • the tool body only secured against rotation on the dowel pin by the holding elements attached.
  • axial Projections on the holding elements to be formed Penetration into the material of the tool body are formed.
  • the axial projections can take the form of claws, Have spikes or tips.
  • the axial Projections a self-cutting shape, for example the shape have a tip, so that when pushing on the retaining elements Protrusion penetrates into the material of the tool body.
  • the axial Protrusions are preferably in one piece with the holding elements trained and uniform, in particular rotationally symmetrical the holding elements arranged.
  • the axial projections can for example by bending protruding ones Sections of the holding elements are made.
  • the invention comprises a rotary tool with the Features of independent claim 6.
  • the rotary tool is characterized in that the Holding device a first holding element attachable to the roll pin for engagement at an axial end of the tool body and a freely or continuously displaceable along the dowel pin and in one Holding position fixable second holding element for engagement with the other has axial end of the tool body.
  • FIG 1 shows an embodiment of an inventive Rotary tool 11.
  • the rotary tool 11 includes one Dowel pin 12, a holding device with two attachable to the dowel pin Holding elements 13, 14 and one between the holding elements 13, 14 clamped tool body 15.
  • the circular cylindrical dowel pin 12 is made from a blank Cut to length to the desired length. Suitable as a material especially steel, especially stainless steel.
  • the roll pin 12 has one circular diameter, typically on the order of about 0.5 to 3.0 cm.
  • the length of the in the embodiment dowel pin 12 shown is approximately 9.0 to 10.0 cm. smaller and larger diameters and lengths are depending on the application quite possible.
  • the roll pin 12 has over its entire length a uniform cross-section.
  • the first holding element 13 is located directly at one end 16 of the dowel pin 12.
  • the top 17 of the first holding element 13 and the end of the dowel pin 12 form a common flush Graduation.
  • the second holding element 14 is along at any point the dowel pin 12 attachable. In the described embodiment the second holding element is approximately in the middle of the Spring pin 12.
  • the two are one piece Holding elements designed in the manner of a paddle wheel. You own in scope at regular intervals four in the manner of Blade-shaped axial projections 18.
  • the axial projections 18 have the shape of pointed prongs in the longitudinal direction, making them relative can easily penetrate into the tool body 15.
  • the Holding elements 13, 14 also each have a sleeve-shaped Middle section 20 which is in direct contact with the roll pin 12 and forms a central, cylindrical passage opening for the dowel pin.
  • the holding elements 13, 14 can be easily punched out be made from a piece of sheet metal.
  • the axial projections 18 can then be turned 90 ° using a suitable tool be bent.
  • the tool body 15 can all for a wide variety of surface processing methods such as grinding, polishing, deburring or the like have suitable shapes. Are suitable as materials flexible, inflexible, hard or soft materials, e.g. fleece, Felts, synthetic fibers, foams, wood or the like.
  • the Tool body 15 is rotationally symmetrical about dowel pin 12 arranged around. It can be made in one piece, such as in Figure 1 consist, or consist of several layers, for example several workpiece material disks, as shown in Figure 4 or 5.
  • the tool body 15 shown in FIG. 1, for example, is in one piece and is made of foam.
  • a clamping end 21 of the dowel pin 12, which is connected to the first holding element 13 provided end 16 is opposite, in a clamping device 22nd plugged.
  • the tensioning device can be as described in FIG Shown embodiment, a chuck of a drill his.
  • FIGs 3 to 5 is the manufacturing process of a rotary tool shown.
  • a cut dowel pin pushed onto the first holding element 13. It is particularly advantageous in the method according to the invention that the Length and the design of the dowel pin 12 completely independent of the tool body height can be. So it can be used to manufacture different rotary tools each have the same "standard" spring pins 12 can be used.
  • the diameter of the dowel pin 12 is larger than that Inner diameter of the sleeve-shaped central section of the first Holding element 13. When the feed force is removed by the press thus forms between the first holding element and the roll pin a press fit. If necessary, with radial pressing force be pressed.
  • the tool body 15 threaded or attached.
  • the tool body consists of several abrasive fleece discs that stacked on top of each other.
  • the individual Tool body washers have a center hole for threading on the Lighten the spring pin.
  • this threading can also be done by piercing the Duck pin through the tool body material.
  • the Material discs are on the first holding element 13 against axial Moving fixed in the threading direction.
  • the axial projections 18 of the first holding element 13 press at least into the nearest discs.
  • the second Holding element 14 pushed on.
  • the holding element becomes similar how the spring pin in the first step in a z. B. hydraulic operated press clamped and with feed force in his final stopping position pushed.
  • the inside diameter of the is sleeve-shaped central section 20 of the second holding element 14 smaller than the diameter of the dowel pin 12. This is a Displacement along the dowel pin only by overcoming strong frictional forces possible.
  • a press fit is formed automatically between the second holding element and the dowel pin 12. So they are not special Fasteners or measures such as screws, welding, Gluing, pressing or the like necessary to ensure a tight fit to ensure the second holding element on the roll pin.
  • the second holding element 14 at any position along the Spring pin can be attached.
  • the layers of material are divided into one
  • the interior of the spring pin is very strongly compressed. In this The range is the axial spacing of the holding elements certain center height only approx. 70 to 80% or less of the stack height of a stack of disks not compressed.
  • the outer contour the tool body becomes barrel-shaped.
  • the tool body is at least in one Inner area near the dowel pin pressed together very strongly axially.
  • the axial projections 18 of the second holding element 14 also penetrate into the tool body and secure together with the axial projections 18 of the first holding element 13 against the tool body Twist relative to the dowel pin 12 and relative to the two Holding elements 13, 14.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Polishing Bodies And Polishing Tools (AREA)

Abstract

Bei einem Verfahren zur Herstellung eines Rotationswerkzeuges (11) für Oberflächenbearbeitung wird zunächst ein erstes Halteelement (13) einer Haltevorrichtung an einem Spannstift (12) befestigt. Der Werkzeugkörper (15) wird auf den Spannstift (12) aufgeschoben bis zur Anlage eines axialen Endes des Werkzeugkörpers (15) an dem ersten Halteelement (13). Ein zweites Halteelement (14) der Haltevorrichtung wird auf den Spannstift (12) aufgeschoben bis zu einer frei vorgebbaren Halteposition, in der das zweite Halteelement (14) in Eingriff mit dem anderen axialen Ende (16) des Werkzeugkörpers (15) steht. Ein zusammenpressbarer Werkzeugkörper (15), z.B. aus Schleifvlies-Scheiben kann dabei axial zusammengepresst werden. Zum Schluß des Herstellungsprozesses wird das zweite Halteelement (14) an dem Spannstift in seiner Halteposition fixiert, was bei bevorzugten Ausführungsformen dadurch erfolgt, dass das Halteelement (14) für einen Presssitz auf dem Spannstift (12) dimensioniert ist, so dass es selbsttätig am Spannstift (12) festhält.

Description

Die Erfindung betrifft ein Rotationswerkzeug für Oberflächenbearbeitung und ein Verfahren zu seiner Herstellung. Das Rotationswerkzeug weist einen Spannstift zur Einspannung in eine rotierend antreibbare Spanneinrichtung und mindestens einen um den Spannstift herum angeordneten und an dem Spannstift befestigten Werkzeugkörper auf.
Rotationswerkzeuge dieser Art, bei denen die Oberflächenbearbeitung überwiegend mit den radialen Außenseiten des Werkzeugkörpers durchgeführt wird, werden in den verschiedensten Bereichen vom Entgraten bis zum Polieren eingesetzt. Beispielsweise können damit Autolacke abgeschliffen oder Ober-flächen glanzpoliert werden oder dergleichen. Das Rotationswerkzeug kann beispielsweise derart ausgebildet sein, dass es in ein Spannfutter einer Bohrmaschine eingespannt und durch diese rotatorisch angetrieben werden kann.
Um mit dem Rotationswerkzeug optimale Schleif- bzw. Polierergebnisse zu erreichen, ist es notwendig, den Werkzeugkörper sowohl gegen Verdrehen, als auch gegen axiales Verschieben auf dem Spannstift zu sichern. Eine aus dem Stand der Technik bekannte Möglichkeit ist, den Spannstift mit einer Schulter zu versehen. Die Schulter dient zur Anlage einer Unterlegscheibe oder dergleichen, durch die der danach auf den Spannstift aufgesteckte Werkzeugkörper gegen axiales Verschieben in Einfädelrichtung fixiert ist. Am oberen Ende des Spannstiftes befindet sich ein relativ kurzer Gewindeabschnitt, auf den ein weiteres Halteelement in Form einer Mutter geschraubt wird, wodurch der Werkzeugkörper zwischen den beiden Halteelementen festgehalten ist. Um das unbeabsichtigte Wiederaufdrehen dieser Mutter zu verhindern, wird das obere Ende des Spannstiftes, das über die Mutter hinaussteht, plattgenietet. Bei dieser Ausführungsform des Rotationswerkzeuges ist der Abstand zwischen der Schulter und dem Gewindeabschnitt vorgegeben und auf die Höhe des anzubringenden Werkzeugkörpers abgestimmt. Wird ein Werkzeugkörper mit anderer Höhe benötigt, muß also ein individuell daran angepaßter Spannstift verwendet werden.
Eine weitere Möglichkeit, den Werkzeugkörper an dem Spannstift zu befestigen und ihn gleichzeitig gegen Verdrehen und gegen axiales Verschieben zu sichern, besteht darin, einen Kleber, beispielsweise Gießharz, zu verwenden. Dazu weist der Werkzeugkörper mittig eine durchgehende Bohrung auf, deren Durchmesser in der Regel deutlich größer als der Außendurchmesser des Spannstiftes ist. Zur Befestigung des Werkzeugkörpers wird der Zwischenraum zwischen dem Spannstift und der Wandung der Werkzeugkörperbohrung mit Kleber ausgegossen. Nachteilig dabei ist es, dass dieses Verfahren sehr zeitaufwendig ist, da der Kleber eine gewisse Austrockenzeit benötigt. Zudem ist der Kleber relativ teuer und nicht gerade umweltschonend. Zudem kommt es immer wieder vor, dass beim Ausgießen Kleber danebenläuft und den Arbeitsplatz verschmutzt, so dass dieser danach gereinigt werden muß.
Aufgabe und Lösung
Aufgabe der Erfindung ist es, ein Herstellungsverfahren für Rotationswerkzeuge bereitzustellen, das eine schnelle, flexible und kostengünstige Herstellung der Rotationswerkzeuge erlaubt, sowie ein Rotationswerkzeug für Oberflächenbearbeitung zu schaffen, das einfach und kostengünstig herstellbar ist. Die Nachteile des vorgenannten Standes der Technik sollen vermieden werden.
Diese Aufgabe wird durch ein Verfahren zur Herstellung eines Rotationswerkzeuges mit den Merkmalen des Anspruches 1 sowie ein Rotationswerkzeug für Oberflächenbearbeitung mit den Merkmalen des Anspruches 6 gelöst. Weiterbildungen der Erfindung sind in den abhängigen Ansprüchen dargestellt.
Beim erfindungsgemäßen Verfahren zur Herstellung des Rotationswerkzeuges zunächst ein erstes Halteelement einer Haltevorrichtung an dem Spannstift befestigt. Danach wird der Werkzeugkörper aufgeschoben, bis ein axiales Ende des Werkzeugkörpers an dem ersten Halteelement anliegt. Dann wird ein zweites Halteelement der Haltevorrichtung auf den Spannstift bis zu einer frei vorgebbaren Halteposition aufgeschoben. In dieser Halteposition ist das zweite Halteelement in Eingriff mit dem anderen axialen Ende des Werkzeugkörpers. In der Halteposition wird das zweite Halteelement an dem Spannstift fixiert.
Das Rotationswerkzeug kann also durch Verschieben des zweiten Halteelementes auf ganz unterschiedliche, stufenlos einstellbare Werkzeugkörperhöhen eingestellt werden. Damit ergibt sich beispielsweise eine individuelle Stapelbarkeit, wenn der Werkzeugkörper aus mehreren Teilen, beispielsweise Scheiben, aufgebaut ist. Bei erfindungsgemäßen Rotationswerkzeugen können für Werkzeugkörper unterschiedlichster Art und Höhe immer dieselben Spannstifte und dieselben Halteelemente verwendet werden. Es wird lediglich die relative Lage der Halteelemente zueinander verändert bzw. passend eingestellt. Gegenüber dem Rotationswerkzeug, das einen Spannstift mit Schulter und Gewindeabschnitt aufweist, spart man sich also die Bevorratung unterschiedlich ausgebildeter Spannstifte. Dadurch, dass der Werkzeugkörper unmittelbar auf dem Spannstift zwischen den Halteelementen eingespannt und gegen Verdrehen und axiales Verschieben gesichert ist, entfällt auch ein bei anderen herkömmlichen Rotationswerkzeugen sehr zeitaufwendiger und teurer Arbeitsschritt, nämlich das Verkleben des Werkzeugkörpers mit dem Spannstift.
Als Oberflächenbearbeitungsverfahren im Sinne der Anmeldung werden alle geeigneten, mit einem Rotationswerkzeug durchführbaren Verfahren, wie beispielsweise Polieren, Schleifen, Entgraten, Glanzbearbeiten oder dergleichen, verstanden. Das Rotationswerkzeug kann beispielsweise als Schleifmob, Glänzmob oder dergleich ausgebildet sein. Bei den hier betrachteten Rotationswerkzeugen werden zur Oberflächenbearbeitung überwiegend die radialen Außenseiten des Werkzeugkörpers verwendet, gegebenenfalls auch eine der Einspannseite gegenüberliegende Stirnseite. Die rotierend antreibbare Spanneinrichtung kann beispielsweise ein Spannfutter einer Bohrmaschine, einer Schleifmaschine oder einer flexiblen Welle sein. Der Spannstift des Rotationswerkzeuges hat einen Einspannabschnitt, der zur Einspannung in der Spanneinrichtung dient. Der Werkzeugkörper ist vorzugsweise derart rotationssymmetrisch um einen Werkzeugträgerabschnitt des Spannstiftes herum angeordnet, dass beim Betrieb des Rotationswerkzeuges keine Unwuchten entstehen, durch die möglicherweise nicht erwünschte Schleif- oder Polierrillen am bearbeiteten Werkstück entstehen. Als Materialien für den Werkzeugkörper sind alle für die vorgenannten Oberflächenbearbeitungsverfahren geeigneten Werkstoffe einsetzbar.
Dies können flexible Materialien, wie beispielsweise Filze, Vliese, Kunstfasern, Schaumstoffe oder dergleichen sein, die einstückig oder in mehreren Lagen, beispielsweise scheibenförmig gestapelt, am Spannstift befestigt werden. Werkzeugkörper aus flexiblen Materialien werden in der Regel Mobs oder Stopsel genannt. Es ist jedoch auch denkbar, unflexible bzw. weitgehend harte Materialien, wie beispielsweise Holz oder dergleichen für entsprechende Oberflächenbearbeitungsaufgaben einzusetzen.
Die Befestigung des zweiten Halteelementes an dem Spannstift kann auf verschiedene Weise erfolgen. Beispielsweise ist es möglich, das zweite Halteelement an dem Spannstift anzukleben oder anzuschweißen. Auch eine Befestigung mittels Befestigungsmitteln, wie Schrauben, Klammern, Nieten oder dergleichen ist denkbar. Besonders bevorzugt ist es jedoch, das zweite Halteelement ohne gesonderte Befestigungsmittel am Spannstift zu fixieren. Vorzugsweise erfolgt dies ausschließlich über Kraftschluß zwischen dem Halteelement und dem Spannstift. Als Verfahren dazu eignet sich z. B. ein Pressvorgang, bei dem das zunächst lose auf dem Spannstift sitzende Halteelement mit einer Presse auf den Spannstift gepresst wird. Die Befestigung des zweiten Halteelementes in der Halteposition kann auch mittels eines Schrumpfvorganges erfolgen.
Besonders bevorzugt erfolgt das Aufschieben des zweiten Halteelementes in die Halteposition unter Einwirkung einer Vorschubkraft und unter Überwindung von Reibung zwischen dem zweiten Halteelement und dem Spannstift. Das zweite Halteelement ist also so dimensioniert, dass es in Abwesenheit äußerer Kräfte selbsttätig kraftschlüssig bzw. reibschlüssig am Spannstift fixiert ist. Nach Wegnahme der Vorschubkraft kann dann das zweite Halteelement selbsttätig in der Halteposition an dem Spannstift kraftschlüssig festgehalten werden. Die Halteelemente weisen vorzugsweise jeweils eine Ausnehmung, insbesondere eine Mittelöffnung auf, die es ermöglicht, die Halteelemente auf den Spannstift aufzufädeln. Vorzugsweise ist der Durchmesser der Mittelöffnung zumindestens des zweiten Halteelementes etwas kleiner als die Außenabmessungen, insbesondere der Durchmesser des Spannstiftes. Das zweite Halteelement ist also vorzugsweise mittels Presssitz am Spannstift befestigt. Dadurch, dass der Werkzeugkörper in der Regel zwischen den beiden Halteelementen unter Zusammenpressung eingespannt wird, wirkt auf beide Halteelemente eine Kraft, die versucht, die beiden Halteelemente aus ihren Haltepositionen zu drücken. Beim Aufpressen der Halteelemente muß daher also gewährleistet sein, dass die Reibungskraft, die zwischen dem Spannstift und den beiden Halteelementen wirkt, größer ist als diese "Reaktionskraft" des Werkzeugkörpers.
Um ein optimales Aufschieben des zweiten Halteelementes zu gewährleisten, hat der Spannstift vorzugsweise im wesentlichen über seine gesamte Länge einen einheitlichen, vorzugsweise kreisförmigen Querschnitt. Derartige zylindrische Stifte ohne Schultern, Vorsprünge oder dergleichen sind besonders kostengünstig in großen Stückzahlen und praktisch beliebigen Längen verfügbar. Auch unrunde Querschnitte, z. B. Sechseckquerschnitte sind möglich. Diese erleichtern die Verdrehsicherung der Halteelemente am Spannstift.
Durch die Möglichkeit, das zweite Halteelement an einer beliebigen axialen Position des Spannstiftes zu befestigen, kann zum einen die Höhe und zum anderen die Festigkeit eines flexiblen oder zusammenpressbaren Werkzeugkörpers beliebig eingestellt werden. Vorzugsweise wird dabei das zweite Halteelement soweit in Richtung des ersten Halteelementes auf den Spannstift aufgeschoben, dass der Werkzeugkörper zumindest in einem spannstiftnahen Innenbereich axial zusammengepresst wird. Dies ist besonders bei mehrteiligen, aus mehren übereinander gestapelten Scheiben bestehenden Werkzeugkörpern von Vorteil, da dadurch verhindert wird, dass zwischen den einzelnen Scheiben ein Zwischenraum verbleibt, und der Werkzeugkörper in Betrieb möglicherweise zu "flattern" anfängt. Der Werkzeugkörper kann gegebenenfalls bis auf weniger als 80 %, insbesondere bis auf weniger als 50 % der axialen Länge eines kräftefreien Werkzeugkörpers zusammengepresst werden.
Bei einer Weiterbildung der Erfindung wird der Werkzeugkörper ausschließlich durch die Halteelemente verdrehgesichert am Spannstift befestigt. Als Verdrehsicherung können beispielsweise axiale Vorsprünge an den Halteelementen ausgebildet sein, die zum Eindringen in das Material des Werkzeugkörpers ausgebildet sind. Die axialen Vorsprünge können beispielsweise die Form von Klauen, Zacken oder Spitzen haben. Bei unflexiblen und gegebenenfalls harten Werkzeugkörpermaterialien ist es von Vorteil, wenn die axialen Vorsprünge eine selbsteinschneidende Form, beispielsweise die Form einer Spitze haben, so dass beim Aufschieben der Halteelemente der Vorsprung in das Material des Werkzeugkörpers eindringt. Die axialen Vorsprünge sind vorzugsweise einstückig mit den Halteelementen ausgebildet und gleichmäßig, insbesondere rotationssymmetrisch an den Halteelementen angeordnet. Die axialen Vorsprünge können beispielsweise durch Umbiegen von vorsprungartig ausgebildeten Abschnitten der Halteelemente hergestellt werden.
Weiterhin umfasst die Erfindung ein Rotationswerkzeug mit den Merkmalen des unabhängigen Anspruches 6.
Das Rotationswerkzeug zeichnet sich dadurch aus, dass die Haltevorrichtung ein am Spannstift befestigbares erstes Halteelement zum Eingriff an einem axialen Ende des Werkzeugkörpers und ein entlang des Spannstiftes frei bzw. stufenlos verschiebbares und in einer Halteposition fixierbares zweites Halteelement zum Eingriff am anderen axialen Ende des Werkzeugkörpers aufweist.
Bezüglich weiterer Details des Rotationswerkzeuges wird auf die vorgehende und die nachfolgende Beschreibung verwiesen.
Die vorstehenden und weiteren Merkmale gehen außer aus den Ansprüchen auch aus der Beschreibung und den Zeichnungen hervor, wobei die einzelnen Merkmale jeweils für sich allein oder zu mehreren in Form von Unterkombinationen bei einer Ausführungsform der Erfindung und auf anderen Gebieten verwirklicht sein und vorteilhafte sowie für sich schutzfähige Ausführungen darstellen können, für die hier Schutz beansprucht wird.
Die Unterteilung der Anmeldung in einzelne Abschnitte sowie Zwischen-Überschriften beschränken die unter diesen gemachten Aussagen nicht in ihrer Allgemeingültigkeit.
Kurzbeschreibung der Zeichnungen
Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in den Zeichnungen dargestellt und wird im folgenden näher beschrieben. In den Zeichnungen zeigen:
  • Fig. 1: einen Längsschnitt durch eine Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Rotationswerkzeuges;
  • Fig. 2: eine Draufsicht auf ein Halteelement des Rotationswerkzeuges;
  • Fig. 3: einen ersten Schritt bei der Herstellung eines anderen Rotationswerkzeuges;
  • Fig. 4: eine zweiten Schritt bei der Herstellung des Rotationswerkzeuges und
  • Fig. 5: eine dritten Schritt bei der Herstellung des Rotationswerkzeuges.
  • Detaillierte Beschreibung des Ausführungsbeispiels
    Figur 1 zeigt eine Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Rotationswerkzeuges 11. Das Rotationswerkzeug 11 umfasst einen Spannstift 12, eine Halteeinrichtung mit zwei am Spannstift befestigbare Halteelementen 13, 14 sowie einen zwischen den Halteelementen 13, 14 eingespannten Werkzeugkörper 15.
    Der kreiszylindrische Spannstift 12 wird aus einem Rohling durch Ablängen auf die gewünschte Länge hergestellt. Als Material eignet sich besonders Stahl, insbesondere Edelstahl. Der Spannstift 12 hat einen kreisförmigen Durchmesser, typischerweise in der Größenordnung von ungefähr 0,5 bis 3,0 cm. Die Länge des im Ausführungsbeispiel gezeigten Spannstiftes 12 beträgt ungefähr 9,0 bis 10,0 cm. Kleinere und größere Durchmesser und Längen sind je nach Anwendungsfall durchaus möglich. Der Spannstift 12 besitzt über seine gesamte Länge einen einheitlichen Querschnitt.
    Wie in Figur 1 gezeigt, sind am Spannstift 12 zwei Halteelemente 13, 14 befestigt. Das erste Halteelement 13 befindet sich direkt an einem Ende 16 des Spannstiftes 12. Die Oberseite 17 des ersten Halteelementes 13 und das Ende des Spannstiftes 12 bilden einen gemeinsamen bündigen Abschluß. Das zweite Halteelement 14 ist an beliebiger Stelle entlang des Spannstiftes 12 befestigbar. Im beschriebenen Ausführungsbeispiel befindet sich das zweite Halteelement ungefähr in der Mitte des Spannstiftes 12.
    Wie in Figur 2 dargestellt, sind die jeweils einstückigen beiden Halteelemente nach Art eines Schaufelrades ausgebildet. Sie besitzen an ihrem Umfang in regelmäßigen Abständen vier nach Art von Schaufeln ausgebildete axiale Vorsprünge 18. Wie in Figur 1 dargestellt, sind die axialen Vorsprünge 18 von einem scheibenförmigen Basisabschnitt 19 des Halteelementes 13, 14 im Winkel von ca. 90° nach unten bzw. nach oben abgebogen. Die axialen Vorsprünge 18 haben in Längsrichtung die Form von spitzen Zacken, so dass sie relativ einfach in den Werkzeugkörper 15 eindringen können. Die Halteelemente 13, 14 haben ferner jeweils einen hülsenförmigen Mittelabschnitt 20, der direkt in Kontakt mit dem Spannstift 12 steht und eine zentrale, zylindrische Durchlassöffnung für den Spannstift bildet. Die Halteelemente 13, 14 können in einfacher Weise durch Ausstanzen aus einem Blechstück hergestellt werden. Die axialen Vorsprünge 18 können dann mit Hilfe eines geeigneten Werkzeuges um 90° nach unten gebogen werden.
    Der Werkzeugkörper 15 kann alle für die verschiedensten Oberflächenbearbeitungsverfahren wie Schleifen, Polieren, Entgraten oder dergleichen geeignete Formen haben. Als Materialien eignen sich flexible, unflexible, harte oder weiche Materialien, beispielsweise Vlies, Filze, Kunstfasern, Schaumstoffe, Holz oder dergleichen. Der Werkzeugkörper 15 ist rotationssymmetrisch um den Spannstift 12 herum angeordnet. Er kann aus einem Stück, wie beispielsweise in Figur 1 dargestellt bestehen, oder aus mehreren Lagen, beispielsweise mehreren Werkstückmaterialscheiben, wie in Figur 4 oder 5 dargestellt. Der in Figur 1 gezeigte Werkzeugkörper 15 beispielsweise ist einstückig und besteht aus Schaumstoff.
    Um das Rotationswerkzeug 11 anzutreiben, wird ein Einspannende 21 des Spannstiftes 12, welches dem mit dem ersten Halteelement 13 versehenen Ende 16 gegenüberliegt, in eine Spanneinrichtung 22 gesteckt. Die Spanneinrichtung kann wie in Figur 1 beim beschriebenen Ausführungsbeispiel dargestellt, ein Spannfutter einer Bohrmaschine sein.
    In den Figuren 3 bis 5 ist der Herstellungsprozeß eines Rotationswerkzeuges dargestellt. Zunächst wird, wie in Figur 3 gezeigt, ein abgelängter Spannstift auf das erste Halteelement 13 geschoben. Besonders vorteilhaft beim erfindungsgemäßen Verfahren ist, dass die Länge und die Ausbildung des Spannstiftes 12 völlig unabhängig von der Werkzeugkörperhöhe sein kann. Es können also zur Herstellung unterschiedlichster Rotationswerkzeuge jeweils die selben "Standard"-Spannstifte 12 verwendet werden. Um den Spannstift 12 auf das erste Halteelement 13 zu schieben, wird der Spannstift 12 am gegenüberliegenden Ende in einer Presse (nicht dargestellt) gehaltert und unter einer großen Vorschubkraft in das erste Halteelement 13 gepresst. Der Druchmesser des Spannstiftes 12 ist dabei größer als der Innendurchmesser des hülsenförmigen Mittelabschnittes des ersten Halteelementes 13. Bei Wegnahme der Vorschubkraft durch die Presse bildet sich also zwischen dem ersten Halteelement und dem Spannstift ein Presssitz aus. Gegebenenfalls kann mit radialer Presskraft angepresst werden.
    Als nächstes wird, wie in Figur 4 dargestellt, der Werkzeugkörper 15 aufgefädelt bzw. aufgesteckt. Im dargestellten Ausführungsbeispiel besteht der Werkzeugkörper aus mehreren Schleifvliesscheiben, die übereinander gestapelt werden. In der Regel haben die einzelnen Werkzeugkörperscheiben eine Mittelbohrung, um das Auffädeln auf den Spannstift zu erleichtern. Bei weichen Materialien, beispielsweise Schaumstoff, kann dieses Auffädeln auch durch Durchstoßen des Spannstiftes durch das Werkzeugkörpermaterial erfolgen. Die Materialscheiben werden am ersten Halteelement 13 gegen axiales Verschieben in Einfädelrichtung fixiert. Die axialen Vorsprünge 18 des ersten Halteelementes 13 drücken sich dabei zumindest in die nächstliegenden Scheiben ein.
    Im nächsten Schritt wird, wie in Figur 5 dargestellt, das zweite Halteelement 14 aufgeschoben. Dabei wird das Halteelement ähnlich wie der Spannstift beim ersten Schritt in eine z. B. hydraulisch betriebene Presse eingespannt und mit Vorschubkraft in seine endgültige Halteposition geschoben. Der Innendurchmesser des hülsenförmigen Mittelabschnittes 20 des zweiten Halteelmentes 14 ist kleiner als der Durchmesser des Spannstiftes 12. Dadurch ist ein Verschiebung entlang des Spannstiftes nur unter Überwindung von starken Reibungskräften möglich. Bei Wegnahme der Vorschubkraft bildet sich selbsttätig ein Presssitz zwischen dem zweiten Halteelement und dem Spannstift 12 aus. Es sind also keine besonderen Befestigungsmittel oder -maßnahmen wie Schrauben, Schweißen, Kleben, Festpressen oder dergleichen notwendig, um einen festen Sitz des zweiten Halteelementes am Spannstift zu gewährleisten.
    Von ganz besonderem Vorteil bei diesem Verfahren ist es, dass das zweite Halteelement 14 an einer beliebigen Position entlang des Spannstiftes befestigt werden kann. Dadurch ist es möglich, die Werkzeugkörperhöhe und die Festigkeit des Werkzeugkörpers individuell stufenlos einzustellen. Wie in Figur 5 dargestellt, wird der Werkzeugkörper 15 zwischen den beiden Halteelementen 13, 14 eingespannt. Dabei werden die Materialschichten in einen spannstiftnahen Innenbereich sehr stark zusammengepresst. In diesem Bereich beträgt die durch den Axialabstand der Halteelemente bestimmte Mittenhöhe nur ca. 70 bis 80 % oder weniger der Stapelhöhe eines nicht zusammengepressten Scheibenstapels. Die Außenkontur des Werkzeugkörpers wird dadurch tonnenförmig.
    Wie in Figur 5 gezeigt, wird der Werkzeugkörper zumindest in einem spannstiftnahen Innenbereich axial sehr stark zusammengepresst. Die axialen Vorsprünge 18 des zweiten Halteelementes 14 dringen ebenfalls in den Werkzeugkörper ein und sichern gemeinsam mit den axialen Vorsprüngen 18 des ersten Halteelementes 13 den Werkzeugkörper gegen Verdrehen gegenüber dem Spannstift 12 und gegenüber den beiden Halteelementen 13, 14. Somit wird ein optimales und gleichmäßiges Bearbeiten durch das Rotationswerkzeug möglich.

    Claims (12)

    1. Verfahren zur Herstellung eines Rotationswerkzeuges für Oberflächenbearbeitung, insbesondere eines Schleif- oder Poliermobs, wobei das Rotationswerkzeug einen Spannstift zur Einspannung in eine rotierend antreibbare Spanneinrichtung und mindestens einen um den Spannstift herum angeordneten und an dem Spannstift befestigten Werkzeugkörper aufweist, das Verfahren mit folgenden Schritten:
      Befestigung eines ersten Halteelementes einer Haltevorrichtung an dem Spannstift;
      Aufschieben des Werkzeugkörpers auf den Spannstift bis zur Anlage eines axialen Endes des Werkzeugkörpers an dem ersten Halteelement;
      Aufschieben eines zweiten Halteelementes der Haltevorrichtung auf den Spannstift bis zu einer frei vorgebbaren Halteposition, in der das zweite Halteelement in Eingriff mit dem anderen axialen Ende des Werkzeugkörpers steht;
      Fixierung des zweiten Halteelementes an den Spannstift in der Halteposition.
    2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Fixierung des zweiten Halteelementes an dem Spannstift ohne gesonderte Befestigungsmittel im wesentlichen über Kraftschluss zwischen Halteelement und Spannstift erfolgt.
    3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Aufschieben des zweiten Halteelementes in die Halteposition unter Einwirkung einer Vorschubkraft und unter Überwindung von Reibung zwischen dem zweiten Halteelement und dem Spannstift erfolgt und dass nach Wegnahme der Vorschubkraft das zweite Halteelement selbsttätig in der Halteposition an dem Spannstift kraftschlüssig festgehalten wird.
    4. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das zweite Halteelement so weit in Richtung des ersten Haltelementes auf den Spannstift aufgeschoben wird, dass der Werkzeugkörper zumindest in einem spannstiftnahen Innenbereich axial zusammengepreßt wird, vorzugsweise auf weniger als 80 %, insbesondere weniger als 50 % der axialen Länge eines kräftefreien Werkzeugkörpers.
    5. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Werkzeugkörper ausschließlich durch die Haltelemente verdrehgesichert am Spannstift befestigt wird.
    6. Rotationswerkzeug für Oberflächenbearbeitung, insbesondere Schleif- oder Poliermob, mit einem Spannstift (12) zum Einspannen in eine rotierend antreibbare Spanneinrichtung (22) und mit einem Werkzeugkörper, der den Spannstift umgibt und mittels einer Halteeinrichtung am Spannstift (12) befestigt ist, wobei die Haltevorrichtung ein am Spannstift befestigbares erstes Halteelement (13) zum Eingriff an einem axialen Ende des Werkzeugkörpers (15) und ein entlang des Spannstiftes frei verschiebbares und in einer Halteposition fixierbares zweites Halteelement (14) zum Eingriff am anderen axialen Ende des Werkzeugkörpers aufweist.
    7. Rotationswerkzeug nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens eines der Halteelemente, insbesondere das zweite Halteelement (14), eine Durchgangsöffnung für den Spannstift hat, die derart zur Erzeugung eines Presssitzes zwischen Halteelement (14) und Spannstift (12) dimensioniert ist, dass das Halteelement mittels einer axial wirksamen Vorschubkraft unter Überwindung von Reibung entlang dem Spannstift verschiebbar und bei Wegnahme der Vorschubkraft selbsttätig kraftschlüssig am Spannstift fixierbar ist.
    8. Rotationswerkzeug nach Anspruch 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, dass der Werkzeugkörper (15) zumindest in einem spannstiftnahen Innenbereich aus einem zusammenpreßbaren Material besteht, wobei vorzugsweise der Werkzeugkörper mittels der Halteelemente (13, 14) zumindest in dem spannstiftnahen Innenbereich derart zusammengepreßt ist, dass der Abstand zwischen dem Halteelement wesentlich kleiner ist als die axiale Höhe des kräftefreien Werkzeugkörpers.
    9. Rotationswerkzeug nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass der axiale Abstand zwischen den Halteelementen (13, 14) weniger als 80 %, insbesondere weniger als 50 % der axialen Höhe eines kräftefreien Werkzeugkörpers (15) beträgt.
    10. Rotationswerkzeug nach einem der Ansprüche 6 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass der Werkzeugkörper (15) einen Stapel aus mehreren axial aufeinander liegenden Werkzeugmaterialscheiben aufweist, wobei die Werkzeugmaterialscheiben vorzugsweise im wesentlichen gleich dimensioniert sind und/oder aus dem gleichen Werkzeugmaterial bestehen.
    11. Rotationswerkzeug nach einem der Ansprüche 6 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass der Spannstift (12) im wesentlichen über seine gesamte Länge einen einheitlichen Querschnitt, vorzugsweise einen kreisförmigen Querschnitt aufweist.
    12. Rotationswerkzeug nach einem der Ansprüche 6 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass das erste Halteelement (13) und/oder das zweite Halteelement (14) Einrichtungen zur Verdrehsicherung des Werkzeugkörpers am Spannstift aufweist, vorzugsweise in Form axialer Vorsprünge (18), die zum Eindringen in das Material des Werkzeugkörpers ausgebildet sind.
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