-
Die
Erfindung betrifft eine Spanneinrichtung zum werkzeuglosen axialen
Festspannen eines scheibenförmigen
Werkzeugs mit den Merkmalen des Oberbegriffs von Anspruch 1.
-
Spanneinrichtungen
der in Rede stehenden Art sind für
Standwerkzeugmaschinen und Handwerkzeugmaschinen, bei denen ein
scheibenförmiges
Werkzeug von Zeit zu Zeit verschleißbedingt ausgewechselt und
ein neues Werkzeug festgespannt werden muß, seit langer Zeit bekannt.
Werkzeugmaschinen der in Rede stehenden Art sind insbesondere Tischkreissägen, Handkreissägen, Winkelschleifer
etc.. Werkzeuge der in Rede stehenden Art sind insbesondere Sägeblätter, Schleifscheiben, Gummiteller
o. dgl..
-
Das
Bestreben bei Spanneinrichtungen der in Rede stehenden Art geht
dahin, werkzeuglos arbeiten zu können.
Ein Problem besteht dabei darin, daß die Spanneinrichtung so ausgelegt
sein muß, daß sie sich
im Betrieb der Werkzeugmaschine keinesfalls von selbst lösen kann.
Das führt
dazu, daß sich
die Spanneinrichtung im Betrieb der Werkzeugmaschine von selbst
immer weiter festzieht. Deshalb muß man zum Lösen des Werkzeugs im Regelfall groß dimensionierte
Hilfswerkzeuge einsetzen.
-
Eine
Methode, um werkzeuglos arbeiten zu können besteht darin, das Handrad
einstückig
mit dem Gewindestutzen auszuführen
und den Gewindestutzen mit der Antriebswelle auf Block zu verschrauben.
Zwischen dem mit dem Gewindestutzen drehfest verbundenen Handrad
und einem den stutzenseitigen Flansch des Gewindestutzens außen umgebenden
Druckflansch, der gegenüber
dem Handrad axial verstellbar ist, befindet sich ein als starke
Schraubendruckfeder ausgeführtes
Federelement, das die Kraft zum axialen Festspannen des Werkzeugs
am Flansch der Antriebswelle definiert bereitstellt (
DE-A-30 12 836 ). Diese Konstruktion
gewährleistet,
daß sich
die Spanneinrichtung im Betrieb der Werkzeugmaschine nicht von selbst
weiter festzieht. Die Anpreßkraft
zum axialen Festspannen des Werkzeugs, die mittels der Feder aufgebracht
wird, ist aber für
beispielsweise Tischkreissägen
und andere hochbelastete Maschinen mitunter zu gering.
-
Bei
der bekannten Spanneinrichtung, von der die Erfindung ausgeht (
DE-A-37 00 968 ),
erreicht man eine hohe, nicht nur durch eine Feder aufgebrachte
Kraft zum axialen Festspannen des Werkzeugs am Flansch der Antriebswelle
dadurch, daß das
Handrad vom Gewindestutzen getrennt ist und zwischen dem Handrad
und dem Gewindestutzen eine Krafübertragungsverbindung
vorliegt. Dabei ist hier die Kraftübertragungsverbindung als Planetengetriebe
ausgeführt.
Beim Lösen
der Spanneinrichtung kann durch Drehen des Handrades eine das Drehmoment
erhöhende
Wirkung des Planetengetriebes durch geringfügiges Abschrauben mit axialem Entspannen
einfach beseitigt werden. Der Reibschluß zwischen einem Flansch der
Spanneinrichtung und dem Werkzeug kann durch Drehen des Handrades
von Hand aufgehoben werden. Danach kann die gesamte Spanneinrichtung
ohne weitere Wirksamkeit des Planetengetriebes als Einheit abgeschraubt
werden.
-
Die
Konstruktion der Spanneinrichtung mit Planetengetriebe ist natürlich relativ
aufwendig. Der Lehre liegt daher das Problem zugrunde, eine gattungsgemäße Spanneinrichtung
so auszugestalten, daß sie
die gewünschte
axiale Entlastungsfunktion beim Lösen der Spanneinrichtung erzielt,
ohne daß ein
Getriebe, insbesondere ein Planetengetriebe, eingesetzt werden muß.
-
Die
Lehre der Erfindung löst
das zuvor aufgeworfene Problem bei einer Spanneinrichtung mit den
Merkmalen des Oberbegriffs von Anspruch 1 durch die Merkmale des
kennzeichnenden Teils von Anspruch 1. Bevorzugte Ausgestaltungen
und Weiterbildungen sind Gegenstand der Unteransprüche.
-
Erfindungsgemäß ist der
Gewindestutzen der Spanneinrichtung mit zwei Gewinden unterschiedlicher
Steigung versehen. Das Basisgewinde mit großer Steigung erlaubt das schnelle
Befestigen der Spanneinrichtung an der Antriebswelle. Bei dieser
Maßnahme
tritt das Handrad mit dem Zusatzgewinde noch nicht in Funktion.
Wie im Stand der Technik kann insoweit die Spanneinrichtung als
eine Einheit wie eine übliche
Spannmutter gehandhabt werden. Im weiteren Verlauf der Spannbewegung
beim Aufspannen eines Werkzeugs tritt das Handrad in Funktion. Dessen
zum Zusatzgewinde am Gewindestutzen passendes Zusatzgegengewinde
weist eine wesentlich geringere Steigung als das Basisgewinde auf.
Dementsprechend kann auf dem letzten Wegstück der Spannbewegung des Druckflansches am
Handrad eine erhebliche Anpreßkraft
erreicht werden.
-
Die
zwischen dem Handrad und dem Gewindestutzen befindliche Rückstellfeder
stellt sicher, daß das
Zusatzgegengewinde am Handrad auf dem Zusatzgewinde am Gewindestutzen
nicht auf Block gefahren werden kann. Ein übermäßiges Festziehen an dieser
Stelle wird verhindert. Beim Lösen
der Spanneinrichtung kann somit der Reibschluß des Druckflansches am Werkzeug
von Hand überwunden
werden, die Spanneinrichtung ist werkzeuglos verwendbar.
-
Im
folgenden wir die Erfindung anhand einer lediglich Ausführungsbeispiele
darstellenden Zeichnung näher
erläutert.
Bevorzugte Ausgestaltungen und Vorteile der Lehre der Erfindung
werden in diesem Zusammenhang ausführlich mit beschrieben. In der
Zeichnung zeigt
-
1 in
einem Schnitt ein erstes Ausführungsbeispiel
einer erfindungsgemäßen Spanneinrichtung,
-
2 die
Spanneinrichtung aus 1 in Draufsicht, wobei die Lage
des Schnittes gemäß 1 mit
I-I angedeutet ist,
-
3 in
einer 1 entsprechenden Darstellung ein zweites Ausführungsbeispiel
einer erfindungsgemäßen Spanneinrichtung,
-
4 die
Darstellung aus 3 mit eingezeichnetem Werkzeug,
-
5 in
einer 2 entsprechenden Darstellung eine Draufsicht auf
die Spanneinrichtung aus 4, die Schnittlage mit IV-IV
eingezeichnet,
-
6 in
perspektivischer Ansicht die Spanneinrichtung aus 3.
-
Die
in 1 und 2 in einem ersten Ausführungsbeispiel
dargestellte erfindungsgemäße Spanneinrichtung
dient zum werkzeuglosen axialen Festspannen eines scheibenförmigen Werkzeugs 1 einer
Werkzeugmaschine. Insbe sondere kann es sich um ein Sägeblatt
einer Tischkreissäge
o. dgl. handeln. Aber auch handgehaltene Werkzeugmaschinen, beispielsweise
eine Handkreissäge,
ein Winkelschleifer oder eine sonstige Werkzeugmaschine, die ein
scheibenförmiges
Werkzeug 1 verwendet, benötigen eine solche Spanneinrichtung.
-
Das
Ausführungsbeispiel
von 1 und 2 zeigt nur die Spanneinrichtung,
nicht das Werkzeug 1 und zusätzliche Bauteile der Werkzeugmaschine.
Beim zweiten Ausführungsbeispiel
gemäß 4 sind
diese Bauteile jedoch eingezeichnet. Genauso kann das auch beim
ersten Ausführungsbeispiel
gemäß 1 und 2 aussehen.
Nachfolgend wird zunächst
der grundsätzliche
Aufbau der Spanneinrichtung in Verbindung mit den zugehörigen Bauteilen
der Werkzeugmaschine anhand von 4 erläutert.
-
Dargestellt
in 4 ist eine Druckscheibe 1 für das Werkzeug 1 sowie
ein Flansch 2 an einer Antriebswelle 3 der Werkzeugmaschine.
Die Darstellung macht deutlich, daß diese Teile nicht zur Spanneinrichtung
selbst gehören.
Die Spanneinrichtung ist aber auf die besonderen Umstände bei
einer bestimmten Werkzeugmaschine abgestimmt. Ein solcher Umstand
ist die Tatsache, daß das
flanschseitige Ende der Antriebswelle 3 der Werkzeugmaschine ein
Gewinde 4 mit einer bestimmten Steigung aufweist, das der
Befestigung der Spanneinrichtung an der Antriebswelle 3 dient.
-
Die
Spanneinrichtung selbst (1, 3 und 4)
weist einen zentralen Gewindestutzen 5 mit einem zum Gewinde 4 der
Antriebswelle 3 passenden Basisgewinde 6 auf.
Dieses ist mit dem Gewinde 4 der Antriebswelle 3 verschraubbar.
Der zentrale Gewindestutzen 5 weist ferner einen stutzenseitigen
Flansch 7 auf, an dem das Basisgewinde 6 endet.
-
Am
Gewindestutzen 5, und zwar an dessen vom stutzenseitigen
Flansch 7 abgewandten Ende, befindet sich koaxial zum Gewindestutzen 5 angebracht
ein gegenüber
dem Gewindestutzen 5 drehbares und axial verlagerbares
Handrad 8. Das Handrad 8 trägt außen einen Griffkranz 9,
beispielsweise aus thermoplastischem Kunststoff, um eine bessere Griffigkeit
des Handrades 8 zu erzielen. Das Handrad 8 hat
einen wesentlich größeren Durchmesser
als der Gewindestutzen 5, so daß es von der Hand einer Bedienungsperson
gut und be quem und mit gutem Wirkungsgrad gepackt werden kann. Zwischen
dem Handrad 8 und dem Gewindestutzen 5 befindet
sich eine Kraftübertragungsverbindung.
-
Bis
hierhin stimmen die Ausführungsbeispiele
von 1 einerseits und 3 und 4 andererseits überein.
-
In
dem in 1 und 2 dargestellten ersten Ausführungsbeispiel
erkennt man, daß der
Gewindestutzen 5 an seinem vom stutzenseitigen Flansch 7 abgewandten
Ende ein Zusatzgewinde 10 mit einer wesentlich geringeren
Steigung als das Basisgewinde 6 aufweist, daß das Handrad 8 ein
zum Zusatzgewinde 10 passendes Zusatzgegengewinde 11 aufweist,
das mit dem Zusatzgewinde 10 verschraubt ist, daß zwischen
dem Handrad 8 und einem Stützflansch 12 am Gewindestutzen 5 eine
axial wirkende, das Handrad 8 axial vom Gewindestutzen 5 wegdrückende Rückstellfeder 13 angeordnet
ist und daß am
Handrad 8 an dessen dem stutzenseitigen Flansch 7 des
Gewindestutzens 5 zugewandten Seite ein den stutzenseitigen
Flansch 7 des Gewindestutzens 5 außen umgebender
Druckflansch 14 angeordnet ist, der durch Drehen des Handrades 8 relativ
zum Gewindestutzen 5 axial verstellbar ist dergestalt,
daß zum
axialen Festspannen des Werkzeugs 1 am Flansch 2 der
Antriebswelle 3 der Druckflansch 14 an das Werkzeug 1 bzw.
an dessen Druckscheibe 1' axial
angepreßt
wird.
-
Die
Rückstellfeder 13 bildet
hier zugleich eine reibschlüssige
Drehmitnahmeverbindung des Handrades 8 mit dem Gewindestutzen 5,
so daß das Handrad 8 mit
dem Gewindestutzen 5 als Einheit gedreht werden kann, solange
die Gegenkräfte
ein bestimmtes Maß nicht überschreiten.
Die Drehmitnahmeverbindung durch die Rückstellfeder 13 kann
auch eine überwindbar-formschlüssige Drehmitnahmeverbindung
sein, beispielsweise durch eine wellenförmige Ausführung der Rückstellfeder 13 oder
eine zusätzliche
wellenförmige
Scheibe. Durch kalottenartige Vertiefungen und darin eingreifende
Vorsprünge, die
bei Überschreiten
eines bestimmten Drehmomentes gegen Federkraft zurückgedrückt werden,
ergibt sich so eine an sich formschlüssige, aber gegen Federkraft überwindbare
Drehmitnahmeverbindung.
-
Man
erkennt in 1, daß hier das Handrad 8 mit
dem Gewindestutzen 5 eine insgesamt mit dem Gewinde 4 der
Antriebswelle 3 verschraubbare Einheit bildet. Durch die
Rückstellfeder 13 zwischen
dem Handrad 8 und dem Gewindestutzen 5 wird hier
ein Reibschluß erzeugt,
der eine Handhabung der Spanneinrichtung als Einheit erlaubt. Wird
diese Einheit mittels des Basisgewindes 6 auf dem Gewindestutzen 5 in
das (hier nicht gezeigte) Gewinde 4 der Antriebswelle 3 eingeschraubt,
so setzt sich das so lange fort, bis der stutzenseitige Flansch 7 auf
die Stirnseite der Antriebswelle 3 trifft. Jetzt ist ein
weiteres Verschrauben des Basisgewindes 6 mit dem Gewinde 4 nicht
mehr möglich.
Die reibschlüssige
Kupplung des Handrades 8 mit dem Gewindestutzen 5 verliert
ihre Wirkung, das Handrad 8 kann mittels des Zusatzgegengewindes 11 auf
das Zusatzgewinde 10 des Gewindestutzens 5 aufgeschraubt
werden. Dadurch verlagert sich der Druckflansch 14 nach
unten und wird axial an die Druckscheibe 1' und diese an das Werkzeug 1 angepreßt (entsprechend
wie in 4). Die Bemaßungen
von Zusatzgewinde 10 und Zusatzgegengewinde 11 einerseits
und Rückstellfeder 13 andererseits
stellen sicher, daß diese
nicht auf "Block" fahren können.
-
Im
Stand der Technik weist die Antriebswelle 3 als Gewinde 4 ein
Außengewinde
auf, auf das das als Innengewinde ausgeführte Basisgewinde 6 des Gewindestutzens 5 aufgeschraubt
wird. Diese Konstruktion ist auch bei der erfindungsgemäßen Spanneinrichtung
möglich.
Das in 1 dargestellte Ausführungsbeispiel zeigt jedoch,
daß hier
das Basisgewinde 6 am Gewindestutzen 5 als Außengewinde ausgeführt ist,
und zwar so, daß es
am stutzenseitigen Flansch 7 endet. Das paßt zu einer
hohlen, mit Innengewinde ausgeführten
Antriebswelle 3 (4).
-
In
entsprechender Weise ist auch das Zusatzgewinde 10 am Gewindestutzen 5 als
Außengewinde
ausgeführt.
Dementsprechend ist dann das Zusatzgegengewinde 11 am Handrad 8 ein
Innengewinde. Auch dort könnte
die umgekehrte Anordnung realisiert werden, ohne am Funktionsprinzip
der erfindungsgemäßen Spanneinrichtung
etwas zu ändern.
-
1 zeigt
ferner eine Konstruktion, durch die sichergestellt ist, daß das Handrad 8 am
Gewindestutzen 5 gegen Abschrauben gesichert ist. Im dargestellten
Ausführungsbeispiel
weist dazu der Gewindestutzen 5 zwischen dem stutzenseitigen Flansch 7 und
dem Stützflansch 12 für die Rückstellfeder 13 eine
Ringnut 15 auf, in die radial von außen her Blockierstifte 16 am
Handrad 8 hineinragen. Dadurch kann das Handrad 8 nur
bis zu dem in 1 gezeigten Ausmaß gegenüber dem
Gewindestutzen 5 hochgeschraubt werden. Ist die in 1 gezeigte Position
erreicht, so blockieren die Blockierstifte 16 ein weiteres
Zurückschrauben
des Handrades 8. Vielmehr nimmt das Handrad 8 dann
den Gewindestutzen 5 mit, so daß sich das Basisgewinde 6 aus dem
Gewinde 4 der Antriebswelle 3 herausdrehen läßt.
-
2 zeigt
das Handrad 8 in Draufsicht und gestrichelt die in Draufsicht
an sich nicht sichtbaren Bereiche mit den Blockierstiften 16 in
der Ringnut 15.
-
Das
dargestellte und bevorzugte Ausführungsbeispiel
zeigt die Ausführung
der Rückstellfeder 13 als
Tellerfeder. Hier könnte
z. B. eine elastisch verformbare Federscheibe vorgesehen sein oder auch
eine Wellenscheibe aus Federstahl. Wesentlich ist, daß einerseits
die Rückstell-Federwirkung
bereitgestellt wird, andererseits eine reibschlüssige Drehmitnahme des Gewindestutzens 5 durch
das Handrad 8 beim Einschrauben des Basisgewindes 6 in
das Gewinde 4 der Antriebswelle 3 gewährleistet
ist.
-
In 1 ist
dargestellt, daß die
Rückstellfeder 13 innerhalb
der Spanneinrichtung gut geschützt und
damit verschmutzungsunempfindlich angeordnet ist. Es ist nämlich vorgesehen,
daß die
Rückstellfeder 13 in
einer zwischen dem Handrad 8 und dem Stützflansch 12 am Gewindestutzen 5 gebildeten
Kammer 17 angeordnet ist.
-
Das
in den 3 bis 6 dargestellte weitere Ausführungsbeispiel
zeigt zunächst
eine ähnliche
Konstruktion wie das in den 1 und 2 dargestellte
erste Ausführungsbeispiel.
Im Gegensatz zur Darstellung in 1 und 3 ist
für das zweite
Ausführungsbeispiel
in der Darstellung gemäß 4 das
Werkzeug 1 mit der Druckscheibe 1' am Flansch 2 der Antriebswelle 3 eingezeichnet,
so daß die
Zusammenhänge
bei eingebauter Spanneinrichtung verstanden werden können. Auf
die weiter oben bereits gemachten Ausführungen darf hierzu hingewiesen
werden. In den 3, 4 und 5 werden
für gleiche
Bauteile die gleichen Bezugszeichen wie in den 1 und 2 verwendet.
-
In 4 erkennt
man, daß der
stutzenseitige Flansch 7 des Gewindestutzens 5 nicht
am Werkzeug 1, sondern nur an der Stirnseite der Antriebswelle 3 axial
zur Anlage bringbar ist. Es ist also so, daß das reibschlüssige Festspannen
des Werkzeugs 1 mit der Druckscheibe 1' am Flansch 2 der
Antriebswelle 3 nur mittels des Druckflansches 14 am
Handrad 8 erfolgt. Das führt zu der erfindungsgemäß zweckmäßigen werkzeuglosen
Lösbarkeit
der Spanneinrichtung, obwohl kein kompliziertes Getriebe vorgesehen
ist.
-
Ein
Vergleich von 3 und 4 zeigt
ferner folgendes:
In 3 ist das
Handrad 8 gegenüber
dem Gewindestutzen 5 auf dem Zusatzgewinde 10 weitestgehend
nach oben geschraubt worden bis kurz vor der Blockierung durch den
Ringflansch der Sicherungsschraube 18. Das ist die Ausgangsstellung
der Spanneinrichtung. In dieser Stellung kann die Spanneinrichtung
wegen der reibschlüssigen
Kopplung von Handrad 8 und Gewindestutzen 5 durch
die Rückstellfeder 13 in
der Kammer 17 als Einheit gehandhabt werden.
-
Diese
Einheit wird in das in 4 erkennbare Gewinde 4 an
der Stirnseite der Antriebswelle 3 eingeschraubt. Dieses
Einschrauben setzt sich solange fort bis, wie zuvor ausgeführt, der
stutzenseitige Flansch 7 des Gewindestutzens 5 an
der Stirnseite der Antriebswelle 3 axial zur Anlage kommt (4).
Damit sitzt der Gewindestutzen 5 fest auf der Antriebswelle 3.
-
Ist
der zuvor erläuterte
Zustand erreicht, so ist jedoch das Werkzeug 1 noch nicht
hinreichend festgespannt. Um das zu erreichen wird nun das Handrad 8 weitergedreht,
und zwar unter Überwindung
des Reibschlusses der Rückstellfeder 13.
Dadurch wird der Druckflansch 14 an die Druckscheibe 1' angepreßt, diese überträgt die Anpreßkraft auf
das Werkzeug 1. Dadurch wird das Werkzeug 1 letztlich am
Flansch 2 festgespannt. Man erkennt das in 4 daran,
daß das
Handrad 8 gegenüber
dem Gewindestutzen 5 etwas "tiefer" sitzt und die Rückstellfeder 13 etwas
zusammengedrückt
worden ist.
-
Anders
als beim Ausführungsbeispiel
von 1 und 2 ist in 3 bis 5 die
Abschraubsicherung des Handrades 8 durch eine zusätzliche
Sicherungs schraube 18 verwirklicht, die axial in ein Innengewinde 19 des
Gewindestutzens 5 eingeschraubt ist.
-
3 und 4 zeigen
im übrigen
eine weitere Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Spanneinrichtung dergestalt,
daß zwischen
dem Druckflansch 14 und dem Handrad 8 noch zusätzlich ein reibungsminderndes
Zwischenelement 20 angeordnet ist. Im dargestellten und
bevorzugten Ausführungsbeispiel
handelt es sich um eine Rollenlageranordnung. Diese zeigt eine untere,
den Druckflansch 14 bildende Lagerscheibe, darüber die
Lagerrollen 21 und darüber
eine obere Lagerscheibe 22, die ihrerseits reibschlüssig am
Handrad 8 anliegt. Damit wird die Drehbewegung des Handrades 8 über die Rollen 21,
die in 5 gestrichelt dargestellt sind, möglich gemacht.
Die im Ausführungsbeispiel
von 1 zwischen dem Druckflansch 14 und dem Werkzeug 1 bestehende
Gleitreibung wird bei diesem Ausführungsbeispiel durch die im
Zwischenelement 20 realisierte – geringere – Rollreibung
ersetzt (4).
-
6 zeigt
zur weiteren Erläuterung
eine perspektivische Ansicht einer Spanneinrichtung gemäß 3,
bei der man besonders gut auch den aus Elastomermaterial bestehenden
Griffkranz 9 am Handrad 8 erkennt.