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Die Erfindung betrifft ein Elektrohandwerkzeug, insbesondere einen Winkelschleifer, bei welchem auf einer rotierbaren Werkzeugspindel ein Werkzeug angeordnet ist. Bei derartigen Elektrohandwerkzeugen wird üblicherweise das Werkzeug auf der Werkzeugspindel in der Weise befestigt, dass es sich beim Arbeiten aufgrund des vom Werkstück auf das Werkzeug ausgeübte Gegendrehmoment zum Antriebsdrehmoment der Maschine selbsttätig festzieht. In jüngerer Zeit wurden jedoch Elektrohandwerkzeuge, insbesondere Winkelschleifer, mit sogenannten Spindelbremsen ausgestattet, die es dem Benutzer erlauben, das nachlaufende Werkzeug beispielsweise mittels einer Scheibenbremse abzubremsen, um das Elektrohandwerkzeug schneller beiseite legen zu können und zum nächsten Arbeitsschritt übergehen zu können. Die Verwendung von Spindelbremsen birgt jedoch eine gewisse Problematik dahingehend, dass sich beim Einsatz der Spindelbremse die Drehmomentverhältnisse zwischen dem Werkzeug und der Spindel bzw. einer Befestigungsmutter, mittels welcher das Werkzeug an der Spindel befestigt ist, gegenüber dem üblichen Betrieb des Werkzeugs umkehren. Mit anderen Worten übt beim Bremsen der Werkzeugspindel das Werkzeug selbst aufgrund seines Trägheitsmoments auf die Befestigungsmutter ein Drehmoment aus, welches die Befestigungsmutter lösen könnte. Hierdurch entsteht die Gefahr einer Lockerung oder im Extremfall des Abspringens des noch rotierenden Werkzeugs von der Werkzeugspindel, was schon allein aus Sicherheitsgründen inakzeptabel ist.
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In der Vergangenheit wurden verschiedene Ansätze verfolgt, der oben beschriebenen Problematik zu begegnen. So wird bspw. in der internationalen Patentanmeldung
WO 93/05927 A1 eine Handwerkzeugmaschine vorgestellt, bei der sich ein Werkzeug, insbesondere eine Schleifscheibe, zwischen einem Innenflansch und einem Außenflansch befindet. Dabei ist auf der dem Werkzeug abgewandten Seite des Innenflansches ein Keilkörper vorgesehen, der zwei Keilflächen aufweist, welche beim Abbremsen der Werkzeugspindel aneinander aufgleiten und so den Druck zwischen den beiden genannten Flanschen erhöhen, wodurch einem Lösen des Werkzeugs von der Werkzeugspindel entgegengewirkt werden soll. Nachteilig an der beschriebenen Lösung ist jedoch, dass praktisch jeglicher Bremsvorgang tendenziell die Spannung zwischen den Flanschen erhöht. Insbesondere hängt die Spannung zwischen den Flanschen nach dem beschriebenen Stand der Technik auch von der Art des Bremsvorgangs selbst ab, das heißt, je nachdem, ob der Bediener stärker oder schwächer bremst, wird die genannte Spannung zwischen den Flanschen höher oder geringer sein. Im Ergebnis führt die oben dargestellte Vorgehensweise dazu, dass zum gewollten Lösen des Werkzeugs, insbesondere für einen Werkzeugwechsel, praktisch in jedem einzelnen Fall ein unterschiedliches Drehmoment seitens des Bedieners aufgebracht werden muss; darüber hinaus kann sich in vielen Fällen die Spannung zwischen den beiden Flanschen aufgrund der vorhergegangenen Bremsvorgänge derart erhöht haben, dass ein einfaches Lösen des Werkzeugs durch den Bediener nicht mehr möglich ist, wodurch er zu Hilfsmitteln wie beispielsweise einer Rohrzange greifen muss, um das Werkzeug überhaupt noch wechseln zu können.
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Ausgehend von dem beschriebenen Stand der Technik stellt sich die vorliegende Erfindung die Aufgabe, eine einfache und robuste Sicherung gegen das selbsttätige Lösen eines Werkzeugs eines Elektrohandwerkzeuggeräts beim Bremsen zu schaffen, wobei dennoch ein einfacher Werkzeugwechsel durch einen Bediener möglich bleibt.
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Diese Aufgabe wird gelöst durch die Vorrichtung mit den in Anspruch 1 aufgeführten Merkmalen. Die Unteransprüche betreffen vorteilhafte Ausführungsformen und Varianten der Erfindung.
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Das erfindungsgemäße Elektrohandwerkzeuggerät zeigt eine rotierbare Werkzeugspindel zur Aufnahme eines Werkzeugs, wobei die Werkzeugspindel ein Stützelement zum Abstützen des Werkzeugs aufweist. Dabei ist das Stützelement in der Weise ausgestaltet, dass das Werkzeug, nachdem es bei der Aufnahme des Werkzeugs auf die Werkzeugspindel in Berührungskontakt mit dem Stützelement kommt, auf einem Weg L gegen eine Kraft (F) entlang der Werkzeugspindel axial in Richtung des Elektrohandwerkzeuggeräts bewegt werden kann.
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Mit anderen Worten wird über das Stützelement auf das Werkzeug beim Festschrauben des Werkzeuges und der damit verbundenen axialen Bewegung eine Gegenkraft ausgeübt, welcher der axialen Bewegung des Werkzeuges entgegengewirkt.
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Das Werkzeug kann bspw. mittels einer Befestigungsmutter auf der Werkzeugspindel fixierbar sein; ebenso ist es denkbar, dass das Werkzeug selbst ein Gewinde aufweist, das mit einem Gewinde auf der Werkzeugspindel zusammenwirkt. Derartige Werkzeuge, insbesondere Schleif- oder Schruppscheiben, sind auch unter dem Begriff ”Hubbed Wheel” bekannt.
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Es wird also durch das Festschrauben des Werkzeuges auf der Werkzeugspindel eine definierte Kraft F in der Art einer Vorspannung erzeugt, die den Reibschluss zwischen den beim Fixieren des Werkzeuges auf der Werkzeugspindel beteiligten Gewinden verbessert.
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Die beschriebenen Merkmale haben die Wirkung, dass das Werkzeug auf der Werkzeugspindel gegen ein unbeabsichtigtes Lösen, wie es insbesondere bei einem Abbremsen der rotierenden Werkzeugspindel mittels einer Spindelbremse geschehen kann, gesichert ist. Diese Sicherung beruht im Wesentlichen darauf, dass selbst bei einer geringfügigen Drehung der beteiligten Gewinde in Löserichtung die oben beschriebene Vorspannung zumindest teilweise erhalten bleibt und somit nach wie vor ein ausreichender Reibschluss zwischen den Gewinden vorhanden bleibt, um das Werkzeug noch auf der Werkzeugspindel zu halten. Ohne die beschriebene Vorspannung würde der Reibschluss zwischen den Gewinden bereits bei einer geringen Rotation in Löserichtung stark vermindert werden, wodurch ein unbeabsichtigtes vollständiges Lösen der beteiligten Gewinde und damit ein unbeabsichtigter Verlust des Werkzeugs begünstigt würde.
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Dadurch, dass die Vorspannung durch Komponenten erzeugt wird, die sich vollständig auf der dem Elektrohandwerkzeuggerät zugewandten Seite der Werkzeugspindel befinden, kann erreicht werden, dass die beschriebene Lösung weitgehend unabhängig von der Art der Befestigung des Werkzeugs auf der Werkzeugspindel ist. Insbesondere ist die erfindungsgemäße Lösung auch für Werkzeuge anwendbar, welche selbst ein Gewinde zur Fixierung auf einem korrespondierenden Gewinde auf der Werkzeugspindel aufweisen, so dass sich ein vergleichsweise weites Anwendungsfeld für die erfindungsgemäße Lösung ergibt.
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Selbst in dem Fall, in dem ein Bediener das Werkzeug nur mit einem leichten Anzugsdrehmoment auf der Werkzeugspindel verschraubt, wird spätestens beim ersten Einschalten des Elektrohandwerkzeuggeräts das Werkzeug aufgrund seines Trägheitsmomentes beim Anlaufen der Werkzeugspindel weiter festgezogen, so dass auch in diesem Fall die gewünschte Vorspannung erreicht wird.
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Ein weiterer Vorteil der erfindungsgemäßen Lösung besteht darin, dass die Werkzeugspindel aufgrund der erfindungsgemäßen Maßnahmen schnell abgebremst werden kann, so dass der Bediener das mit der erfindungsgemäßen Lösung ausgestattete Elektrohandwerkzeuggerät nach dem Abschalten schnell beiseitelegen und sich weiteren Aufgaben zuwenden kann. Daneben bedarf es bei der Realisation der erfindungsgemäßen Lösung keinerlei Einweisung der Bediener, da sich der Prozess der Montage eines Werkzeugs auf einem mit der erfindungsgemäßen Lösung ausgestatteten Elektrohandwerkzeuggerät durch nichts von dem Vorgehen bei konventionellen Elektrohandwerkzeuggeräten unterscheidet.
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Auch das Lösen des Werkzeugs geschieht gegenüber dem Stand der Technik auf unveränderte Weise, insbesondere ist zum Lösen des erfindungsgemäß gesicherten Werkzeugs kein erhöhter Kraftaufwand erforderlich; auch muss kein gesonderter Lösemechanismus seitens des Bedieners betätigt werden.
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Daneben zeichnet sich die erfindungsgemäße Lösung dadurch aus, dass sie mittels einer relativ einfachen, robusten Konstruktion realisiert werden kann.
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So kann das Stützelement selbst in einer einfachen Ausführungsform der Erfindung als ein elastisch in axialer Richtung deformierbares Element, bspw. aus einem Hartgummi ausgebildet sein.
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Ferner kann das Stützelement als ein in axialer Richtung entgegen der Kraft F bewegbares Element ausgebildet sein.
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Dabei kann sich das Stützelement seinerseits auf einem axial bewegbaren Zwischenelement abstützen und das Zwischenelement kann auf einem Federelement gelagert sein, welches sich seinerseits auf einem in axialer Richtung festen Flansch auf der Werkzeugspindel abstützt.
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Sowohl das Zwischenelement als auch das Federelement können dabei drehfest, aber axial beweglich auf der Werkzeugspindel angeordnet sein. Die beschriebene Variante ermöglicht ebenfalls eine konstruktiv vergleichsweise einfache Realisierung der Erfindung. Dabei kann durch die Wahl des Federelements ein gewünschter Kraftverlauf entlang des Weges L eingestellt werden. Bei dem Federelement kann es sich um eine Tellerfeder, einen Federring oder auch um ein alternatives elastisches Element handeln.
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Dadurch, dass ein Anschlag zur Begrenzung der axialen Bewegung des Werkzeugs in Richtung des Elektrohandwerkzeuggerätes vorhanden ist, kann eine definierte Vorspannung eingestellt werden. Ferner wird durch den Anschlag erreicht, dass ein Bediener beim Fixieren des Werkzeuges auf der Werkzeugspindel eine taktile Rückmeldung dahingehend erhält, dass das Werkzeug hinreichend fest fixiert ist.
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Die Kraft F kann unabhängig von der entlang des Gesamtweges L zurückgelegten Strecke, insbesondere konstant, gewählt sein.
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Daneben ist es denkbar, dass die Kraft F beim Fixieren des Werkzeugs während der Axialbewegung in Richtung des Elektrohandwerkzeuggeräts zunächst ansteigt und sich nachfolgend verringert.
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Ein derartiger Kraftverlauf kann insbesondere durch die Verwendung einer Tellerfeder erreicht werden. Der beschriebene Kraftverlauf bewirkt, dass sich der Reibschluss zwischen den beteiligten Gewinden beim Abbremsen des Werkzeuges bei einer leichten Drehung der Gewinde in Löserichtung zunächst erhöht und damit die gewünschte Sicherungswirkung eintritt.
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Alternativ kann die Kraft F entlang des Weges L auch monoton ansteigen.
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Nachfolgend wird ein exemplarisches Ausführungsbeispiel der Erfindung anhand der einzigen Figur erläutert.
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Die Figur zeigt in einer Schnittdarstellung grob schematisch denjenigen Bereich eines Elektrohandwerkzeuggeräts, im vorliegenden Fall eines Winkelschleifers, welcher das Werkzeug, hier eine Schleifscheibe 1, trägt. Zur Aufnahme der Schleifscheibe 1 ist in einem Getriebegehäuse 2 eine Werkzeugspindel 3 drehbar gelagert. Die Lagerung erfolgt im gezeigten Beispiel mittels eines Wälzlagers 4 und eines Kugellagers 5. Ebenfalls dargestellt in der Figur ist das drehfest mit der Werkzeugspindel 3 verbundene Tellerrad 6, welches in Eingriff mit einem Ritzel 7 einer Antriebswelle 8 steht.
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An das Kugellager 5 schließt sich auf der Werkzeugspindel 3 der drehfest mit der Werkzeugspindel 3 verbundene Flansch 9 an, der im gezeigten Beispiel mit der Werkzeugspindel 3 verschraubt ist.
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Auf der der Schleifscheibe 1 zugewandten Seite des Flansches 9 ist eine Tellerfeder 10 als Federelement gelagert, auf welcher ein Zweikant 11 als Zwischenelement angeordnet ist. Der Zweikant 11 ist dabei entgegen der Federkraft der Tellerfeder 10 in axialer Richtung, also insbesondere auch in Richtung des Elektrohandwerkzeuggeräts, beweglich. Die axiale Bewegung des Zweikants 11 wird geräteseitig durch den Anschlag 12 begrenzt. Der Zweikant 11 trägt ferner das auf der Werkzeugspindel 3 in Richtung der Schleifscheibe angeordnete Stützelement, das im vorliegenden Beispiel als Stützflansch 13 ausgebildet ist. Die Schleifscheibe 1 ist im gezeigten Beispiel mittels der Befestigungsmutter 14 auf der Werkzeugspindel 3 fixiert.
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Ferner ist die Schleifscheibe 1 zumindest teilweise von der Schutzhaube 15 umgeben.
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Mittels einer Spindelbremse 16 mit einer auf der Antriebswelle 8 angeordneten Bremsscheibe 162 und auf diese einwirkende Bremsklötze 161 kann die Schleifscheibe 1 nach einem Abschalten des Geräts durch einen Bediener schnell zum Stillstand gebracht werden.
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Beim Festziehen der Befestigungsmutter 14 durch einen Bediener wirkt auf die Schleifscheibe 1 eine Kraft in axialer Richtung, insbesondere in Richtung des Elektrohandwerkzeuggeräts, welche sich auf den axial beweglichen Stützflansch 13 und den Zweikant 11 überträgt. Somit wird die gesamte Anordnung bestehend aus Befestigungsmutter 14, Schleifscheibe 1, Stützflansch 13 und Zweikant 11 entgegen der von der Tellerfeder 10 ausgeübten Kraft F bis zum Anschlag 12 bewegt. Auf diese Weise wird bei der Montage der Schleifscheibe 1 eine Vorspannung auf die Befestigungsmutter 14 erzeugt. Die Tellerfeder 10 kann dabei insbesondere eine Kennlinie aufweisen, bei welcher die Kraft F zunächst ansteigt und nachfolgend abfällt. Auf diese Weise kann erreicht werden, dass sich der Reibschluss zwischen der Befestigungsmutter 14 und der Werkzeugspindel 3 bei einem ersten Lösen der Befestigungsmutter 14 bspw. bei einem Bremsvorgang zunächst erhöht, so dass einem weiteren Lösen der Befestigungsmutter 14 entgegen gewirkt wird.
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Dadurch, dass der Anschlag 12 vorhanden ist, wird gewährleistet, dass der Bediener beim Fixieren der Schleifscheibe 1 auf der Werkzeugspindel 3 eine definierte taktile Rückmeldung darüber erhält, ab welchem Punkt die Schleifscheibe 1 hinreichend auf der Werkzeugspindel 3 fixiert ist. Selbst in denjenigen Fällen, in welchen der Bediener es versäumt, die Befestigungsmutter 14 bis zum Erreichen des Anschlags 12 festzuziehen, wird das Elektrohandwerkzeuggerät beim ersten Einschalten aufgrund des Trägheitsmoments der Schleifscheibe 1 die Befestigungsmutter 14 automatisch bis zum Erreichen des Anschlags 12 festziehen und damit die Schleifscheibe 1 praktisch verliersicher auf der Werkzeugspindel 3 fixieren.
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In einer in der Figur nicht gezeigten Ausführungsform der Erfindung weist das Werkzeug 1 selbst ein Gewinde zum Festschrauben auf der Werkzeugspindel 3 auf. In diesem Fall erübrigt sich die Verwendung sowohl der Befestigungsmutter 14 als auch des Stützflansches 13. Das Werkzeug kann dann bspw. an das Zwischenelement 11 als Stützelement im Sinne der vorliegenden Erfindung oder an ein dem Zwischenelement 11 entsprechendes Element angelegt werden; alternativ kann das Stützelement auch auf andere Weise ausgebildet sein.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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