DE102005021833A1

DE102005021833A1 - Welle-Nabe-Verbindung und Verwendung einer Welle-Nabe-Verbindung zur Befestigung eines Schleifwerkzeugs auf einer Schleifwerkzeugantriebswelle

Info

Publication number: DE102005021833A1
Application number: DE102005021833A
Authority: DE
Inventors: Gerd Eisenblätter
Original assignee: Gerd Eisenblaetter GmbH
Current assignee: Gerd Eisenblaetter GmbH
Priority date: 2005-05-11
Filing date: 2005-05-11
Publication date: 2006-11-16
Also published as: US20080152422A1

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Welle-Nabe-Verbindung zur Befestigung eines Schleifwerkzeugs auf einer Schleifwerkzeugantriebswelle sowie die Verwendung einer Welle-Nabe-Verbindung zur Befestigung eines Schleifwerkzeugs auf einer Schleifwerkzeugantriebswelle. Zur Vereinfachung der Montage eines Schleifwerkzeugs auf einer Schleifwerkzeugantriebswelle weisen die Umfangsfläche der Welle oder die Innenfläche der Schleifwerkzeugnabe eine Anzahl Kreiskeilflächen und das andere der beiden Bauteile eine Anzahl mit den Kreiskeilflächen zusammenwirkender Gegenstücke auf, durch die durch Verdrehen der Welle und Nabe gegeneinander ein Reibschluss erzeugbar ist. Weiterhin ist eine Drehsicherung zur Sperrung und Freigebung der relativen Verdrehung von Welle und Nabe vorhanden, wobei die Drehsicherung ausgebildet ist, die Verdrehung zumindest bei einer vorherbestimmten Welle-Nabe-Position freizugeben.

Description

Die Erfindung betrifft eine Welle-Nabe-Verbindung sowie die Verwendung einer Welle-Nabe-Verbindung zur Befestigung eines Schleifwerkzeugs auf einer Schleifwerkzeugantriebswelle.

Zum automatisierten Einsatz von Schleifwerkzeugen ist es notwendig, diese auf der Antriebswelle eines Motors zu befestigen. Es ist bekannt, eine solche Befestigung durch Ausbildung eines Gewindes am Schleifwerkzeug und auf der Antriebswelle herzustellen. Alternativ ist es bekannt, auf die Welle aufschraubbare Muttern oder ähnliche Befestigungsmittel zur Befestigung der Schleifwerkzeuge zu verwenden.

Nachteilig bei der Verwendung eines Gewindes an der Schleifwerkzeugnabe ist, dass, abhängig vom verwendeten Material zur Herstellung des Schleifwerkzeug-Grundkörpers, ein Gewinde nicht oder nur mit erheblichem Aufwand in den Grundkörper einfräsbar ist. Dies kann dazu führen, dass eine weitere Materialschicht aufgetragen werden muss, in der das Gewinde ausgebildet ist. Bei der Verwendung von Befestigungsmitteln zur Befestigung des Schleifwerkzeugs auf der Welle werden zusätzliche Bauteile benötigt, was den Aufbau der Welle-Nabe-Verbindung komplexer werden lässt.

Daher ist es Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Welle-Nabe-Verbindung zur Befestigung eines Schleifwerkzeugs auf einer Schleifwerkzeugantriebswelle anzugeben, die möglichst einfach erzeugbar und herstellbar ist. Die Lösung dieser Aufgabe gelingt mit einer Welle-Nabe-Verbindung, bei der auf der Umfangsfläche der Welle oder auf der Innenfläche der Schleifwerkzeugnabe eine Anzahl Kreiskeilflächen und auf dem anderen der beiden Bauteile eine Anzahl mit den Kreiskeilflächen zusammenwirkender Gegenstücke vorhanden sind, wobei durch Verdrehen der Welle und der Nabe gegeneinander ein Reibschluss zwischen Welle und Nabe erzeugbar ist. Weiterhin ist eine Drehsicherung zur Sperrung und Freigebung der relativen Verdrehung von Welle und Nabe vorhanden, wobei die Drehsicherung ausgebildet ist, die Verdrehung zumindest bei einer vorherbestimmten Welle-Nabe-Position freizugeben.

Basierend auf einer kreiszylindrischen Grundform sind an der Welle oder der Nabe eine Anzahl Kreiskeile ausgebildet. An dem anderen der beiden Bauteile ist eine zweckmäßigerweise gleiche Anzahl mit den Kreiskeilen zusammenwirkender Gegenstücke ausgebildet. Die Welle und die Schleifwerkzeugnabe werden mit Spiel gefügt. Durch relatives Verdrehen beider Teile zueinander nach dem Fügen wird zuerst das Spiel entfernt, bei weiterem Verdrehen, durch Aufbau eines Anpressdrucks, die Verbindung als Reibschluss hergestellt. Die Steigung der Kreiskeilflächen ist vorzugsweise derart ausgelegt, dass eine Selbsthemmung der Welle-Nabe-Verbindung gewährleistet ist. Bevorzugt sind die Gegenstücke ebenfalls als Kreiskeilflächen ausgebildet. Besonders bevorzugt entsprechen die Gegenstück-Kreiskeilflächen in ihrer Form im Wesentlichen den Kreiskeilflächen, da sie so besonders gut gegeneinander verklemmt werden können, so dass dadurch die Verbindung noch sicherer wird. Grundsätzlich sind aber auch andere Ausbildungsformen der Gegenstücke, beispielsweise eine rippenartige Ausbildung, möglich.

Eine derartige Welle-Nabe-Verbindung ist auf einfache Weise herzustellen und benötigt neben der Nabe und der Welle keine zusätzlichen Teile. Zweckmäßigerweise werden die Kreiskeilflächen und die Gegenstücke an der Nabe bzw. der Welle durch Fräsen oder andere geeignete Bearbeitungsmethoden hergestellt, so dass Welle und Nabe jeweils einteilig ausgebildet werden können und keine zusätzlichen Beschichtungen oder Materiallagen erforderlich sind. Weiterhin ist eine derartige Verbindung betriebssicher, da das Drehmoment der Welle schlupffrei auf das Schleifwerkzeug übertragen werden kann.

Um zu gewährleisten, dass das Schleifwerkzeug sicher auf der Welle befestigt ist und das Wellendrehmoment optimal auf das Schleifwerkzeug übertragbar ist, ist weiterhin eine Drehsicherung vorgesehen, durch die die relative Verdrehung von Welle und Nabe gesperrt bzw. freigegeben werden kann. Weiterhin ist die Drehsicherung ausgebildet, die Verdrehung zumindest bei einer vorherbestimmten Welle-Nabe-Position freizugeben. Unter vorherbestimmter Welle-Nabe-Position wird eine Position der Welle verstanden, bei der die Welle mit einem im Vorwege bestimmten Längenmaß in die Nabe eingeführt ist. Der Begriff Welle-Nabe-Position bezieht sich also auf die Lage der Welle in der Nabe bezüglich ihrer Axialrichtung. Dadurch, dass die Verdrehung nur in vorherbestimmten Welle-Nabe-Positionen freigegeben ist, wird sichergestellt, dass die Verbindung durch Reibschluss nur in solchen Positionen hergestellt wird, in denen das Drehmoment optimal übertragen wird und ein sicherer Betrieb der Schleifvorrichtung gewährleistet ist. Bevorzugt ist in der Welle-Nabe-Position die Welle über die gesamte Länge der Nabe in diese eingeführt und schließt in etwa bündig mit der Nabe ab. Dadurch, dass die Welle in Axialrichtung über die gesamte Nabenlänge in die Nabe eingeführt ist, wird die Reib schlussfläche zwischen Welle und Nabe maximiert, wodurch die Stabilität der Verbindung verbessert wird. Zusätzlich wird die Sicherheit der Verbindung weiter erhöht, da ein Verkanten des Schleifwerkzeugs relativ zur Welle während des Schleifbetriebes, wie es bei nur teilweise in die Nabe eingeführter Welle vorkommen kann, vermieden wird.

In einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist die Drehsicherung als zusammenwirkende Nase-Nut-Anordnung ausgeführt. Die Nase ist dabei entweder auf der Welle oder der Nabe und die Nut dementsprechend auf dem anderen Bauteil angeordnet. Hierdurch kann auf einfach herzustellende Weise eine sichere Sperrung der Verdrehung erreicht werden, solange sich die Welle nicht in der vorherbestimmten Welle-Nabe-Position befindet. Zweckmäßig ist die Nut in etwa koaxial zur Wellenachse ausgebildet. Durch die Länge der Nut wird die Lage der Welle-Nabe-Position bestimmt. Direkt im Anschluss an die Nut ist es zweckmäßig, eine Ausnehmung anzuordnen, die so ausgebildet ist, dass die Nase in der Ausnehmung bei der Verdrehung von Welle und Nabe relativ zueinander frei bewegbar ist und somit die Verdrehung nicht gesperrt wird. Bevorzugt ist die Nase am freien Ende der Welle angeordnet. Die Nase gibt die Welle zur Verdrehung frei, sobald die Welle komplett durch die Nabe hindurchgeführt ist und ihr freies Ende mitsamt der Nase die Nabe wieder verlässt. Somit befindet sich der Wellenteil mit der Nase in der Welle-Nabe-Position außerhalb der Nabe und es muss keine Ausnehmung für die Verdrehbarkeit der Nase in der Nabe ausgebildet werden. Weiterhin kann die Nut durchgängig ausgebildet sein, was die Herstellung der Welle und der Nabe vereinfacht. Ferner wirkt die Nase, durch ihre Lage außerhalb der Nabe, im fixierten Zustand der Welle-Nabe-Verbindung als zusätzlicher Riegelmechanismus gegen ein Verschieben des Schleifwerkzeugs in Axialrichtung, wodurch die Sicherheit der Verbindung weiter verbessert wird.

Um das Bestimmen der Welle-Nabe-Position beim Einführen der Welle in die Nabe leichter vornehmen zu können, ist es zweckmäßig, einen Anschlag an der Welle und eine damit zusammenwirkende Anschlagsfläche an der Nabe auszubilden. Der Anschlag ist so angeordnet, dass er an der Anschlagsfläche der Nabe anschlägt, wenn sich die Welle in der Welle-Nabe-Position befindet. Dadurch wird die Handhabung verbessert und es ist gewährleistet, dass die Welle-Nabe-Verbindung immer exakt in der optimalen Welle-Nabe-Position hergestellt wird. Bevorzugt ist der Anschlag als umlaufender und auf der Welle aufsitzender Ring ausgebildet. Grundsätzlich ist aber auch jede andere geeignete Ausbildung anwendbar.

In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform ist die Nabe in Axialrichtung in ihrem Endbereich, welcher vor dem Fügen von Welle und Nabe der Welle zugewandt ist, umlaufend mit Spiel gegenüber der Welle und/oder die Welle im Bereich ihres freien Endes umlaufend mit Spiel gegenüber der Nabe ausgebildet. Besonders bevorzugt sind die Welle und/oder die Nabe in diesen Bereichen als glatte Kreiszylinder ausgebildet, deren Durchmesser so gewählt ist, dass die Welle in diesem Bereich frei drehbar in der Nabe ist. Dadurch wird erreicht, dass die Welle, ohne vorherige Zentrierung der Kreiskeilflächen und der Gegenstücke zueinander, in die Nabe einführbar ist. Erst wenn die Welle bereits teilweise in die Nabe eingeführt ist und die Kreiskeilflächen und die Gegenstücke der Welle und Nabe stirnseitig aneinander stoßen, muss die Zentrierung durchgeführt werden. Dadurch, dass beim Zentriervorgang die Welle bereits teilweise in die Nabe eingeführt ist, also eine Führung der Welle vorhanden ist, ist das Fügen der Welle und Nabe schneller durchführbar und der Schleifwerkzeug-Wechselvorgang wird insgesamt vereinfacht. Weiterhin wird der Wechselvorgang der Schleifwerkzeuge betriebssicherer, da beispielsweise ein Abrutschen des Schleifwerkzeugs von der Welle beim Zentrieren durch die vorhandene Führung vermieden wird.

Bevorzugt erstrecken sich die Kreiskeilflächen und die Gegenstücke längs der Welle bzw. der Nabe. Eine längsaxiale Ausrichtung hat den Vorteil, dass dadurch das Einführen der Welle in die Nabe erleichtert und somit die Herstellung der Welle-Nabe-Verbindung vereinfacht wird. Grundsätzlich können die Kreiskeilflächen und die Gegenstücke in Axialrichtung an beliebigen Stellen der Welle und der Nabe angeordnet sein. Bevorzugt ist allerdings eine Ausbildung über die gesamte Länge der Nabe bzw. der Welle, ausgenommen derjenigen Bereiche, die mit umlaufendem Spiel ausgebildet werden. Hierdurch wird zum einen die Stabilität der Welle-Nabe-Verbindung erhöht und zum anderen wird Flexibilität für den Einsatz der Schleifwerkzeuge geschaffen, da diese an verschiedenen Stellen der Antriebswelle angebracht werden können. Auch können dadurch mehrere Schleifwerkzeuge auf einer Welle angeordnet sein.

Grundsätzlich können die Kreiskeilflächen in Radialrichtung beliebig angeordnet sein. Bevorzugt ist eine umlaufende Anordnung, das heißt, eine Kreiskeilfläche schließt sich direkt an die nächste an, so dass die gesamte Außenfläche der Welle bzw. Innenfläche der Nabe in Umfangsrichtung mit Kreiskeilflächen belegt ist. Vorteilhaft ist hierbei, dass der Reibschluss zwischen Nabe und Welle gleichmäßig über den Wellen- bzw. Nabeninnenumfang verteilt wird und so eine sichere Verbindung gewährleistet werden kann. Dieser Effekt wird weiter bei einer bevorzugten Ausführungsform verstärkt, bei der die Kreiskeilflächen im Wesentlichen formgleich (d. h. gleiche Länge, gleiche Weite, gleiche Stärke, gleiche Steigung der Kreiskeilflächen, etc.) ausgebildet sind. Besonders bevorzugt sind drei gleichförmige Kreiskeilflächen über den Umfang der Welle bzw. der Nabe verteilt angeordnet. Diese Ausbildungsform vereinfacht das Zentrieren von Welle und Nabe.

Zweckmäßig ist die Welle-Nabe-Verbindung lösbar ausgebildet, um ein Wechseln der Schleifwerkzeuge auf der Welle zu ermöglichen. Grundsätzlich ist aber auch eine nicht lösbare Verbindung möglich. Ob eine Verbindung lösbar oder nicht lösbar ist, ergibt sich aus den verwendeten Materialien für die Welle und die Nabe, die Ausbildung der Kreiskeilflächen (z.B. Steilheit, Größe, etc.) und die Größe der Kraft, die beim Fixieren der Welle-Nabe-Verbindung aufgebracht wird.

In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der Verbindung ist die Welle-Nabe-Verbindung so ausgerichtet, dass die Antriebsdrehrichtung der Schleifwerkzeugantriebswelle derjenigen Richtung entspricht, in der die Welle beim Fixieren der Verbindung relativ zur Nabe gedreht wird. Hierdurch wird erreicht, dass eine Gefahr des Lösens der Verbindung während des Schleifbetriebes vermieden wird. Während des Schleifens wird das Schleifwerkzeug gegenüber der Welle durch Berührung mit der zu schleifenden Oberfläche abgebremst. Dadurch, dass die Antriebsdrehrichtung der Wellendrehrichtung beim Fixieren entspricht, wird hierdurch die Verkeilung zwischen Welle und Nabe sogar noch weiter verstärkt. Ein Lösen der Verbindung während des Schleifbetriebes ist nicht möglich. Durch diese Selbstfixierung der Welle-Nabe-Verbindung während des Schleifbetriebes ist es weiterhin möglich, auf eine Vorfixierung von Welle und Nabe zu verzichten, was die Handhabung weiter vereinfacht.

In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform ist das Schleifwerkzeug aus Naturfaserverbundmaterial hergestellt. Dieses Material eignet sich besonders zur Verwendung für Schleifwerkzeuge. Weiterhin ist bei dieser Ausführungsform eine ring- oder zylinderförmige Einlage vorgesehen, in der die Nabe ausgebildet wird. Die Einlage ist aus Metall oder druckfestem Kunststoff hergestellt. Durch diese Metall- oder Kunststoffeinlage wird sichergestellt, dass die Nabe dauerhaften Belastungen standhält. Ob die Einlage ring- oder zylinderförmig ausgebildet ist, ist abhängig von der Länge der Nabe in Axialrichtung. Die Einlage ist fest mit dem Schleifwerkzeug verbunden, bevorzugt mittels Verklebens und/oder Verpressens. Grundsätzlich ist es auch möglich, die Welle aus naturfaserverstärktem Material herzustellen. Wird für die Herstellung des Schleifwerkzeugs ein anderes Material verwendet, das bezüglich der auf die Nabe einwirkenden Kräfte eine ausreichende Festigkeit aufweist, kann grundsätzlich auf die Verwendung einer Einlage verzichtet und die Nabe direkt im Grundkörper des Schleifwerkzeugs ausgeformt werden.

Grundsätzlich ist die Welle-Nabe-Verbindung für alle aus dem Stand der Technik bekannten Schleifwerkzeuge verwendbar. Bevorzugt ist das Schleifwerkzeug eine Schleifscheibe oder eine Schleifwalze.

Die Aufgabe wird weiterhin durch die Verwendung einer Welle-Nabe-Verbindung zur Befestigung eines Schleifwerkzeugs auf einer Schleifwerkzeugantriebswelle gelöst, wobei auf der Umfangsfläche der Welle oder auf der Innenfläche der Schleifwerkzeugnabe eine Anzahl Kreiskeilflächen und auf dem anderen der beiden Bauteile eine Anzahl mit den Kreiskeilflächen zusammenwirkender Gegenstücke vorhanden sind, und durch Verdrehen der Welle und Nabe gegeneinander ein Reibschluss zwischen Welle und Nabe erzeugbar ist. Hierdurch wird die Montage und Demontage der Schleifwerkzeuge auf der Welle vereinfacht und somit insgesamt die Handhabung verbessert.

Nachfolgend wird die Erfindung anhand eines in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiels weiter beschrieben. Es zeigen schematisch:
1: eine geschnittene Seitenansicht einer Schleifscheibe und einer Schleifwerkzeugantriebswelle;
2: eine teilweise geschnittene, perspektivische Darstellung einer Schleifwerkzeugantriebswelle mit darauf befestigter Schleifwalze;
3a: eine Seitenansicht der Nabe der Schleifwalze aus 2 mit darin eingeführtem freien Ende der Welle aus 2; und
3b: die Figur aus 3a, wobei die Kreiskeilflächen der Welle und der Nabe ineinander greifen.
1 zeigt eine geschnittene Seitenansicht eines als Schleifscheibe ausgebildeten Schleifwerkzeugs 13. Die Schleifscheibe umfasst einen Trägerteller 21 auf dem umlaufend Schleiflamellen 18 aufliegen. Die Schleiflamellen 18 sind mittels eines geeigneten Klebers auf dem Trägerteller 21 befestigt. Die Lamellen 18 stehen über den äußeren Rand des Trägertellers 21 hervor. Sie sind fächerartig und radial um eine zentrale Nabe 11 angeordnet. Der Innenbereich des Trägertellers 21 ist topfartig ausgebildet, wobei der innere Randbereich 23 des Trägertellers 21 um die zentrale Nabe 11 herum nach oben gewölbt ist, so dass die Nabe 11 fast über die gesamte Höhe des Trägertellers 21 reicht.
Um die Nabe 11 herum ist eine Hohlzylindereinlage 20 angeordnet, an deren Innenoberfläche die innere Oberfläche der Nabe geformt ist. Die Einlage 20 ist beispielsweise aus druckfestem Kunststoff gefertigt und wird an ihrer Außenseite mittels eines geeigneten Klebers mit dem Randbereich 23 des Trägertellers 21 verpresst. Die Innenoberfläche der Nabe 11 ist mit als Kreiskeilflächen ausgebildeten Gegenstücken 14' versehen, die koaxial über die Länge der Nabe 11 verlaufen. Insgesamt sind drei Kreiskeilflächen 14' (hier nicht in der Gesamtheit dargestellt) auf der Innenoberfläche der Nabe 11 ausgebildet, die in Umlaufrichtung lückenlos hintereinander angeordnet sind.
Weiterhin ist in der Nabe eine parallel zur Längsachse und über die gesamte Nabenlänge verlaufende Nut 25 ausgebildet. Die Nut 25 ist Teil einer Drehsicherung. Die Nabe 11 ist komplementär zu einer Schleifwerkzeugantriebswelle 12 angeordnet, welche drei Kreiskeilflächen 14 aufweist. Die Kreiskeilflächen 14 sind also auf der Welle und die Gegenstücke 14', welche als komplementär geformte Kreiskeilflächen ausgebildet sind, auf der Nabe angeordnet. Grundsätzlich ist aber auch eine umgekehrte Anordnung möglich. Ferner ist am freien Ende der Welle eine seitlich vorspringende Nase 24 angeordnet, die zur Zusammenwirkung mit der Nut 25 ausgebildet ist und den anderen Teil der Drehsicherung bildet.
Beim Einführen der Welle 12 in die Nabe 11 ist die Welle 12 so gegenüber der Nabe 11 auszurichten, dass die Nase 24 in die Nut 25 fasst. Solange die Nase 24 in die Nut 25 fasst, ist die Welle-Nabe-Verbindung gegen Verdrehung gesichert. Sobald die Welle 12 so weit in die Nabe 11 eingeführt ist, dass sie auf der Oberseite der Nabe 11 hervorsteht, wird die Nase 24 freigegeben und die Welle-Nabe-Verbindung kann durch Verdrehung der Welle 12 und Nabe 11 gegeneinander arretiert werden. Durch die Drehsicherung ist gewährleistet, dass die Arretierung erst durchgeführt werden kann, wenn die Welle 12 durch die Nabe 11 vollständig hindurchgeht.
Des Weiteren ist an der Welle 12 ein als umlaufender, vorspringender Ring ausgebildeter Anschlag 22 vorgesehen. Der Anschlag 22 ist so an der Welle 12 angeordnet, dass er an der Unterseite des Trägertellers 21 anstößt, sobald die Nase 24 freigegeben ist. Dadurch wird die Welle 12 immer nur mit einer vorherbestimmten Länge in die Nabe 11 eingeführt und die Welle-Nabe-Verbindung ist immer exakt ausgerichtet. Nach dem Einführen der Welle 12 bis zum Anschlag 22, werden Welle 12 und Nabe 11 gegeneinander verdreht, um so einen Reibschluss zu erzeugen. Dadurch kann eine durch einen Drehantrieb ausgeübte Rotationsbewegung über die Welle 12 auf die Schleifscheibe schlupffrei übertragen werden. Der Trägerteller 21 der Schleifscheibe ist aus naturfaserverstärktem Material ausgebildet. Dies macht die Verwendung einer Einlage 20 aus hinreichend druckfestem Kunststoff zur Ausbildung der Nabe 11 notwendig, da dadurch gewährleistet ist, dass die Nabe durch die auf sie aufgebrachten Kräfte nicht beschädigt wird. Wenn das Material des Trägertellers 21 ausreichend druckfest ist, können die Kreiskeilflächen 14 unmittelbar am Trägerteller ausgeformt sein, und es ist keine Hohlzylindereinlage erforderlich.
2 zeigt eine erfindungsgemäße Welle-Nabe-Verbindung einer Schleifwerkzeugantriebswelle 12 und eines Schleifwerkzeugs 13, welches als Schleifwalze ausgebildet ist. Die Welle 12 weist ein freies Ende 15 auf, welches als Kreiszylinder mit einer glatten Oberfläche ausgebildet ist. Der Umfang des Kreiszylinders ist dabei so dimensioniert, dass dieser in der Nabe 11 der Schleifwalze, welche auf ihrer Innenoberfläche mit als Kreiskeilflächen ausgebildeten Gegenstücken 14' versehen ist, frei drehbar ist. Das freie Ende 15 der Welle 12 ist so angeordnet, dass es in etwa bündig mit der Schleifwalze abschließt. Der Rest der Welle 12 ist, ebenso wie die Nabe 11, mit axial verlaufenden Kreiskeilflächen 14 versehen. Die Kreiskeilflächen 14, 14' der Welle 12 und der Nabe 11 sind im Wesentlichen formgleich ausgebildet und korrespondieren miteinander. Insgesamt weisen sowohl die Welle 12 als auch die Nabe 11 drei umlaufend angeordnete Kreiskeilflächen 14, 14' auf, die lückenlos hintereinander angeordnet sind (siehe 2a und 2b). Die Kreiskeilflächen 14' der Nabe 11 sind in Axialrichtung durchgängig ausgebildet.
An einer der Kreiskeilflächen 14 der Welle 12 ist im Randbereich zum freien Ende 15 der Welle 12 hin eine radial vorspringende Nase 24 ausgebildet. Die Nase 24 bildet zusammen mit einer in der Nabe 11 ausgebildeten Nut (hier nicht dargestellt) eine Drehsicherung. In der in 2 gezeigten Position ist die Welle 12 zur Verdrehung freigegeben. Dies wird dadurch erreicht, dass im Bereich der Nut eine Ausnehmung (hier nicht dargestellt) vorhanden ist, in der sich die Nase 24 bei Verdrehung der Welle 12 frei bewegen kann, wenn die vorbestimmte Welle-Nabe-Position erreicht ist.
Die Nabe 11 der Schleifwalze ist in der Innenoberfläche einer Hohlzylindereinlage 20 ausgebildet, welche beispielsweise aus druckfestem Kunststoff hergestellt ist. Die Zylindereinlage 20 wird von einem hohlzylinderförmigen Schleifkörper 19 umgeben. Der Schleifkörper 19 ist beispielsweise aus einem Hartstruktur-Vlies hergestellt. Er kann aber auch andere Schleifmittel, wie zum Beispiel Schleiflamellen, aufweisen. Grundsätzlich kann auf den Einsatz einer Einlage 20 verzichtet werden und die Nabe 11 direkt im Grundkörper 19 geformt sein, wenn das Material des Grundkörpers 19 eine ausreichende Festigkeit aufweist und Beschädigungen an der Nabe 11 aufgrund Materialversagens ausgeschlossen werden können. Die Welle 12 und die Nabe 11 des Schleifwerkzeugs 13 sind relativ zueinander verdreht, so dass ein Reibschluss zwischen der Welle 12 und der Nabe 11 vorliegt. Die Welle-Nabe-Verbindung befindet sich also in der hier gezeigten Darstellung in einem fixierten Zustand. Der Pfeil 16 deutet die Antriebsdrehrichtung an, mit der die Antriebswelle 12 um ihre Längsachse 17 rotiert. Die Antriebsdrehrichtung 16 entspricht der Drehrichtung der Welle 12 beim Fixieren der Welle-Nabe-Verbindung. Dadurch kann sich die Welle-Nabe-Verbindung während des Schleifvorgangs nicht lösen.
3a zeigt eine Seitenansicht der Nabe 11 aus 2, in die das als Kreiszylinder ausgebildete freie Ende 15 der Welle 12 eingeführt ist. Das freie Ende 15 ist umlaufend mit Spiel gegenüber der Nabe 11 ausgebildet und dadurch in jeder beliebigen Stellung in die Nabe 11 einführbar. Es kann frei in der Nabe 11 gedreht werden.
3b zeigt die Nabe 11 mit eingeführter Welle 12, wobei die Kreiskeilflächen 14' der Nabe 11 und die Kreiskeilflächen 14 der Welle 12 ineinandergreifen. Die Nabe 11 und die Welle 12 sind mit Spiel gefügt. In der in 3b gezeigten Darstellung befindet sich die Welle 12 im zentrierten Zustand und kann entlang ihrer Längsachse 17 frei verschoben werden. Durch relatives Verdrehen der Welle 12 und der Nabe 11 gegeneinander, kann ein Reibschluss zwischen der Welle 12 und der Nabe 11 hergestellt werden.

Claims

Welle-Nabe-Verbindung zur Befestigung eines Schleifwerkzeugs (13) auf einer Schleifwerkzeugantriebswelle (12), dadurch gekennzeichnet, dass auf der Umfangsfläche der Welle (12) oder auf der Innenfläche der Schleifwerkzeugnabe (11) eine Anzahl Kreiskeilflächen (14) und auf dem anderen der beiden Bauteile eine Anzahl mit den Kreiskeilflächen (14) zusammenwirkender Gegenstücke (14') vorhanden sind, dass durch Verdrehen der Welle (12) und Nabe (11) gegeneinander ein Reibschluss zwischen Welle (12) und Nabe (11) erzeugbar ist, und dass eine Drehsicherung zur Sperrung und Freigebung der relativen Verdrehung von Welle (12) und Nabe (11) vorhanden ist, wobei die Drehsicherung ausgebildet ist, die Verdrehung zumindest bei einer vorherbestimmten Welle-Nabe-Position freizugeben.
Welle-Nabe-Verbindung gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Gegenstücke (14') ebenfalls als Kreiskeilflächen ausgebildet sind.
Welle-Nabe-Verbindung gemäß Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass in der vorherbestimmten Welle-Nabe-Position das freie Ende der Welle (12) bündig mit der Nabe (11) abschließt.
Welle-Nabe-Verbindung gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Drehsicherung eine Nase (24) und eine mit der Nase (24) korrespondierende Nut (25) umfasst, wobei jeweils eine Komponente an der Welle (12) und die andere Komponente an der Nabe (11) angeordnet ist.
Welle-Nabe-Verbindung gemäß Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Nase (24) am Freien Ende der Welle (12) angeordnet ist.
Welle-Nabe-Verbindung gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass an der Welle (12) ein Anschlag (22) und an der Nabe (11) eine korrespondierende Anschlagsfläche zur Lagefixierung der vorherbestimmten Welle-Nabe-Position ausgebildet sind.
Welle-Nabe-Verbindung gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Nabe (11) in Axialrichtung betrachtet in ihrem Endbereich, welcher vor dem Fügen von Welle (12) und Nabe (11) der Welle (12) zugewandt ist, umlaufend mit Spiel gegenüber der Welle (12) und/oder die Welle (12) im Bereich ihres freien Endes (15) umlaufend mit Spiel gegenüber der Nabe (11) ausgebildet sind.
Welle-Nabe-Verbindung gemäß einem der Ansprüche 2 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Welle (12) und die Nabe (11) jeweils drei, im Wesentlichen formgleiche Kreiskeilflächen (14, 14') aufweisen.
Welle-Nabe-Verbindung gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Antriebsdrehrichtung (16) der Antriebswelle (12) der Wellendrehrichtung beim Erzeugen des Reibschlusses entspricht.
Welle-Nabe-Verbindung gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Schleifwerkzeug (13) im Wesentlichen aus Naturfasermaterial hergestellt sind, wobei die Nabe (11) von einer ring- oder zylinderförmigen Einlage (20), welche aus Metall oder Kunststoff hergestellt ist, gebildet ist.
Welle-Nabe-Verbindung gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Schleifwerkzeug (13) eine Schleifscheibe oder eine Schleifwalze ist.
Verwendung einer Welle-Nabe-Verbindung zur Befestigung eines Schleifwerkzeugs (13) auf einer Schleifwerkzeugantriebswelle (12), wobei auf der Umfangsfläche der Welle (12) oder auf der Innenfläche der Schleifwerkzeugnabe (11) eine Anzahl Kreiskeilflächen (14) und auf dem anderen der beiden Bauteile eine Anzahl mit den Kreiskeilflächen (14) zusammenwirkender Gegenstücke (14') vorhanden sind, wodurch durch Verdrehen der Welle (12) und Nabe (11) gegeneinander ein Reibschluss zwischen Welle (12) und Nabe (11) erzeugbar ist.
Verwendung gemäß Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass das Schleifwerkzeug (13) so auf der Welle (12) angeordnet wird, dass die Antriebsdrehrichtung (16) der Welle (12) derjenigen Drehrichtung entspricht, in der die Welle (12) beim Herstellen des Reibschlusses zwischen Welle (12) und Nabe (11) gedreht wird.