[0001] Die Erfindung betrifft eine rotierende Bürste, insbesondere für Handwerkzeugmaschinen,
gemäß dem Oberbegriff des Anspruches 1.
Stand der Technik
[0002] Rotierende Bürsten sind als Bürstenscheiben wie auch als Bürstenwalzen mit zu ihrem
Nabenteil radial abstehenden Borsten oder Borstenbündeln bekannt. Die Umfangsflächen
dieser meist zu Schleif- oder Reinigungszwecken, Letzteres beispielsweise zum Entrosten,
handwerklich eingesetzten Bürsten sind über die zur Drehachse parallel verlaufende
Bürstenbreite durchlaufend plan, allenfalls die Kanten sind verrundet. Als Borsten
finden je nach Einsatzzweck Stahldrahtborsten, Polyamidborsten, faserartige Borsten
oder dergleichen Verwendung.
[0003] Zur Reinigung und/oder Aufbereiten großer Flächen werden solche Bürsten meist in
Form von Walzen eingesetzt. Sind die zu reinigenden Flächen nicht eben, sondern strukturiert,
wie beispielsweise die häufig als Bodenbeläge für Freisitze oder Terrassen verwendeten,
oberflächenseitig genuteten Dielen aus meist tropischen Hölzern, so ist die gleichmäßige
Erfassung der zu reinigenden Flächen und vor allem die Reinigung im Bereich der Nuten
recht beschwerlich. Sie erfordert häufig Nacharbeiten und nicht selten werden hierfür
auch scharfe Werkzeuge benutzt, mit entsprechender Verletzungsgefahr für den Benutzer
und insbesondere verbunden mit der Gefahr, zum Beispiel durch Abrutschen des Werkzeugs
die Belagstruktur zu verletzen und damit nicht nur unansehnlich zu machen oder durch
teilweise herausgelöste Partikel, wie Spreißel Verletzungen zu verursachen. Zur Wiederherstellung
der ursprünglichen Farbe müssen die Hölzer heute mit einem geeigneten pigmenthaltigen
Öl eingelassen werden.
[0004] Nach der Aufbereitung stellt dies einen weiteren zeitintensiven Arbeitsschritt dar.
Außerdem belasten die Öle die Umwelt.
Offenbarung der Erfindung
[0005] Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, rotierende Bürsten derartig auszugestalten,
dass sie unter Vermeidung vorgenannter Nachteile, insbesondere zur pflegenden Reinigung,
zur Glättung sowie zur Wiedererlangung der natürlichen Holzfarbe auch von oberflächenseitig
vorgesehenen, bevorzugt nutenartigen Vertiefungen geeignet sind.
[0006] Erreicht wird dies mit den Merkmalen des Anspruches 1. Die Unteransprüche geben zweckmäßige
Weiterbildungen an.
[0007] Dadurch, dass die scheibenförmige, in ihrer Scheibenbreite zumindest etwa der jeweiligen
Nutbreite entsprechende Bürste eine durch ihre Borsten gebildete umfangsseitige und
über der Bürstenbreite stufige Kontur aufweist, kann diese angesetzt auf die jeweilige
Nut den Nutgrund wie auch die Flanken der Nut wenigstens bis in den Bereich deren
Übergangs in die zwischen benachbarten Nuten liegenden Oberflächen erfassen. Hierbei
kann durch die einander entsprechenden umfangsseitigen Konturen der Borsten einer
Bürste und der Nut, in die die Borsten eingreifen, auch eine zentrierende Ausrichtung
der Bürste auf die jeweilige Nut erreicht werden. Damit ist für handgeführte Werkzeugmaschinen
deren Führung und Handhabung erleichtert. Dies ungeachtet dessen, dass die jeweilige
Nut im ganzen Nutbereich über die Borsten in weitgehend gleicher Weise sowohl im Nutgrund
wie auch im Bereich der Flanken beaufschlagt wird, und dass eine ergänzende, anderweitige
Anschlagführung vorgesehen werden kann.
[0008] Hierzu erweist es sich insbesondere auch als zweckmäßig, wenn die Borsten ungeachtet
ihrer radialen Ausrichtung quer zur Scheibenebene teilweise gespreizt zueinander angeordnet
sind. Dies insbesondere derart, dass die auf die Flanken ausgerichteten Borsten bezogen
auf die dazwischen liegenden, dem Nutgrund zugewandten Borsten jeweils gegen die benachbarten
Nutflanken geneigt sind.
[0009] Bezogen auf die stufige Umfangskontur mit im mittleren Querbereich der jeweiligen
Scheibe gegenüber den Randbereichen gegebener Überhöhung erweist es sich als zweckmäßig,
wenn die Borsten für den mittleren Bereich länger sind als für die Randbereiche. Die
kürzeren und die längeren Borsten können in unterschiedlicher Dicke, Festigkeit und/oder
Härte ausgebildet sein sowie auch aus unterschiedlichen Materialien bestehen. Eine
zweckmäßige Ausgestaltung besteht darin, dass die längeren Borsten dünner als die
kürzeren Borsten sind, bevorzugt auch dünner und flexibler als die kürzeren Borsten.
Zweckmäßigerweise bestehen die Borsten aus Kunststoff, insbesondere Polyamid, und
dies bei einem Durchmesser der Borsten, der in der Größenordnung bei einem Millimeter
liegt, insbesondere mit entsprechenden Abweichungen für die längeren und kürzeren
Borsten.
[0010] Bezogen auf den Aufbau der Bürste erweist es sich als zweckmäßig, wenn die Borsten
gegenüber einer Nabe eingespannt angeordnet sind, wobei die Einspannung zur Nabe für
alle Borsten auf dem gleichen Nabendurchmesser erfolgen kann, und die Nabe eine Ausgestaltung
aufweist, die die im mittleren Querbereich liegenden Borsten auf einem größeren Durchmesser
erfasst als die randseitigen Borsten. Insbesondere erweist es sich als zweckmäßig,
wenn die Nabe geteilt aus zwei axial zu verbindenden Nabenteilen aufgebaut ist, zwischen
die die Borsten einer jeweiligen Bürste, insbesondere als vorgefertigtes Borstenpaket,
eingespannt werden können.
[0011] Im Rahmen der Erfindung liegt es insbesondere, Bürsten bevorzugt in vorgenannten,
scheibenförmigen Ausgestaltungen nebeneinanderliegend zu einer Bürstenwalze zusammenzufassen,
wobei der Abstand der scheibenförmigen, zur Bürstenwalze zusammengefügten Bürsten
dem Abstand zweier aufeinander folgenden Nuten in einer jeweiligen Oberflächenstruktur
zumindest annähernd entspricht. Im Rahmen der Erfindung liegt auch eine Ausbildung
als einteilige Bürstenwalze mit über die Walzenbreite in beschriebener Wiese gestuft
verlaufender Umfangskontur.
[0012] Der axiale Abstand zwischen aufeinander folgenden Bürstenscheiben lässt sich in einfacher
Weise durch Zwischenstücke, insbesondere auch Beilagscheiben als Distanzstücken auf
das jeweilige Maß einstellen, so dass sich mit erfindungsgemäßen Bürsten auch Bürstenwalzen
in jeweils geforderten Abmessungen zusammenstellen lassen. Werden hierzu erfindungsgemäß
Distanzstücke verwendet, die axial elastisch sind, so lässt sich in Abhängigkeit vom
Grad der gegebenenfalls anschlagbegrenzten Elastizität und der Höhe der axialen Spannkraft,
mit der die Bürstenscheiben zusammengespannt werden, der jeweils gewünschte Abstand
zwischen den Bürstenscheiben, gegebenenfalls auch vor Ort, noch den jeweiligen Anforderungen
anpassen.
[0013] Die Bürsten lassen sich beispielsweise über einen zentralen Spannzapfen axial zusammenspannen,
der als die Bürsten tragende Welle auch formschlüssig mit den Bürsten drehmomentübertragend
verbunden ist; dies beispielsweise über entsprechend aufeinander abgestimmte Unrundquerschnitte
oder auch nut-federartige Verbindungen mit beispielsweise längs des Spannzapfens verlaufenden
Nuten und nabenseitigen Eingriffsnasen als Federn.
[0014] Beim Aufbau solcher Bürstenwalzen erweist es sich insbesondere als zweckmäßig, auch
die im Übergang zwischen aufeinander folgenden scheibenförmigen Bürsten liegenden
Distanzstücke als Bürstenabschnitte auszubilden, und zwar als Bürstenabschnitte mit
über die jeweilige Breite gleichbleibender Umfangskontur. Hierzu können die im Übergang
zwischen den scheibenförmigen Bürsten liegenden Distanzstücke beispielsweise als Hülsen
gestaltet sein, die in entsprechender Weise umfangsseitig mit Borsten versehen sind,
welche in ihrer radialen Länge etwa den auf die Flanken ausgerichteten Borsten der
scheibenförmigen Bürstenteile entsprechen.
[0015] Im Rahmen der Erfindung kann es weiterhin zweckmäßig sein, und zwar sowohl bezogen
auf eine einzelne scheibenförmige Bürste wie auch auf unter Verwendung solcher scheibenförmiger
Bürsten aufgebaute Bürstenwalzen, für eine solche Arbeitseinheit eine Anschlagführung
vorzusehen, die bevorzugt im Übergang zwischen der Arbeitseinheit und der zu deren
Antrieb vorgesehenen Handwerkmaschine liegt, wobei grundsätzlich sowohl eine mitdrehende
Anschlagführung wie auch eine zur Handwerkzeugmaschine stehende Anschlagführung in
Frage kommt. Letzteres insbesondere als an der Handwerkzeugmaschine anzusetzendes
und gegen die Flanke einer Nut anzusetzendes Führungsteil, vergleichbar Anschlagführungen,
wie sie als Parallelführungen bei Handkreissägen oder dergleichen gebräuchlich sind.
[0016] Handwerkzeugmaschinen, die für den Einsatz mit rotierenden Bürsten der erfindungsgemäßen
Art geeignet sind, sind nicht selten in ihrer Antriebsdrehrichtung umschaltbar, was
insbesondere für Bohrmaschinen gilt, die auch ein entsprechendes Spannfutter aufweisen,
um eine rotierende Bürste der erfindungsgemäßen Art mit der Bohrmaschine zu einer
Arbeitseinheit zu verbinden. Ein solch umschaltbar gegenläufiger Antrieb mit entsprechender
Drehrichtungsumkehr für die Bürste bietet insbesondere die Möglichkeit, mit der Arbeitseinheit
auch in entgegengesetzten Vorschubrichtungen zu arbeiten. Dies kann nützlich sein,
um der jeweiligen Faserverlaufsrichtung des mit der Bürste zu bearbeitenden Werkstücks
Rechnung zu tragen, so auch Absplitterungen abzutragen oder um nach einer erfolgten
reinigenden Bearbeitung des jeweiligen Werkstücks dies in Gegenrichtung polierend
zu bearbeiten.
[0017] Insbesondere mit entgegengesetzten Drehrichtungen für die Bürste lässt sich solch
unterschiedlichen Anforderungen in besonders vorteilhafter Weise dadurch Rechnung
tragen, dass die Bürstenborsten, bezogen auf das jeweilige Borstenpaket, gegen eine
radiale, in Richtung der Drehachse der Bürste verlaufende Bezugsebene geneigt, insbesondere
mit einem Winkel von nur wenigen Grad, etwa bis zu 10°, geneigt angeordnet sind, so
dass in der einen Drehrichtung ein aggressiverer Zugriff auf das jeweils zu bearbeitende
Werkstück gegeben ist als in Gegenrichtung, also zunächst beispielsweise ein Reinigungsprozess
durchgeführt wird, und bei Antrieb in Gegenrichtung geglättet oder poliert wird.
[0018] Grundsätzlich liegt es im Rahmen der Erfindung, eine Arbeitseinheit der vorgenannten
Art, so beispielsweise eine aus Bohrmaschine und mit dieser über deren Spannfutter
verbundene Bürstenwalze bestehende Arbeitseinheit, über die Bohrmaschine bei zu dieser
frei auskragender Bürstenwalze zu führen. In Abhängigkeit von der Größe einer solchen
Baueinheit, insbesondere in Abhängigkeit von der axialen Länge der Bürstenwalze und
der jeweils auch arbeitsbedingt seitens der Bedienperson abzustützenden Führungs-
und Antriebskräfte kann dies aber sehr beschwerlich sein und auch zu das Arbeitsergebnis
beeinträchtigenden Führungsungenauigkeiten führen.
[0019] Erfindungsgemäß erweist es sich deshalb als zweckmäßig, wenn die jeweilige Bürstenwalze
und die jeweils mit dieser verbundene Handwerkzeugmaschine zu einer Arbeitseinheit
verbinden und über eine zusätzliche, die Bürstenwalze übergreifende Tragstruktur gegeneinander
abgestützt sind. Über eine solche Tragstruktur, beispielsweise in brückenartig übergreifender
Anordnung zur Bürstenwalze, lässt sich eine beidseitige Abstützung der Bürstenwalze
erreichen und mit der Möglichkeit verbinden, die Handhabung der Arbeitseinheit zu
erleichtern. Dies dadurch, dass auch die Tragstruktur, vergleichbar zur Handwerkzeugmaschine,
mit Zugriffs- und Handhabungsflächen, gegebenenfalls aber auch mit zumindest einem
Griffteil versehen wird. Die brückenartig übergreifende Ausbildung der Tragstruktur
bietet zudem die Möglichkeit der Stabilisierung der Bürstenwalze, so dass diese bei
leichter Ausbildung, insbesondere auch leichter Ausbildung des die Bürstenwelle bildenden
Spannzapfens die für die Arbeit notwendige Formstabilität aufweist und auch im Schwingungsverhalten
befriedigt.
[0020] Bezogen auf eine Bohrmaschine als Handwerkzeugmaschine und mit dieser über deren
Spannfutter verbundener Bürstenwalze kann die Tragstruktur bevorzugt als brückenartiger
Tragrahmen gestaltet sein, dessen einer Tragschenkel auf einer Führungsfläche der
Handwerkzeugmaschine, insbesondere bei einer Bohrmaschine deren Spannhals geführt
abgestützt ist und dessen anderer Schenkel das von der Bohrmaschine abgelegene freie
Ende des Spannzapfens der Bürstenwalze lagernd aufnimmt. Dieser letztere Schenkel
kann beispielsweise mit dem die Tragschenkel verbindenden Brückensteg zu einem Tragwinkel
verbunden sein, dessen Tragsteg zum maschinenseitigen Tragschenkel verstellbar befestigt
ist, so dass über eine derartige Verstellung auch die Steglänge einstellbar ist, was
Montagevorteile bietet, insbesondere auch die Möglichkeit, die Tragstruktur in ihrer
Größe an die Länge einer jeweiligen Bürste anzupassen.
[0021] Die Tragstruktur kann an ihrem Anschlussende zur Handwerkzeugmaschine, also insbesondere
zur Bohrmaschine, auch eine Getriebeeinheit, beispielsweise in Form eines Winkelgetriebes
umfassen, das es ermöglicht, die für den Antrieb der Bürstenwalze vorgesehene Handwerkzeugmaschine,
also insbesondere Bohrmaschine, nicht nur in Achsrichtung der Bürstenwalze mit dieser
zu verbinden, sondern auch quer hierzu liegend, so dass sich eine insbesondere unter
Handhabungsbedingungen vorteilhafte Arbeitseinheit ergibt.
[0022] Im Rahmen der Erfindung liegt es des Weiteren, die Tragstruktur funktional auch für
weitere Zwecke zu verwenden, so beispielsweise in einer Form auszugestalten, dass
sie einen Staubsammelbehälter bildet, der gegebenenfalls auch mit einer Staubabsaugeinrichtung
zu verbinden ist.
[0023] Durch die Erfindung wird somit insgesamt gesehen ein System geschaffen, das unter
Einsatz einer auch handelsüblichen Handwerkzeugmaschine, wie etwa einer Handbohrmaschine,
in Verbindung mit einem Zusatzwerkzeug in Form einer scheibenförmigen, rotierend anzutreibenden
Bürste oder Bürstenwalze die Reinigung und Glättung von in Oberflächen eingelassenen
Nuten, wie etwa die Nuten von meist aus tropischen Holzarten bestehenden Terrassendielen,
ermöglicht. Dies gegebenenfalls auch bei gleichzeitigem Arbeitseingriff in mehrere
nebeneinander liegende Nuten durch eine aus scheibenförmigen Bürsten aufgebaute Bürstenwalze,
die im Überbrückungsbereich zwischen aufeinander folgenden scheibenförmigen Bürsten
mit zusätzlichen Bürstenabschnitten bestückt sein kann.
[0024] Weitere Einzelheiten und Merkmale der Erfindung ergeben sich aus den Ansprüchen,
der Beschreibung und den Zeichnungen. Es zeigen:
- Fig. 1 und 2
- Ansichten einer rotierend anzutreibenden Bürste in Richtung der Rotationsachse und
senkrecht hierzu,
- Fig. 3
- in Ansicht senkrecht zur Rotationsachse eine aus rotierend anzutreibenden Bürsten
gemäß Fig. 1 und 2 aufgebaute Bürstenwalze, bei der die koaxial und beabstandet zueinander
angeordneten scheibenförmigen Bürsten jeweils auf eine der zueinander benachbarten,
parallel verlaufenden Nuten eines Werkstückes, insbesondere einer Bodendiele mit oberflächenseitig
vorgesehenen Längsnuten, zugreifen,
- Fig. 4
- eine der Fig. 3 entsprechende perspektivische Darstellung, in der die Bürstenwalze
mit einer Handwerkzeugmaschine antriebsverbunden ist, die im Ausführungsbeispiel als
Bohrmaschine ausgebildet ist,
- Fig. 5
- eine stark schematisierte perspektivische Veranschaulichung des der Erfindung zugrunde
liegenden Arbeitsprinzips zur Aufbereitung von ober-flächenseitig an Werkstücken vorgesehenen
Nuten mithilfe von erfindungsgemäßen, rotierenden Bürsten,
- Fig. 6 und 7
- in einer weiteren schematisierten Darstellung eine Ausgestaltungsform einer rotierenden
Bürste, die eingnreifend zu zwei nebeneinander liegenden und über einen Steg gegeneinander
abgegrenzten Nuten arbeitet,
- Fig. 8
- eine der Fig. 1 entsprechende Ansicht, bei der die Bürste auf einen Spannzapfen aufgesetzt
gezeigt und über eine Formschlussverbindung drehmomentübertragend mit diesem verbunden
ist,
- Fig. 9
- einen Ausschnitt IX aus Fig. 3, in dem die axiale Zusammenspannung von Bürsten unter
Verwendung von elastischen Distanzstücken als Zwischengliedern dargestellt ist,
- Fig. 10
- eine der Fig. 5 ähnliche Darstellung, in der schematisiert die Arbeitsweise einer
Bürste bei entgegengesetzten Antriebsdrehrichtungen der zugehörigen, nicht dargestellten
Antriebsmaschine, und bevorzugt auch bei entgegengesetzten Vorschubrichtungen gezeigt
ist, und
- Fig. 11 bis 13
- Ausgestaltungen von Antriebseinheiten mit einer Handwerkzeugmaschine in Form einer
Bohrmaschine als Antriebsmaschine einer Bürstenwalze und einer die Bürstenwalze gegen
die Bohrmaschine abstützenden Tragstruktur.
[0025] In den Fig. 1 und 2 ist eine erste Ausführungsform einer erfindungsgemäßen rotierend
anzutreibenden Bürste 1 dargestellt, die eine Nabe 2 und radial auskragend zur Nabe
2 Borsten 3 aufweist. Über die in Richtung der Achse 4 sich erstreckende Breite der
Bürste 1 weist eine diese gestufte Umfangskontur auf. Die Stufung der Umfangskontur
ergibt sich dadurch, dass, bezogen auf die Breite der Bürste 1, diese randseitig kürzere
Borsten 5 aufweist als im dazwischen liegenden Mittelbereich mit den Borsten 6. Zudem
sind die randseitigen Borsten 5 bevorzugt unter einem flachen Winkel zur zur Achse
4 senkrechten Mittelebene der Bürste 1 angeordnet, wobei dieser radial nach außen
offene Winkel in der Größenordnung im Mittel bei etwa 20° liegen kann. Ferner erweist
es sich als zweckmäßig, wenn die mittleren, längeren Borsten 6 dünner, und bevorzugt
auch flexibler sind als die kürzeren Borsten 5, wobei sich für die Borsten 5 ein Durchmesser
als zweckmäßig erwiesen hat, der in der Größenordnung bei einem Millimeter liegt.
Dies insbesondere bezogen auf Borsten 5 aus Kunststoff, bevorzugt Polyamid, wobei
sich Borstenlängen als zweckmäßig erwiesen haben, die für die längeren Borsten 5 im
Bereich des halben Durchmessers der Nabe 2 liegen.
[0026] Die Nabe 2 weist parallel zueinander liegende koaxiale Nabenscheiben 7 auf, die axial
zueinander festgelegt sind und zwischen denen die Borsten 3 mit ihren fußseitigen
Enden eingespannt sind. Die Nabenscheiben 7 können beispielsweise über radial innen
liegende Bundteile axial gegeneinander verspannt verbunden sein.
[0027] Eine solche scheibenförmige, rotierende Bürste 1 kann bevorzugt zur Reinigung nutförmiger
Vertiefungen vorgesehen, so insbesondere für die Reinigung und Aufbereitung von oberflächenseitig
mit längs verlaufenden Nuten 9 versehenen Dielen 8 eingesetzt werden, wie sie insbesondere
als Beläge für Terrassenböden, Freisitze oder dergleichen verwendet werden. Solche
Dielen bestehen üblicherweise aus tropischen Hölzern, die zwar sehr verrottungsbeständig
sind, die aber über der Zeit verwitterungsbedingt oberflächenseitig vergrauen und
verspröden. Damit verlieren sie die gewünschte, auch optisch befriedigende glatte
Oberflächenstruktur, verbunden mit einer gewissen Neigung zur Spreißelbildung.
[0028] Durch den Einsatz der scheibenförmigen Bürste 1 können, wie in Fig. 5 in einem Ablaufschema
- siehe Pfeil 31 - an einer Diele 8 mit in ihrer Längsrichtung verlaufenden Nuten
9 und zwischen den Nuten 9 liegenden Stegen 10 veranschaulicht, in den Nuten 9 und
im Übergangsbereich der Nuten 9 in die Stege 10 witterungsbedingt sich ergebende Oberflächenbeläge
ebenso abgetragen werden wie auch Spreißel entfernt werden, wie sie sich vor allem
im Übergangsbereich der Stege 10 in die Flanken der Nuten 9 durch Spaltbildung ergeben.
Fig. 5 veranschaulicht in stark schematisierter Form längsseitig zunächst das abrasive
Abtragen der Verwitterungsschicht im Nutgrund und an den Flanken durch die langen,
mittleren Borsten 6. Insbesondere die kürzeren, gegen die Flanken gerichteten Borsten
5 erfassen auch durch Spaltbildung entstehende Absplitterungen 11, indem sie in den
entsprechenden Spalt 12 eingreifen, wie in Fig. 5 mittig dargestellt. Entsprechend
der üblicherweise in Längsrichtung der Diele 8, und damit auch in Längsrichtung der
Nuten 9 verlaufenden Faserrichtung des Holzes wird so die Absplitterung 11 von der
Flanke abgelöst, wobei die durch diese Ablösung entstandene flankenseitige Kerbe 13
gleichzeitig geglättet und verrundet wird. Somit liegt nach Abtragen der Beläge und
der Entfernung solcher Absplitterungen 11 eine gereinigte und geglättete Oberfläche
vor, deren Erscheinungsbild dem Neuzustand weitgehend entspricht.
[0029] Fig. 3 und 4 veranschaulichen den Aufbau von Bürstenwalzen 4 unter Verwendung scheibenförmiger
Bürsten 1 in Verbindung mit dem Einsatz solcher Bürstenwalzen 14 zur Reinigung der
Nuten 9 von Dielen 8, wie vorstehend am Beispiel des Einsatzes einer Bürste 1 erläutert.
[0030] Zum Aufbau der Bürstenwalzen 14 werden die Bürsten 1 axial und konzentrisch in einem
Abstand zueinander zusammengespannt, der dem Abstand 15 zwischen benachbarten Nuten
9 entspricht, so dass entsprechend der Anzahl der zusammengespannten scheibenförmigen
Bürsten 1 eine Anzahl nebeneinander liegender Nuten gleichzeitig bearbeitet und gereinigt
werden kann. Hierbei erweist es sich als zweckmäßig, wenn eine solche Bürstenwalze
14 eine Anzahl von scheibenförmigen Bürsten 1 umfasst, die der Anzahl der nebeneinander
liegenden Nuten 9 einer jeweiligen Diele 8 entspricht.
[0031] Fig. 3 veranschaulicht weiter eine Möglichkeit der axialen Zusammenspannung von scheibenförmigen
Bürsten 1 über einen Spannzapfen 17 unter Verwendung von zwischen den Naben 2 der
Bürsten 1 liegenden Distanzstücken 18, die als einstückige Buchsen ausgebildet oder
auch durch eine Mehrzahl von Distanzscheiben gebildet sein können, was in einfacher
Weise einen bedarfsgerechten Aufbau von Bürstenwalzen 14 gestattet. Der Spannzapfen
17 läuft zweckmäßigerweise über eine Spannmutter 19 hinausragend in einem Unrund 20,
beispielsweise einem n-kant aus, so dass in üblicher Weise die Verbindung zu einer
Antriebsmaschine 21, in Fig. 4 einer Handbohrmaschine über deren Spannfutter 22 erfolgen
kann. Diese Art der Verbindung zu einer herkömmlichen Bohrmaschine gestattet es auch,
den üblicherweise an Bohrmaschinen vorgesehenen Tiefenanschlag oder dergleichen entsprechend
angepasst als Führungselement zu verwenden, das eingreifend in eine Nut oder angesetzt
an einem Längsrand der Diele 8 die wechselseitige Ausrichtung erleichtert, wobei zu
berücksichtigen ist, dass über die in die Nuten eingreifenden Bürsten 1 ohnehin ein
zentrierender Effekt erreicht wird.
[0032] Entsprechend dem Abstand 15 nebeneinander liegender Nuten 9 und der verhältnismäßig
geringen Ausspreizung der Bürsten 1 in Achsrichtung ist eine vollflächige Bearbeitung
der Oberfläche der Diele 8 im Bereich der Stege bei Verwendung scheibenförmiger Bürsten
gemäß Fig. 1 und 2 im Regelfall nicht gegeben. Diesbezüglich besteht im Rahmen der
Erfindung die Möglichkeit, als Distanzstücke 18 mit radialen Borsten versehene Buchsen
zu verwenden, so dass auch bei entsprechender Länge der an den Buchsen vorgesehenen
Borsten die Stegflächen voll zu erfassen sind.
[0033] Ergänzend ist in Fig. 8 veranschaulicht, dass die zu einer Bürstenwalze 14 zusammenzusetzenden
Bürsten 1 nicht nur über einen Spannzapfen 17 axial zusammengespannt drehfest zueinander
und zum Spannzapfen 17 festgelegt werden können, sondern dass vorteilhafte Lösungen
im Rahmen der Erfindung auch darin bestehen, die drehmomentübertragende Verbindung
zwischen dem Spannzapfen 17 und den Bürsten 1 über eine Formschlussverbindung 32 herzustellen.
Eine solche Formschlussverbindung 32 veranschaulicht beispielsweise die Fig. 8, und
zwar durch seitens der Nabenscheiben 7 radial nach innen ragende Vorsprünge in Form
von Rippen 33, denen nutförmige Aufnahmen 34 seitens des Spannzapfens 17 entsprechen,
wobei diese nutförmigen Aufnahmen 34 bevorzugt über die Länge des Spannzapfens 17
durchlaufend vorgesehen sind und so ein einfaches Zusammenfügen der Bürsten 1 zu einer
Bürstenwalze 14 ermöglichen.
[0034] Fig. 9 veranschaulicht als Ausschnittsdarstellung zu Fig. 3, dass die axiale Zusammenspannung
von Bürsten 1 zu einer Bürstenwalze 14 unter Verwendung eines Spannzapfens 17 bevorzugt
auch so gestaltet sein kann, dass die zwischen den Bürsten 1 liegenden Distanzstücke
16 axial-elastisch ausgebildet sind und damit entsprechend der Spannkraft F in ihrer
axialen Stützlänge veränderlich sind, so dass sich der axiale Abstand zwischen in
der Bürstenwalze 14 aufeinander folgenden Bürsten 1 in Abhängigkeit von der Spannkraft
F einstellen lässt. Eine derartige Lösung kommt insbesondere dann in Frage, wenn,
wie in Fig. 8 grundsätzlich veranschaulicht, die Bürsten 1 zum Spannzapfen 17 als
Welle der Bürstenwalze 14 drehmomentübertragend formschlüssig verbunden sind.
[0035] Im Rahmen der Erfindung liegt insbesondere auch eine drehfeste Verbindung der Nabenscheiben
7 zueinander und/oder zu zwischen diesen liegenden Distanzstücken 16 über stirnseitige
Rast- oder Zahnelemente, beispielsweise Stirnverzahnungen, Wellstrukturen oder dergleichen,
so dass mit geringen axialen Spannkräften gearbeitet werden kann.
[0036] Ergänzend zu Fig. 5 veranschaulicht Fig. 10 die Möglichkeit, bei entgegengesetzten
Antriebsdrehrichtungen, also gegenläufigen Drehrichtungen der Bürstenwalze 14 mit
deren Borsten 3 abtragend in die jeweilige Nut 9 einzugreifen, so dass sich, wie in
Fig. 10 veranschaulicht, Absplitterungen 11 auch dann erfassen lassen, wenn hierzu
unterschiedliche Eingriffsrichtungen längs der Nut gegeben sind. Die unterschiedliche
Drehrichtung für die Bürsten 1 der Bürstenwalze 14 kommt im Rahmen der Erfindung bevorzugt
bei entgegengesetzten, jeweils der Umlaufrichtung eingreifend zur Nut 9 entsprechenden
Vorschubrichtungen 35 zum Einsatz.
[0037] Eine weitere diesbezügliche Möglichkeit ist im Rahmen der Erfindung bei Verwendung
von Bürsten 25 gemäß Fig. 6 und 7 gegeben. Die Bürsten 25 sind im Vergleich zu den
Bürsten 1 gemäß Fig. 1 bis 4 breiter, wobei die Breite 26 einer Bürste 25 dem Abstand
zwischen den Mitten zweier benachbarter Nuten 9 des zu reinigenden Werkstückes, insbesondere
der jeweiligen Diele 8 entspricht.
[0038] Ausgehend hiervon ist die Bürste 25 randseitig mit längeren Borsten 27 versehen,
und im dazwischen liegenden Übergangsbereich mit kürzeren Borsten 28. Wie beim Ausführungsbeispiel
gemäß Fig. 1 bis 4 greifen die längeren Borsten 27 in die Nuten 9 ein, erfassen dabei
aber nur die zum Steg 10 benachbarten Teilbereiche 29 der Nuten 9, womit sich über
die Breite 26 der Bürste 25 jeweils eine volle Überdeckung des entsprechenden Bereiches
der Diele 8 ergibt. Entsprechend axial aneinander anschließend zusammengespannte Bürsten
25 ermöglichen damit eine vollflächige Bearbeitung der Oberflächen von genuteten Dielen
8, wobei die axiale Zusammenspannung in beliebiger Weise erfolgen kann, beispielsweise
in einer in Fig. 3 veranschaulichten Weise. Fig. 7 veranschaulicht, dass Bürsten 25
auch übergreifend zu aneinander gefügten Dielen 8 eingesetzt werden können. Eine zwischen
zwei Dielen 8 liegende Stoßfuge ist strichliert bei 30 angedeutet.
[0039] Die Fig. 11 bis 13 zeigen Varianten von Arbeitseinheiten 36, jeweils aufgebaut unter
Verwendung einer als Handbohrmaschine 37 ausgebildeten Antriebsmaschine 21, einer
Bürstenwalze 14 und einer Tragstruktur 38. Letzterer kommt die Funktion zu, Handbohrmaschine
37 und Bürstenwalze 14 in der Antriebseinheit 36 stabilisierend zu verbinden, und
dies bevorzugt in Verbindung mit weiteren Funktionen, so insbesondere in Verbindung
mit der Verbesserung der Handhabbarkeit der Arbeitseinheit 36, Variationen in der
Gestaltung der Arbeitseinheit 36 zu ermöglichen und/oder als Staubsammel- oder Staubfangeinrichtung
zu wirken.
[0040] Fig. 11 zeigt hierzu eine Ausbildung der Tragstruktur 38 als Brücke 39, die in Richtung
der Achse 4 der von ihr übergriffenen Bürstenwalze 14 zueinander beabstandete Tragschenkel
40, 41 aufweist, welche über einen Steg 42 verbunden sind. Zu den Tragschenkeln 40,
41 erfolgt die lagernde Abstützung der Bürstenwalze 14 über den Spannzapfen 17 am
an der Handbohrmaschine 37 abgelegenen Ende im Tragschenkel 40, während über den Tragschenkel
41 die als Brücke 39 ausgebildete Tragstruktur 38 auf dem Spannhals 43 der Handbohrmaschine
37 abgestützt ist, die ihrerseits über ihr nicht dargestelltes Spannfutter den Spannzapfen
17 am antriebsseitigen Ende abstützend aufnimmt.
[0041] Die Brücke 39 ist, wie schematisiert veranschaulicht in einer erfindungsgemäßen Ausgestaltung,
in Richtung der Achse 4 in ihrer Spannweite einstellbar, was einerseits die Montage
erleichtert und zum anderen die Verwendung der Brücke 39 für in ihrer axialen Länge
unterschiedliche Bürstenwalzen 14 ermöglicht. Hierzu ist der Tragschenkel 40 mit dem
Steg 41 zu einem Tragwinkel 44 insbesondere einstückig verbunden, der seinerseits
im Überlappungsbereich des Steges 42 zum Tragschenkel 41 fixierbar, insbesondere durch
Verspannung fixierbar festzulegen ist. Angedeutet ist, dass bevorzugt am Steg 42 der
Brücke 39 eine Handhabe 45 vorgesehen ist. Im Rahmen der Erfindung liegt es insbesondere
aber auch, den Steg 42 selbst so auszugestalten, dass er als Handhabe gut greifbar
ist, wobei zweckmäßigerweise der Steg 42 zugleich als zur Bürstenwalze 14 vorgesehene
Teilabdeckung gestaltet sein kann. Hierfür kommen insbesondere regenrinnenartige Querschnittsformen
in Frage, die im Scheitelbereich zu einem in Längsrichtung verlaufenden Griffsteg
geformt sind, etwa analog zur Handhabe 45.
[0042] Fig. 12 zeigt eine im Grundaufbau der Fig. 11 entsprechende Darstellung, wobei hier
allerdings die Tragstruktur 38 in Richtung auf die anzuschließende Handbohrmaschine
37 in einem Getriebekasten 46 ausläuft, der ein bevorzugt als Winkelgetriebe ausgebildetes
Getriebe 47 aufnimmt. Eine mögliche Ausbildung für ein solches Getriebe 47 veranschaulicht
Fig. 12 durch die Ausbildung des in den Getriebekasten 46 hineinragenden Endes des
Spannzapfens 17 als ein Getriebeglied 48, das mit einem winklig hierzu stehenden Getriebeglied
49 kämmt. Beispielsweise kann das Getriebeglied 48 als Schnecke ausgebildet sein,
in die das Gegenglied 49, ausgestaltet als Zahnrad, insbesondere Kegelrad, eingreift.
Das Getriebeglied 49 ist drehfest mit einem Wellenzapfen 50 verbunden, der seinerseits
vom Spannfutter der Handwerkzeug-, insbesondere Handbohrmaschine 37 drehfest aufgenommen
werden kann, die ihrerseits über ihren Spannhals 43 im Getriebekasten 46 lagefest
aufgenommen und mit diesem verbunden sein kann.
[0043] Auch bei einer solchen Ausgestaltung ist die Ausbildung des als Brücke 39 dienenden
Teiles der Tragstruktur 38 analog zu Fig. 11 vorteilhaft und zweckmäßig, so dass auf
die diesbezüglichen Ausführungen verwiesen werden kann.
[0044] Fig. 13 veranschaulicht, stark schematisiert, eine Ansicht der Arbeitseinheit 36
gemäß Fig. 12, wobei die zur Bürstenwalze 14 übergreifende Brücke 39 der Tragstruktur
38 zumindest in axialen Teilbereichen als Staubfang- oder Staubsammelbehälter 51 gestaltet
ist, der gegebenenfalls insbesondere in Richtung auf die angeschlossene Handbohrmaschine
37 zusätzlich, was nicht gezeigt ist, an eine Absaugeinrichtung angeschlossen sein
kann.
[0045] Die Staubsammel- oder Staubfangeinrichtung ist veranschaulicht durch Staubtaschen
52, welche anschließend an die quer zur Achse 4 einander gegenüberliegenden, an den
Steg 42 anschließenden Seitenwände 53 vorgesehen sind. Gebildet sind die Staubtaschen
52 in der schematisierten Darstellung dadurch, dass die Seitenwände 53 auslaufend
abgebogen und in Gegenrichtung auslaufend zurückgebogen sind, also insgesamt als U-förmige,
gegen den Steg 42 offene Rinnen oder auch als zumindest stirnseitig geschlossene Kästen
ausgebildet sind. Im Rahmen der Erfindung liegt, solche Staubtaschen auch in anderer
Weise zu gestalten.
[0046] Insbesondere in den Bereichen, in denen die Seitenwände 53 entsprechend der Drehrichtung
der Bürsten 1 mit über deren Borsten 5, 6 abgetragenen Partikeln beaufschlagt werden,
sind die Seitenwände 53 mit Durchbrechungen 54 versehen und beispielsweise gitterartig
oder geschlitzt ausgebildet.
[0047] Somit bietet die Erfindung unter Verwendung von Bürsten 1 oder von Bürsten 25 die
Möglichkeit, aufgrund der umfangsseitig über die jeweilige Bürstenbreite gestuft verlaufenden
Umfangskontur ihrer Borsten die Reinigung und/oder Aufbereitung von genutete Oberflächen
aufweisenden Werkstücken schnell, einfach und bei guter Oberflächenqualität zu erreichen,
ohne aufwändige Verfahren benutzen oder teure und komplizierte Werkzeuge und Maschinen
einsetzen zu müssen. Insbesondere für den nicht-professionellen Bereich ist somit
eine sehr zweckmäßige Lösung geschaffen, die zumindest von der Qualität des Ergebnisses
her auch für den professionellen Bereich mit Vorteil einzusetzen ist.
1. Rotierende Bürste, insbesondere für Handwerkzeugmaschinen, die umfangsseitig zu ihrer
Nabe (2) mit radial abstehenden Borsten (3, 5; 27, 28) versehen ist, dadurch gekennzeichnet, dass die Bürste (1, 25) eine über ihre Borsten (3, 5; 27, 28) gebildete umfangsseitige
und über die Bürstenbreite gestuft verlaufende Umfangskontur aufweist.
2. Rotierende Bürste nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die stufige Umfangskontur der Borsten (3, 5; 27, 28) im mittleren Querbereich der
Bürste (1, 25) gegenüber den Randbereichen, oder in den Randbereichen gegenüber dem
mittleren Querbereich überhöht ausgebildet ist.
3. Rotierende Bürste nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Umfangskontur der Borsten (3, 5; 27, 28) zur Quermittelebene der Bürste (1, 25)
symmetrisch ausgebildet ist.
4. Rotierende Bürste nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Borsten (3, 5; 27, 28) aus Kunststoff, insbesondere Polyamid, bestehen.
5. Rotierende Bürste nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Durchmesser der Borsten (3, 5; 27, 28) in der Größenordnung bei einem Millimeter
liegt.
6. Rotierende Bürste, insbesondere nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Bürsten (1) Borsten (3, 5, 6) unterschiedlicher Länge, unterschiedlicher Dicke
und/oder unterschiedlicher Härte aufweisen und dass insbesondere die längeren und
die kürzen Borsten (5, 6) sich in Dicke und Härte unterscheiden, und insbesondere
die längeren Borsten (6) dünner als die kürzeren Borsten (5) ausgebildet sind.
7. Rotierende Bürste nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Borsten (3, 5; 6; 27, 28) durch axiale Verspannung über die Nabe (2) der Bürste
(1; 25) gehalten sind, insbesondere radial innen zu einem Borstenkörper verbunden
sind.
8. Rotierende Bürste nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Bürste (1; 25) als Bürstenscheibe ausgebildet ist und dass mehrere scheibenförmige
Bürsten, insbesondere koaxial aneinander gereiht, zu einer Bürstenwalze (14) zusammengespannt
sind oder einteilig verbunden eine Bürstenwalze (14) mit der Kontur der Bürstenscheiben
folgender Umfangskontur bilden.
9. Rotierende Bürste nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die zu einer Bürstenwalze verbundenen scheibenförmigen Bürsten (1) nabenseitig über
Distanzstücke (16) axial abgestützt sind, insbesondere derart, dass die Distanzstücke
(16) axial elastisch ausgebildet und die scheibenförmigen Bürsten (1) in ihrem axialen
Abstand spannkraftabhängig einstellbar sind..
10. Rotierende Bürste nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die zumindest eine Bürste (1) auf einer insbesondere als Spannzapfen (17) ausgebildeten
Welle angeordnet und auf der Welle durch Formschlussverbindung drehmomentenübertragend
gehalten ist.
11. Rotierende Bürste, insbesondere nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Bürstenwalze (14) und eine zu dieser vorgesehene Tragstruktur (38) eine Arbeitseinheit
(36) bilden, die bei mit einer Antriebsmaschine (21), insbesondere einer Handwerkzeugmaschine
(37), bevorzugt in Form einer Bohrmaschine, antriebsverbundener Bürstenwalze (14)
über die Tragstruktur (38) zur Handwerkzeugmaschine abgestützt ist.
12. Rotierende Bürste nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass die Tragstruktur (38) bei mit der Handwerkzeugmaschine (37) antriebsverbundener Bürstenwalze
(14) auf einem Führungsbund der Handwerkzeugmaschine (37), insbesondere dem Spannhals
(43) einer Handbohrmaschine, abgestützt ist.
13. Rotierende Bürste nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Tragstruktur (39) bei in Verlängerung der Abtriebswelle der Handwerkzeugmaschine
liegender Welle der Bürstenwalze (14) über eine ihrer stirnseitigen, von der Welle
durchsetzten Stirnwände zur Handwerkzeugmaschine (37) lagefest abgestützt ist.
14. Rotierende Bürste nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass im Übergang zwischen der Handwerkzeugmaschine (37) und die Bürstenwalze (14) abgestützter
Tragstruktur (38) ein Getriebe (47), insbesondere ein Winkelgetriebe, mit winklig
zur Welle der Bürstenwalze (14) verlaufender Abtriebswelle der Handwerkzeugmaschine
(37) angeordnet ist.
15. Rotierende Bürste nach einem der Ansprüche 11 bis 14, dadurch gekennzeichnet, dass die Tragstruktur (38) als Staubsammelvorrichtung (51) ausgebildet ist.
16. Rotierende Bürste nach einem der Ansprüche 11 bis 15, dadurch gekennzeichnet, dass die Tragstruktur (38) eine Handhabe (45) aufweist und/oder zumindest in Teilbereichen
als Handhabe (45) ausgebildet ist.