DE102007036786A1

DE102007036786A1 - Adapter für eine motorisch angetriebene Werkzeugmaschine mit drehbar anzutreibendem Werkzeug

Info

Publication number: DE102007036786A1
Application number: DE200710036786
Authority: DE
Inventors: Katharina Holzer; Daniel Grolimund; Marco Braun; Adolf Zaiser
Original assignee: Robert Bosch GmbH
Current assignee: Robert Bosch GmbH
Priority date: 2007-04-19
Filing date: 2007-08-03
Publication date: 2008-10-23
Also published as: CN101663136B; EP2308650A1; CN102189535A; CN102189535B; US20120056388A1; EP2152475A1; US20100052269A1; ATE487565T1; WO2008128862A1; US8403341B2; DE502008001774D1; US8113520B2; EP2152475B1; CN101663136A

Abstract

Ein Adapter für eine motorisch angetriebene Werkzeugmaschine mit drehbar anzutreibendem Werkzeug weist an einer Stirnseite Formschlussgegenstücke auf, die an Formschlusselemente der Werkzeugwelle angepasst sind. An der gegenüberliegenden Stirnseite sind über den Umfang verteilt mehrere axial überstehende Dorne angeordnet.

Description

Die Erfindung bezieht sich auf einen Adapter für eine motorisch angetriebene Werkzeugmaschine mit drehbar anzutreibendem Werkzeug, insbesondere für eine Handwerkzeugmaschine.
Stand der Technik
In der DE 10 2004 050 798 A1 wird eine Handwerkzeugmaschine mit elektromotorisch angetriebenem Werkzeug auf einer Werkzeugwelle beschrieben, an deren Stirnseite eine Befestigungsvorrichtung zur Aufnahme des Werkzeuges angeordnet ist. Die Befestigungsvorrichtung besteht aus einem radial erweiterten Anlageflansch mit an der Stirnseite axial überstehenden Formschlusselementen, die bei montiertem Werkzeug in zugeordnete Aufnahmen in einem Befestigungsabschnitt des Werkzeugs einragen. Das Werkzeug ist mit Hilfe einer Befestigungsschraube auf der Antriebswelle gesichert, wobei die Befestigungsschraube in eine Gewindebohrung eingeschraubt ist, die in die Stirnseite der Antriebswelle eingebracht ist. Die Formschlusselemente sorgen für eine formschlüssige Verbindung des Werkzeugs an der Antriebswelle in Umfangsrichtung zur Übertragung der Drehbewegung auf das Werkzeug.
Voraussetzung für die Verbindung von Werkzeug und Antriebswelle ist jedoch die geometrische Übereinstimmung der Formschlusselemente an der Stirnseite der Antriebswelle mit den zugeordneten Ausnehmungen im Befestigungsabschnitt des Werkzeugs.
Offenbarung der Erfindung
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, Werkzeuge mit verschiedenartigen Befestigungsaufnahmen verdrehsicher mit der Werkzeugwelle einer Werkzeugmaschine zu verbinden.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß mit den Merkmalen des Anspruches 1 gelöst. Die Unteransprüche geben zweckmäßige Weiterbildungen an.
Der Adapter für eine motorisch angetriebene Werkzeugmaschine mit drehbar anzutreibendem Werkzeug, insbesondere für eine Handwerkzeugmaschine, weist an einer ersten Stirnseite Formschlussgegenstücke auf, die an die Formschlusselemente angepasst sind, die an der Stirnseite der Werkzeugwelle angeordnet sind. An der zweiten, gegenüberliegenden Stirnseite des Adapters sind über den Umfang verteilt mehrere axial überstehende Dorne angeordnet. Diese Dorne ermöglichen einen hohen Kraftschluss sowohl in Achsrichtung als auch in Umfangsrichtung zwischen der Werkzeugwelle und dem Werkzeug, der groß genug ist, um die im laufenden Betrieb auftretenden Kräfte und Momente zwischen Werkzeugwelle und Werkzeug ohne Funktionseinschränkungen übertragen zu können. Die spitz zulaufenden Dorne an einer der Stirnseiten des Adapters dringen geringfügig in den Befestigungsabschnitt des Werkzeuges ein und stellen damit in Umfangsrichtung mindestens annähernd einen Formschluss her, zumindest aber sind aufgrund des Kraftschlusses die übertragbaren Kräfte groß genug für einen ordnungsgemäßen Betrieb unter Ausschluss von in Umfangsrichtung wirkendem Schlupf zwischen Antriebs- bzw. Werkzeugwelle und Werkzeug.
Da der Adapter auf der der Werkzeugwelle zugewandten Seite Formschlussgegenstücke besitzt, die an die Formschlusselemente der Werkzeugwelle angepasst sind, wird auf dieser Seite ein Formschluss realisiert. Die Dorne auf der gegenüberliegenden Stirnseite des Adapters können mit verschiedenartigen Befestigungsabschnitten diverser Werkzeuge verbunden werden, ungeachtet dessen, ob diese Befestigungsabschnitte selbst mit Formschlussgegenstücken ausgestattet sind.
Für eine sichere Befestigung insbesondere in Achsrichtung zwischen dem Werkzeug und der Werkzeugwelle ist der Adapter ringförmig ausgebildet und weist eine zentrale Ausnehmung zur Aufnahme eines Sicherungselementes, beispielsweise einer Sicherungsschraube auf. Diese zentrale Ausnehmung wird von einem Stutzen begrenzt, der sich vorteilhafterweise in Achsrichtung gesehen über die die Dorne aufweisende Stirnseite erhebt, wobei die Dorne vorzugsweise einen kleineren axialen Überstand gegenüber der Stirnseite aufweisen als der Stutzen. In der Betriebsposition ragt der überstehende Stutzen in eine korrespondierende Ausnehmung im Befestigungsabschnitt des Werkzeuges ein, so dass die Stirnfläche des Befestigungsabschnittes in Anlage mit den Spitzen der Dorne gelangt. Der axiale Überstand des Stutzens bezogen auf die Dorne stellt zugleich eine Sicherheitsmaßnahme gegen unbeabsichtigtes Verkratzen empfindlicher Oberflächen für den Fall einer Ablage des Adapters mit den Dornen nach unten dar, da der Adapter auf dem Stutzen abgelegt wird und die Spitzen der Dorne mit geringfügigem Abstand zur Ablagefläche liegen.
Die Dorne, welche bevorzugt einteilig mit dem Adapter ausgebildet sind, weisen zweckmäßig eine konische Form auf, wobei grundsätzlich auch andere Geometrien für die Dorne in Betracht kommen, solange diese mit einer Spitze versehen sind. Gemäß einer weiteren zweckmäßigen Ausführung sind die Dorne von einer ringförmigen Vertiefung umgeben, die bezogen auf die die Dorne aufweisende Stirnseitenebene axial zurückgesetzt ist. Diese Vertiefung ermöglicht die Aufnahme von Schmutz- und Staubpartikeln von dem Befestigungsabschnitt des Werkzeuges, wodurch ein besserer Kontakt zwischen den Dornen und der Oberfläche des Befestigungsabschnittes auch im verschmutzten Zustand gewährleistet ist. Die axiale Tiefe der Vertiefung, die sich in Gegenrichtung zu den Dornen erstreckt, ist vorteilhafterweise geringer als dir axiale Überstand der Dorne und beträgt beispielsweise etwa die Hälfte der Erhebung der Dorne.
Um eine feste Verbindung zwischen Adapter und Werkzeug im Sinne eines Zwangs- bzw. Quasi-Formschlusses herzustellen, sind über den Umfang eine Mehrzahl insbesondere gleichartig aufgebauter Dorne am Adapter vorgesehen. Jeweils mehrere Dorne können in Radialrichtung gesehen hintereinander liegend angeordnet sein, und zwar über den Umfang verteilt in einer Mehrzahl derartiger radialer Reihen. Beispielsweise ist jeweils eine Radialreihe mit Dornen zwischen zwei benachbarten Formschlussgegenstücken im Adapter angeordnet, so dass die Anzahl der Reihen mit Dornen identisch ist mit der Anzahl an Formschlussgegenstücken im Adapter.
Des Weiteren kann es zweckmäßig sein, die Formschlussgegenstücke im Adapter als Ausnehmungen auszubilden, die zur Aufnahme der üblicherweise als Erhebungen ausgebildeten Formschlusselemente an der Stirnseite der Werkzeugwelle dienen. Um den Adapter an verschiedenartige Werkzeugwellen mit unterschiedlichen Formschlussmustern an der Stirnseite anschließen zu können, weisen die den Formschlusselementen zugeordneten Ausnehmungen im Adapter vorteilhafterweise eine in Radialrichtung längliche Form auf, so dass unterschiedlich geformte Erhebungen an der Stirnseite der Werkzeugwelle bzw. Erhebungen in unterschiedlichem radialen Abstand zur Wellenachse von dem Lochmuster im Adapter aufgenommen werden können. Um in Umfangsrichtung jegliches Spiel zu vermeiden, ist die Erstreckung der Ausnehmungen in Umfangsrichtung an die entsprechende Erstreckung der Erhebungen an der Stirnseite der Werkzeugwelle angepasst.
Weitere Vorteile und zweckmäßige Ausführungen sind den weiteren Ansprüchen, der Figurenbeschreibung und den Zeichnungen zu entnehmen. Es zeigen:
1 eine perspektivische Ansicht einer Werkzeugwelle für eine Werkzeugmaschine, insbesondere eine Handwerkzeugmaschine, wobei die Werkzeugwelle an einer Stirnseite einen Anlageflansch mit größerem Durchmesser und am Anlageflansch angeordnete, axial überstehende Formschlusselemente aufweist,
2 ein Werkzeug, das einen Befestigungsabschnitt mit Ausnehmungen zur Aufnahme der Formschlusselemente an der Stirnseite der Werkzeugwelle aufweist,
3 eine stirnseitige Ansicht eines Adapters, der zur Zwischenschaltung zwischen Werkzeugwelle und Werkzeug ausgebildet ist, mit länglichen Ausnehmungen zur Aufnahme der Formschlusselemente an der Stirnseite der Werkzeugwelle und mit an der gegenüberliegenden Stirnseite axial überstehenden Dornen, die im montierten Zustand in die Oberfläche des Befestigungsflansches am Werkzeug eindringen,
4 einen Schnitt durch den Adapter,
5 eine Detailansicht eines einteilig mit dem Adapter ausgebildeten Dorns.
Die in 1 dargestellte Werkzeugwelle 1 findet insbesondere in einer Handwerkzeugmaschine wie z. B. einem Schneid- oder Schleifgerät Verwendung und wird von einem Antriebsmotor in der Werkzeugmaschine rotierend oder mit oszillierender Drehpendelbewegung angetrieben. Zur Aufnahme eines Werkzeugs weist die Werkzeugwelle 1 an einer Stirnseite einen Anlageflansch mit vergrößertem Durchmesser auf, der an der freien, der Werkzeugwelle 1 abgewandten Stirnseite eine Mehrzahl von als Erhebungen ausgebildete Formschlusselemente 3 trägt, die beispielhaft jeweils einen runden Durchmesser aufweisen und zylindrisch oder konisch ausgebildet sind. Die Formschlusselemente 3 sind am Außenrand der Stirnseite des Anlageflansches 2 positioniert und über den Umfang gleichmäßig verteilt angeordnet. Des Weiteren ist in die freie Stirnseite des Anlageflansches 2 eine zentrale Gewindebohrung 4 eingebracht, die zur Aufnahme eines Befestigungselementes, beispielsweise einer Befestigungsschraube dient, über die das Werkzeug am Anlageflansch 2 gesichert wird.
In 2 ist ein Werkzeug 5 dargestellt, das mit einem Befestigungsabschnitt 6 versehen ist, über den das Werkzeug mit dem Anlageflansch 2 der Werkzeugwelle 1 verbunden wird. Der Befestigungsabschnitt 6 weist eine Mehrzahl über den Umfang verteilter Ausnehmungen 7 auf, die die Funktion von Formschlussgegenstücken haben und zur Aufnahme der Formschlusselemente 3 am Anlageflansch 2 dienen. Des Weiteren ist in den Befestigungsabschnitt 6 eine zentrale Ausnehmung 8 eingebracht, die an die Gewindebohrung 4 angepasst ist und durch die das Befestigungselement geführt wird.
In den 3 und 4 ist ein Adapter 9 dargestellt, der zwischen den Anlageflansch 2 und dem Befestigungsabschnitt 6 des Werkzeuges zwischengeschaltet werden kann. Aufgabe des Adapters 9 ist es, verschiedene Werkzeuge mit unterschiedlichen Befestigungsabschnitten mit dem Anlageflansch 2 der Werkzeugwelle zu verbinden.
Hierzu weist der Adapter 9 Ausnehmungen 10 auf, die die Funktion von Formschlussgegenstücken haben und zur Aufnahme der als Erhebung ausgeführten Formschlusselemente 3 am Anlageflansch 2 der Werkzeugwelle 1 dienen. Die Ausnehmungen 10 sind über den Umfang verteilt gleichmäßig angeordnet und besitzen jeweils eine in Radialrichtung längliche Form, die Ausnehmungen 10 sind somit in Radialrichtung länger ausgebildet als die Erhebungen 3, wohingegen in Umfangsrichtung die Breite der Ausnehmungen 10 an den Durchmesser der Erhebungen 3 angepasst ist. Dadurch kann der Adapter 9 mit unterschiedlich ausgebildeten Anlageflanschen verbunden werden, die sich beispielsweise im Hinblick auf die Form der Formschlusselemente 3 oder im radialen Abstand der Formschlusselemente zur Wellenachse unterscheiden. Die Ausnehmungen 10 im Adapter 9 durchdringen in Achsrichtung die Wandung des Adapters 9 vollständig.
Des Weiteren sind am Adapter 9 die Dorne 11 angeordnet, die über Ebene der Stirnseite 13 (4) axial überstehen. Über den Umfang verteilt sind eine Vielzahl derartiger Dorne 11 vorgesehen; wie aus 3 ersichtlich, können jeweils mehrere Dorne 11 in einer Radialreihe hintereinander liegend angeordnet sein, wobei jeweils eine derartige, sich in Radialrichtung erstreckende Reihe von Dornen 11 zwischen je zwei benachbarten Ausnehmungen 10 zur Aufnahme der Formschlusselemente liegen.
In den Adapter 9 ist eine zentrale Ausnehmung 12 eingebracht, die an die Gewindebohrung 4 im Anlageflansch 2 der Werkzeugwelle 1 angepasst ist. Diese zentrale Ausnehmung 12 ist von einem Stutzen 14 eingefasst, der sich axial ebenfalls über die die Dorne 11 aufnehmende Stirnseite 13 erhebt. Der Stutzen 14 weist bezogen auf die Ebene der Stirnseite 13 eine größere axiale Erhebung auf als die Dorne 11.
Auf der der Stirnseite 13 gegenüberliegenden Seite ist am Adapter 9 ein Kragen 15 angeordnet, der radial außen liegend positioniert ist und an der Stirnseite 16 des Adapters einen Aufnahmeraum radial begrenzt, der zur Aufnahme des Anlageflansches 2 der Werkzeugwelle 1 vorgesehen ist.
Wie der Ausschnittvergrößerung gemäß 5 zu entnehmen, besitzen die Dorne 11 Konusform. Außerdem ist eine die Dorne 11 umgreifende, ringförmige Vertiefung 17 in die Stirnseite 13 eingebracht, die gegenüber der Ebene der Stirnseite 13 axial zurückgesetzt ist. Diese Vertiefung 17 besitzt – bezogen auf die Ebene der Stirnseite 13 – eine geringere axiale Erstreckung als der Dorn 11. Bezogen auf die Stirnseite 13 ist die Tiefe der Vertiefung 17 etwa halb so groß wie die Erhebung des Dornes 11.
Zweckmäßigerweise besteht der Adapter 9 aus einem magnetischen Werkstoff, wodurch die Montage des Adapters am Anlageflansch der Werkzeugwelle einerseits sowie die Befestigung des Werkzeugs am Adapter andererseits vereinfacht wird.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

- DE 102004050798 A1 [0002]

Claims

Adapter für eine motorisch angetriebene Werkzeugmaschine mit drehbar anzutreibendem Werkzeug, insbesondere für eine Handwerkzeugmaschine, wobei die Werkzeugmaschine eine antreibbare Werkzeugwelle (1) aufweist, deren Stirnseite als Anlageflansch (2) mit mindestens einem Formschlusselement (3) zur Aufnahme und Befestigung des Werkzeugs (5) ausgebildet ist, dadurch gekennzeichnet, dass der Adapter (9) an einer Stirnseite (16) an die Formschlusselemente (3) der Werkzeugwelle (1) angepasste Formschlussgegenstücke (10) aufweist, und dass an der gegenüberliegenden Stirnseite (13) des Adapters (9) über den Umfang verteilt mehrere axial überstehende Dorne (11) angeordnet sind.
Adapter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Dorne (11) einteilig mit dem Adapter (9) ausgebildet sind.
Adapter nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Adapter (9) ringförmig ausgebildet ist und eine zentrale Ausnehmung (12) aufweist.
Adapter nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass im ringförmigen Adapter (9) ein die zentrale Ausnehmung (12) begrenzender Stutzen (14) vorgesehen ist, der sich axial über die die Dorne (11) aufweisende Stirnseite (13) erhebt.
Adapter nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Dorne (11) einen kleineren axialen Überstand aufweisen als der Stutzen (14).
Adapter nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Dorne (11) bezogen auf die Stirnseitenebene eine den Dorn (11) umgreifende, axial zurückgesetzte, ringförmige Vertiefung (17) aufweisen.
Adapter nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass in Achsrichtung die Vertiefung (17) eine geringere axiale Erstreckung aufweist als der axiale Überstand der Dorne (11) beträgt.
Adapter nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die axiale Tiefe der Vertiefung (17) die Hälfte des axialen Überstandes der Dorne (11) beträgt.
Adapter nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Dorne (11) konisch ausgebildet sind.
Adapter nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass jeweils mehrere Dorne (11) in Radialrichtung hintereinander liegend angeordnet sind.
Adapter nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass jeweils mehrere Dorne (11) zwischen zwei benachbarten Formschlussgegenstücken (10) im Adapter (9) angeordnet sind.
Adapter nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass die Formschlussgegenstücke (10) im Adapter (9) als Ausnehmungen (10) ausgebildet sind.
Adapter nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass die Ausnehmungen (10) in Radialrichtung länglich ausgebildet sind.
Adapter nach einem der Ansprüche 1 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass der Adapter (9) aus einem magnetischen Werkstoff besteht.