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Die Erfindung betrifft eine angetriebene Handwerkzeugmaschine mit einer Abtriebswelle und einem an der Abtriebswelle befestigbaren scheibenförmigen Werkzeug sowie einer Schnellspannvorrichtung zum werkzeuglosen Spannen des scheibenförmigen Werkzeugs gegen die Abtriebswelle.
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Aus dem Stand der Technik sind bereits Schnellspannvorrichtungen für tragbare und insbesondere auch angetriebene Werkzeugmaschinen bekannt, die eine Abtriebswelle und eine zumindest teilweise in der Abtriebswelle angeordnete Spanneinheit zur werkzeuglosen Fixierung eines Einsatzwerkzeugs an der Abtriebswelle mit zumindest einem um und/oder entlang einer Bewegungsachse der Spanneinheit beweglich gelagertem Spannelement umfassen. Bei derartige Schnellspannvorrichtungen, die insbesondere für Werkzeugmaschinen mit einer rotierend antreibbaren Abtriebswelle, beispielsweise einem Winkelschleifer oder dergleichen, zum Einsatz kommen, sind insbesondere zwei Gesichtspunkte zu beachten. Zum einen soll eine Drehmomentübertragung erreicht werden, die in den aus dem Stand der Technik bekannten Lösungen mit einem entsprechenden Drehmomentübertragungselement erreicht wird, das formschlüssig in das angebrachte Werkzeug, beispielsweise eine Schleifscheibe oder dergleichen, einzugreifen vermag. Daneben gilt es, das Einsatzwerkzeug fest an der Abtriebswelle in axialer Richtung zu fixieren, um ein unerwünschtes Lösen und damit Verletzungen eines Anwenders zu vermeiden.
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Letztere Funktion übernehmen die aus dem Stand der Technik bekannten Schnellspannvorrichtungen, wie beispielsweise in der Druckschrift
DE 10 2017 214 119 A1 beschrieben. Bei der dort gezeigten Lösung werden die zwei Spannklauen der Spanneinheit, die gemeinsam in einem Lagerpunkt um eine gemeinsame Schwenkachse schwenkbar gelagert sind, mit Hilfe eines Betätigungselements gemeinsam bewegt. Das Betätigungselement ist entlang der Drehachse der Abtriebswelle der Handwerkzeugmaschine translatorisch verschiebbar und über einen Zapfen in einer entsprechenden Haltekontur der Spannklauen aufgenommen, welche eine translatorische Bewegung des Betätigungselements in eine Schwenkbewegung der Spannklauen umzuwandeln vermag.
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Dadurch dass die Spannbacken um einen gemeinsamen Drehpunkt verschwenkbar gelagert sind, wird eine Verbindung der Spannbacken geschaffen. Dementsprechend erstrecken sich diese zumindest abschnittsweise in den Bereich der Mittellängsachse der Abtriebswelle. Zentrale Elemente, wie das Betätigungselement erstrecken sich in axialer Richtung bezogen auf die Mittellängsachse somit in einem Raum darüber oder darunter. Hierdurch wird die gesamte axiale Erstreckung der Anordnung vergrößert, wodurch das Gehäuse im Bereich der Abtriebswelle axial länger ausfällt. Der benötigte Bauraum der bekannten Anordnungen wirkt sich somit wiederum auf das Handling der Werkzeugmaschine und ggf. auch auf die Einsatzmöglichkeiten der Werkzeugmaschine aus. Darüber hinaus ist bei diesen vergleichsweise komplexen Anordnungen der Kraftfluss durch die Schwenkeinheit vergleichsweise lang.
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Mithilfe eines Handhebels, der an der Außenseite der Werkzeugmaschine angebracht ist, kann der Anwender die Schnellspannvorrichtung betätigen, indem er den Hebel löst, so dass dieser das Betätigungselement aus seiner vorgespannten Ausgangsstellung in Richtung zu den Spannklauen verschiebt. Diese Translationsbewegung in eine erste Richtung bewirkt, dass die Spannklauen in eine geöffnete Position verschwenkt werden können, in der ein entsprechendes Werkzeug von der Abtriebswelle gelöst werden kann. Das Betätigungselement ist mittels einer Feder derart vorgespannt, dass es sich ohne Druck von außen wieder in seine Ausgangsstellung zurückbewegt, in der die Spannklauen sich in ihrer zweiten Position befinden, in der sie ein Werkzeug gegen die Abtriebswelle zu klemmen vermögen. Die Rückstellbewegung der Spannklauen erfolgt dabei wiederum über die spezifische Ausgestaltung der kulissenförmigen Halterausnehmung an den Spannklauen und den darin aufgenommenen Lagerbolzen des Betätigungselements.
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Beim Einlegevorgang eines Werkzeugs bzw. beim Werkzeugwechsel muss daher der Handhebel von einem Anwender in gelöster Stellung gehalten werden, um eine unerwünschte vorzeitige Aktivierung der Schnellspannvorrichtung zu vermeiden.
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Eine weitere Lösung ist aus der
DE 10 2017 214 118 A1 bekannt, bei der die Spannbacken bei einer spezifischen Ausführungsform nicht um einen gemeinsamen Drehpunkt schwenkbar gelagert sind, sondern jeweils um eine Drehachse, wobei die Drehachsen der Spannbacken im wesentlichen senkrecht zur Drehachse der Abtriebswelle verlaufen. Die Spannbacken werden mittels eines vorgespannten axialen Federelements und einem Übertragungsring in ihrer geschlossenen Stellung vorgespannt. Das zentral verlaufende Betätigungselement umfasst an seinem freien Ende einen Kranz, gegen den die Spannbacken von dem Übertragungsring gedrückt werden. Durch Betätigen des Betätigungselements, d.h. in Folge eines nach oben Ziehens des Betätigungselements von dem Werkzeug weg, werden die oberen Enden der Spannbacken mittels des Kranzes nach oben gezogen und die Spannbacken somit in ihre geöffnete Position verschwenkt.
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Auch bei dieser Lösung ist es jedoch notwendig, dass das Betätigungselement von einem Anwender in gelöster Stellung gehalten wird, um eine unerwünschte vorzeitige Aktivierung der Schnellspannvorrichtung durch das axiale Federelement und den Übertragungsring zu vermeiden.
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Schließlich ist aus der
EP 3 027 361 B1 eine Lösung bekannt, bei der die Spannbacken wiederum um einen gemeinsamen Lagerpunkt verschwenkt werden.
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Anders als bei den weiteren bekannten Lösungen ist jedoch neben der Spanneinrichtung eine Sperreinrichtung vorgesehen, die geeignet ist, in ihrer Sperrposition die Spannbacken in ihrer geöffneten Stellung zu halten. Dies ermöglicht es einem Anwender, ohne dauerhaftes Festhalten des Betätigungselements in einer gelösten Stellung einen Werkzeugwechsel zu vollziehen. Mittels eines Werkzeugs kann dann eine Entsperrkraftwirkung auf die Sperreinrichtung aufgebracht werden, wodurch eine Rückstellung der Spannbacken in die spannende Position ermöglicht wird.
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Durch die Anordnung der Spannbacken, welche sich um einen gemeinsamen Lagerpunkt drehen, ergibt sich wiederum eine vergrößerte gesamte axiale Erstreckung der Anordnung. Der benötigte Bauraum dieser bekannten Anordnung wirkt sich somit wiederum auf das Handling der Werkzeugmaschine und ggf. auch auf die Einsatzmöglichkeiten der Werkzeugmaschine aus. Darüber hinaus ist bei diesen vergleichsweise komplexen Anordnungen auch der Kraftfluss durch die Schwenkeinheit vergleichsweise lang.
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Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht demgegenüber darin, eine alternative Ausgestaltung einer Schnellspannvorrichtung bereitzustellen, die den Werkzeugwechsel für den Anwender vereinfacht und zugleich das Handling der Werkzeugmaschine möglichst wenig beeinträchtigt.
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Diese Aufgabe wird vorliegend durch eine Handwerkzeugmaschine mit den Merkmalen des Anspruchs 1 sowie durch eine Schnellspannvorrichtung mit den Merkmalen des Anspruchs 11 gelöst.
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Demgemäß betrifft die Erfindung eine angetriebene Handwerkzeugmaschine mit einer Abtriebswelle und einem an der Abtriebswelle befestigbaren scheibenförmigen Werkzeug, das in seinem montierten Zustand an einem Auflageabschnitt der Abtriebswelle anliegt, sowie einer Schnellspannvorrichtung zum werkzeuglosen Spannen des scheibenförmigen Werkzeugs gegen den Auflageabschnitt der Abtriebswelle, wobei die Schnellspannvorrichtung einen Spannmechanimus umfasst mit wenigstens zwei verschwenkbaren Spannklauen zum werkzeuglosen Spannen des scheibenförmigen Werkzeugs, sowie einen Betätigungsmechanismus. Letzter weist ein Stellglied auf, das relativ zu der Abtriebswelle bewegbar und mit den Spannklauen in Wirkverbindung bringbar ist, um diese in einer ersten Position zu halten, wobei jede der Spannklauen um einen der Spannklaue zugeordneten Lagerpunkt verschwenkbar gelagert ist, und wobei die Lagerpunkte der Spannklauen nicht zusammenfallen. Zudem umfasst der Betätigungsmechanismus ferner ein Sicherungsglied, das wenigstens zwischen einer Sicherungsposition und einer Freigabeposition bewegbar ist und in der Sicherungsposition mit den Spannklauen in Eingriff steht, um diese in einer zweiten Position zu halten, wobei das Sicherungsglied durch eine Auflagebewegung eines zu fixierenden Werkzeugs auf die Spannklauen in seine Freigabeposition und außer Eingriff mit den Spannklauen bringbar ist.
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Eine Besonderheit der vorliegenden Erfindung ist somit darin zu erkennen, dass die Spannklauen sowohl in einer ersten Position als auch in einer zweiten Position gehalten werden. Dabei kann die erste Position beispielsweise die Position sein, in der die Spannklauen ein aufgenommenes Werkzeug gegen den Auflageabschnitt der Abtriebswelle spannen, während die zweite Position beispielsweise die Position sein kann, in der die Spannklauen geöffnet und zum Lösen des zuvor fixierten Werkzeugs und/oder zur Aufnahme eines Werkzeugs bereit sind.
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Weiterhin ist bei der erfindungsgemäßen Ausgestaltung hervorzuheben, dass die Sicherung der Spannklauen in der zweiten Position mittels des Sicherungsglieds durch eine Auflagebewegung eines zu fixierenden Werkzeugs auf die Spannklauen, d.h. quasi automatisch beim Einlegevorgang, gelöst werden kann. Hierdurch wird die Handhabung der Schnellspannvorrichtung für den Anwender weiter erleichtert.
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Eine weitere Besonderheit der vorliegenden Erfindung ist schließlich darin zu erkennen, dass die Lagerpunkte der beiden Spannklauen nicht zusammenfallen. Hierdurch können die Spannklauen mit einem radialen Versatz zu der Mittellängsachse der Abtriebswelle angeordnet sein, wodurch ein kompakterer Aufbau bezüglich der axialen Erstreckung (bezogen auf die Mittellängsachse der Abtriebswelle) erreicht wird. Dies ist insbesondere bei einer Ausgestaltung der Handwerkzeugmaschine als Winkelschleifer von Vorteil, da in diesem Fall das Getriebegehäuse, in welchem das Winkelgetriebe sowie die Abtriebswelle aufgenommen sind, besonders flach gebaut sein kann. Hierdurch ergeben sich für den Anwender mehrere Vorteile. So ermöglicht das flache Getriebegehäuse beim Schleifen eine verbesserte Zugänglichkeit in Engstellen und die optische Einsicht in den Arbeitsbereich der Schleifscheibe wird durch das flache Getriebegehäuse erleichtert.
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Insgesamt wird somit durch die erfindungsgemäße Schnellspannvorrichtung eine besonders einfach zu handhabende Lösung bereitgestellt, die zugleich das Handling der Werkzeugmaschine aufgrund ihres in axialer Richtung bauraumsparenden Aufbaus nicht beeinträchtigt.
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Dabei kann weiter vorgesehen sein, dass die Spannklauen jeweils um einen Lagerpunkt verschwenkbar innerhalb einer als Hohlwelle ausgebildeten Abtriebswelle gelagert sind, wobei die Lagerpunkte der Spannklauen nicht mit einer Drehachse der Abtriebswelle zusammenfallen. Anders als im Stand der Technik kreuzen sich die Drehachse der Abtriebswelle und die Lagerpunkte, um welche die Spannklauen verschwenkbar sind, nicht, was die Montage gegenüber dem Stand der Technik vereinfacht.
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Bei einer Weiterbildung der Erfindung kann vorgesehen sein, dass das Stellglied und das Sicherungsglied integral miteinander ausgebildet sind. Hierdurch wird ein robuster Aufbau bereitgestellt, was insbesondere bei einer Ausgestaltung der Handwerkzeugmaschine als Winkelschleifer mit hohen Drehzahlen von Vorteil ist.
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Dabei kann beispielsweise vorgesehen sein, dass die Schnellspannvorrichtung eine bezogen auf die Mittellängsachse der Abtriebswelle zentral angeordnete Welle umfasst (deren Mittellängsachse mit der Mittellängsachse der Abtriebswelle zusammenfällt), die sich mit der Abtriebswelle gemeinsam um eine Drehachse zu drehen vermag. Dabei kann das Stellglied mit der Welle integral ausgebildet sein, sich zwischen den Spannklauen erstrecken und beispielsweise einen sich zum freien Ende der Welle erweiternden Spreizkopf aufweisen. Die Abtriebswelle wiederum kann in bekannter Weise als Hohlwelle ausgebildet sein.
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Die integrale Ausbildung des Stellglieds mit der zentralen Welle und die Tatsache, dass sich das Stellglied zumindest abschnittsweise zwischen den beiden Spannklauen erstreckt, ermöglichen einen sehr robusten Aufbau des Betätigungsmechanismus. Der optionale Spreizkopf am freien Ende der Welle, welcher sich beispielsweise von dem freien Ende ausgehend verjüngt, kann dazu dienen, die Spannklauen in der ersten Position zu halten.
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Alternativ zu einem Spreizkopf kann das Stellglied auch eine andere Struktur aufweisen, die in Wirkverbindung mit den Spannklauen bringbar ist, um diese entsprechend zu fixieren und gegebenenfalls auch in die erste Position zu verschwenken, beispielsweise eine Steuerkontur an der Außenumfangsfläche der Welle, die mit einer Gegenkontur an den Spannklauen derart zusammenwirkt, dass diese bei einer entsprechenden Bewegung des Stellglieds mitgenommen und somit verschwenkt werden.
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Das Sicherungsglied, das gemäß einer Weiterbildung der Erfindung integral mit dem Stellglied ausgebildet ist, kann beispielsweise durch einen dem Spreizkopf oder einem wie auch immer ausgebildeten Stellglied vorgelagerten Abschnitt gebildet sein, der, wenn er in der ersten Position der Spannklauen in Eingriff mit diesen gelangt, von diesen gehalten wird und somit eine Bewegung der Welle und damit des Stellglieds unterbindet.
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Dabei kann insbesondere vorgesehen sein, dass die Spannklauen eine Eingriffskontur aufweisen, die einen formschlüssigen Eingriff mit einer Gegeneingriffskontur des Sicherungsglieds herzustellen vermag. Ein solcher Formschluss sichert die Wirkverbindung von Spannklauen und Sicherungsglied in dessen sichernder Position. Alternativ oder zusätzlich ist auch eine kraftschlüssige Wirkverbindung von Spannklauen und Sicherungsglied denkbar, bei der beispielsweise unter Ausnutzung von Magnetkräften oder einer Reibungskraft in Abhängigkeit von einer gewählten Materialienkombination oder dergleichen die Wirkverbindung hergestellt wird.
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Die Eingriffskontur kann an der dem Sicherungsglied zugewandten Außenseite der Spannklauen ausgebildet sein.
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Bei einer denkbaren Variante kann die Eingriffskontur wenigstens einen Vorsprung umfassen und die Gegeneingriffskontur eine korrespondierende Vertiefung, beispielsweise eine (im Falle einer Ausbildung des Sicherungsglieds in Form eines Wellensabschnitts oder eines rotationssymmetrischen Bauteils umlaufende) Nut. Selbstverständlich ist auch eine umgekehrte Ausgestaltung denkbar, bei der an der Außenseite der Spannklauen eine Vertiefung vorgesehen ist, in die ein Vorsprung oder dergleichen, beispielsweise eine (im Falle einer Ausbildung des Sicherungsglieds in Form eines Wellensabschnitts oder eines rotationssymmetrischen Bauteils umlaufende) Schulter, aufgenommen werden kann.
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Gemäß einer Weiterbildung der Erfindung kann, unabhängig von der Ausgestaltung des Stellglieds und des Sicherungsglieds, vorgesehen sein, dass der Betätigungsmechanismus ferner wenigstens zwei Spannfedern umfasst, von denen jede einer Spannklaue zugeordnet ist und die zugeordnete Spannklaue vorzugsweise in die zweite Position vorzuspannen vermag, in der das Werkzeug in den Spannmechanismus eingelegt bzw. von diesem gelöst werden kann.
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Anders als in bekannten Lösungen aus dem Stand der Technik, bei denen die Spannklauen in ihrer Bewegung starr an die Bewegung des Betätigungselements gebunden sind, so dass sowohl die Schwenkbewegung aus der spannenden Position in die geöffnete Position als auch die entsprechende Rückbewegung über das Betätigungselement und den zugehörigen Lagerbolzen veranlasst werden, können bei der vorliegenden Erfindung die zusätzlichen Spannfedern die Spannklauen in eine Position vorspannen. Insbesondere können die Spannfedern die Spannklauen in die geöffnete Position vorspannen, in der ein Werkzeugwechsel erfolgen kann. Das Stellglied dient bei dieser Gestaltungsvariante dazu, die Spannklauen aus dieser geöffneten Position in die spannende Position zu überführen und in dieser Position zu halten, damit ein Werkzeug gegen die Abtriebswelle geklemmt werden kann.
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Weiterhin kann vorgesehen sein, dass das Stellglied translatorisch verschiebbar ist und mit den Spannklauen in Wirkverbindung steht, um diese bei einer Translationsbewegung in eine erste Richtung entgegen der Federkraft der Spannfedern in ihrer ersten Position zu halten. Gegebenenfalls kann das Stellglied auch dazu dienen, die Spannklauen bei seiner Translationsbewegung in eine erste Richtung entgegen der Federkraft der Spannfedern in ihre erste Position zu verschwenken. Das Sicherungsglied, welches mit den Spannklauen in Eingriff bringbar ist, um diese in der zweiten Position zu halten, wird in seiner Sicherungsposition von den Spannklauen gehalten, um die Translationsbewegung des Stellglieds in die erste Richtung zu unterbinden. Das Sicherungsglied und die Spannklauen blockieren sich somit in der Sicherungsposition des Sicherungsglieds gegenseitig und unterbinden somit auch die Bewegung des Stellglieds.
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Ist das Sicherungsglied mit den Spannklauen in Eingriff gebracht, wird dieses in seiner Sicherungsposition von den Spannklauen gehalten und kann erst wieder aus dieser Position herausbewegt werden, wenn die Spannklauen durch eine Auflagebewegung eines zu fixierenden Werkzeugs auf die Spannklauen gemeinsam in Richtung zu der Abtriebswelle hin verschwenkt werden. Auf diese Weise blockiert das Sicherungsglied auch eine translatorische Bewegung des Stellglieds bzw. verhindert, dass dieses in Wirkverbindung mit den Spannklauen gelangen kann, solange das zu fixierende Werkzeug nicht korrekt aufgelegt ist. Die Spannklauen werden somit mithilfe des zusätzlichen Sicherungsglieds und den zugeordneten Spannfedern in einer definierten geöffneten Stellung gehalten, bis ein entsprechendes Werkzeug zur Auflage kommt.
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Bei dieser Ausgestaltungsvariante kann das Stellglied wiederum als Spreizkopf am freien Ende der Welle ausgebildet sein, welcher sich von dem freien Ende ausgehend verjüngt. Dieser dient dazu, bei einer Translationsbewegung des Stellglieds in die erste Richtung, die beiden außenseitig anliegenden Abschnitte der Spannklauen, zwischen denen sich das Stellglied erstreckt, nach außen, d. h. von dem Stellglied weg, zu drängen, wodurch eine entsprechende Schwenkbewegung der Spannklauen in Richtung der ersten Position eingeleitet wird. Verbleibt der Spreizkopf in dieser verdrängenden Stellung, so verbleiben auch die beiden Spannklauen in ihrer ersten Position, so dass ein eingelegtes Werkzeug von den Spannklauen gegen die Abtriebswelle geklemmt werden kann.
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Es kann ferner vorgesehen sein, dass der Betätigungsmechanismus eine Federeinheit umfasst, die dazu ausgebildet ist, das Stellglied in eine Richtung, vorzugsweise in Richtung der ersten Translationsbewegung des Stellglieds, vorzuspannen. Bewegt sich das Stellglied in Richtung der ersten Translationsbewegung, dann dient es dazu, die Spannklauen in ihre zweite spannende Position zu überführen.
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Das Stellglied ist somit über die Federeinheit des Betätigungsmechanismus selbsttätig, d. h. nach Wegnahme einer Einwirkung einer Bedienerkraft auf dem Betätigungsmechanismus bzw. nach Freigabe durch das Sicherungsglied bewegt sich das Stellglied automatisch durch die Federkraft der Federeinheit in Richtung der ersten Translationsbewegung und verschwenkt bei entsprechender Ausgestaltung des Stellglieds die Spannklauen in ihre erste Position. Ist das Stellglied einmal in seine entsprechende Stellung überführt, in der es die Spannklauen in der ersten Position hält, so verbleibt dieses aufgrund der Federwirkung der Federeinheit in dieser Position, bis es beispielsweise unter Einwirkung einer äußeren Kraft über den Betätigungsmechanismus in entgegensetzter Richtung bewegt wird.
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Es kann ferner vorgesehen sein, dass der Betätigungsmechanismus eine manuell betätigbare Betätigungseinheit aufweist, die infolge einer manuellen Betätigung durch einen Anwender die Schnellspannvorrichtung zu spannen oder zu lösen vermag, indem sie das Stellglied zumindest in eine Richtung, vorzugsweise in Richtung entgegen der ersten Translationsbewegung, zu verlagern vermag. Die Betätigungseinheit kann insbesondere einen Schwenkhebel umfassen, der zur manuellen Betätigung ein Griffteil und zum Einwirken auf das Stellglied einen Vorsprung oder dergleichen aufweist, der infolge einer Schwenkbewegung des Schwenkhebels das Stellglied in Richtung entgegengesetzt zur ersten Translationsbewegung des Stellglieds verschiebt, und somit entgegen der Federkraft der Federeinheit, sofern eine solche vorgesehen ist. Eine alternative Ausgestaltung eines Betätigungsmechanismus mit einer manuell betätigbaren Betätigungseinheit kann auch derart ausgestaltet sein, dass das Stellglied und die Betätigungseinheit in Wirkverbindung miteinander stehen, sei es unmittelbar miteinander verbunden sind, oder über weitere Zwischenelemente.
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Alternativ oder zusätzlich ist es denkbar, dass die Spannklauen einen Spannabschnitt aufweisen, der im Querschnitt betrachtet im wesentlichen U-förmig ist, wobei der der Abtriebswelle zugewandte erste U-Schenkel länger ist als der von der Abtriebswelle abgewandte zweite U-Schenkel.
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Die der Abtriebswelle zugewandten ersten U-Schenkel der Spannklauen spannen gemeinsam eine (virtuelle) Anlageebene für das aufzunehmende Werkzeug auf. Wird dieses auf die der Abtriebswelle zugewandten U-Schenkel der Spannklauen aufgelegt und weiter in Richtung zu der Abtriebswelle hingedrückt, schwenken die Spannklauen entgegen der Federwirkung der Spannfedern in Richtung zu ihrer ersten spannenden Position, wodurch der Eingriff der Spannklauen mit dem Sicherungsglied gelöst wird. Das Sicherungsglied kann nun verschoben werden, so dass das Stellglied in Wirkverbindung mit den Spannklauen bringbar ist und diese weiter in Richtung ihrer ersten spannenden Position zu verschwenken vermag. Insbesondere dann, wenn der Betätigungsmechanismus eine Federeinheit aufweist, unterstützt diese die Verlagerungsbewegung des Stellglieds in der ersten Translationsrichtung, sobald das Sicherungsglied nicht mehr in Eingriff mit den Spannklauen steht, und damit die Verschwenkbewegung der Spannklauen in Richtung zu ihrer ersten spannenden Position.
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Schließlich betrifft die vorliegende Erfindung auch eine Schnellspannvorrichtung für eine angetriebene Handwerkzeugmaschine mit den vorstehend beschriebenen Merkmalen.
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Ergänzend sei darauf hingewiesen, dass Begriffe, wie „umfassend“, „aufweisen“ oder „mit“ keine anderen Merkmale oder Schritte ausschließen. Ferner schließen Begriffe „ein“ oder „das“, die auf einer Einzahl von Schritten oder Merkmalen hinweisen, keine Mehrzahl von Merkmalen oder Schritten aus und umgekehrt.
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Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung eines Ausführungsbeispiels der Erfindung sowie aus den Unteransprüchen.
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Die Erfindung ist nachfolgend unter Bezugnahme auf die beigefügten Figuren näher beschrieben. Die Figuren zeigen mehrere Merkmale der Erfindung in Kombination miteinander. Selbstverständlich vermag der Fachmann diese jedoch auch losgelöst voneinander zu betrachten und gegebenenfalls zu weiteren sinnvollen Unterkombinationen zu kombinieren, ohne dass er hierfür erfinderisch tätig werden müsste.
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Es zeigen schematisch:
- 1 einen Ausschnitt einer erfindungsgemäßen Handwerkzeugmaschine mit einer erfindungsgemäßen Schnellspannvorrichtung in einer freigebenden Stellung; und
- 2 die erfindungsgemäße Schnellspannvorrichtung gemäß 1 in einer spannenden Stellung.
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Die Figuren zeigen eine erfindungsgemäße Handwerkzeugmaschine in einem Ausschnitt und in geschnittener Darstellung, so dass die erfindungsgemäße Schnellspannvorrichtung in ihren Details gezeigt ist.
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Die Handwerkzeugmaschine 100 ist in der dargestellten Ausführungsform als Winkelschleifer ausgebildet, von dem nur das vordere Ende mit Werkzeug dargestellt ist. Die Handwerkzeugmaschine 100 umfasst ein mehrteiliges Gehäuse 110, in dem eine nicht dargestellte Antriebseinheit sowie ein Winkelgetriebe zur Übertragung eines Drehmoments von einer Antriebswelle 120 der Antriebseinheit über ein Tellerrad 130 auf eine Abtriebswelle 140 ermöglicht wird. An dem freien Ende der Abtriebswelle 140, welches aus dem Gehäuse 110 vorragt, kann ein scheibenförmiges Bearbeitungswerkzeug 150 mithilfe der erfindungsgemäßen Schnellspannvorrichtung 10 angebracht werden, indem das Werkzeug 150 gegen eine entsprechende Anlagefläche an dem freien Ende der Abtriebswelle 140 verspannt wird. Die Abtriebswelle 140 ist in üblicher Weise innerhalb des Gehäuses 110 um eine Drehachse D drehbar gelagert und vorliegend als Hohlwelle ausgebildet, wobei einige Komponenten der Schnellspannvorrichtung im Inneren der Hohlwelle angeordnet sind. Eine solche Ausgestaltung hat sich als besonders platzsparend erwiesen.
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Die Schnellspannvorrichtung 10 umfasst einen Spannmechanismus 12 sowie einen Betätigungsmechanismus 28 zur Betätigung des Spannmechanismus 12. Der Spannmechanismus 12 weist zum Verspannen des scheibenförmigen Werkzeugs 150 gegen die Abtriebswelle 140 in der gezeigten Ausführungsform zwei Spannklauen 14 auf, die jeweils um einen Lagerpunkt 18 drehbar verschwenkt werden können. In einer ersten spannenden Position spannen die Spannklauen 14 das Werkzeug 150 gegen einen Auflageabschnitt 140a der Abtriebswelle 140. Weiterhin ist jeder Spannklaue 14 eine Spannfeder 16 zugeordnet, die die Spannklauen 14 mit ihrer Federkraft F in eine zweite freigebende Position vorspannt. Hierzu wirkt die Spannfeder 16 mit ihrem ersten freien Ende 16a gegen einen entsprechenden Vorsprung 14a an der zugehörigen Spannklaue 14 und stützt sich mit ihrem zweiten Ende 16b an einer Schulter oder dergleichen, vorliegend an einer Anlagefläche der Abtriebswelle 140 ab (vergleiche 1, in der 2 sind die Spannfedern 16 insoweit falsch gezeichnet, als dass das erste freie Ende 16a nicht mitbewegt dargestellt ist).
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Die Spannfedern 16 bewirken somit, dass ohne Einwirken weiterer äußerer Kräfte die Spannklauen 14 in der in 1 gezeigten geöffneten Position verbleiben.
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Die Spannklauen 14 weisen weiterhin einen Spannabschnitt 14b auf, der im Querschnitt betrachtet im Wesentlichen U-förmig ist, wobei ein erster der Abtriebswelle 140 zugewandter U-Schenkel 22 länger ist als der von der Abtriebswelle 140 abgewandte U-Schenkel 24. Der erste U-Schenkel 22 spannt somit beim Auflegen eines scheibenförmigen Werkzeugs 150 eine virtuelle Auflageebene auf und bewirkt, dass infolge einer Auflagebewegung A des zu fixierenden Werkzeugs 150 die beiden Spannklauen 14 von dem scheibenförmigen Werkzeug 150 in Richtung zu der Abtriebswelle 140 mitgenommen werden, d. h. aus ihrer freigebenden Position (wie in 1 gezeigt) in Richtung zu ihrer spannenden Position entgegen der Federkraft F der Spannfedern 16 verschwenkt werden. Der zweite U-Schenkel 24 dient dazu, das aufgenommene Werkzeug 150 nach einer gewissen Schwenkbewegung der Spannklauen 14 durch eine zentrale Öffnung 152 an dem Werkzeug 150 hindurch zu hintergreifen und gegen die Anlagefläche der Abtriebswelle 140 zu spannen (vergleiche 2).
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Die Spannklauen 14 weisen schließlich an ihrer der zentralen Drehachse D zugewandten Außenseite 20 eine Eingriffskontur 20a auf, die sowohl mit einem Stellglied 32 als auch einem Sicherungsglied 34 des Betätigungsmechanismus 28 zusammen zu wirken vermag.
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Wie bereits erwähnt spannen die Spannfedern 16 des Spannmechanismus 12 die Spannklauen 14 in die zweite freigebende Position (vergleiche 1) vor. Mithilfe eines zu befestigenden scheibenförmigen Werkzeugs 150 kann ein Anwender die Spannklauen 14 bei einer Auflagebewegung A des Werkzeugs 150 auf die Spannklauen 14, insbesondere auf die ersten U-Schenkel 22 der Spannklauen 14, aus der zweiten freigebenden Position in Richtung zu der ersten spannenden Position verschwenken. Sobald der Anwender jedoch loslässt, werden die Spannklauen 14 von den Spannfedern 16 wieder zurück in die erste freigebende Position überführt. Daher bedarf es zum Fixieren des Werkzeugs 150 des zusätzlichen Betätigungsmechanismus 28, der mithilfe eines Stellglieds 32 die Spannklauen 14 in ihrer gespannten Stellung (vergleiche 2) zu halten vermag bzw. dann, wenn der Anwender das Bearbeitungswerkzeug 150 nicht bis auf die Auflagefläche der Abtriebswelle 140 gedrückt hat, die Spannklauen 14 weiter in ihre erste spannende Position zu überführen.
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Der Betätigungsmechanismus 28 umfasst eine Welle 30, die sich zentral durch die Abtriebswelle 140 erstreckt und deren Mittellängsachse mit der Drehachse D der Abtriebswelle 140 zusammenfällt. Diese Welle 30 weist sowohl an ihrem freien Ende, welches aus dem Gehäuse 110 herausragt, einen das Stellglied 32 bildenden Spreizkopf 32 auf, der integral mit der Welle 30 ausgebildet ist, als auch ein Sicherungsglied 34, welches in einer ersten Translationsrichtung T1 des Spreizkopfes 32 betrachtet diesem vorgelagert (in den Figuren oberhalb) angeordnet ist und ebenfalls integral mit der Welle 30 ausgebildet ist.
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Wie bereits angedeutet, lässt sich die Welle 30 entlang ihrer Mittellängsachse und damit der Drehachse D der Abtriebswelle 140 im Inneren des Gehäuses 110 translatorisch verschieben, wobei eine erste Translationsbewegung T1 der Welle 30 und damit des Spreizkopfes 32 dazu dient, die Spannklauen 14 entgegen der Federkraft F der Spannfedern 16 in Richtung zu der ersten spannenden Position (vergleiche 2) zu verschwenken und in der spannenden Position zu halten (vergleiche 2). Die Welle 30 ist in Richtung dieser ersten Translationsbewegung T1 mittels einer Feder 36 vorgespannt, so dass die Welle 30 zusammen mit dem Spreizkopf 32 ohne äußere Krafteinwirkung die Spannklauen 14 in ihrer erster spannenden Position hält. Erst durch Betätigen einer Betätigungseinheit 40, welche als Schwenkhebel ausgebildet ist, wird die Welle 30 entgegen der ersten Translationsbewegung T1 translatorisch verschoben (in Richtung aus dem Gehäuse 110 heraus, d. h. in den 1 und 2 nach unten), wodurch die Spannklauen 14 mittels der Spannfedern 16 in ihre freigebende Stellung verschwenkt werden können (vergleiche 1), da der Spreizkopf 32 die Spannklauen 14 nicht mehr oder nur in geringfügigem Maße (vergleiche 1) aufspreizt.
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Die als Schwenkhebel ausgebildete Betätigungseinheit 40 ist als Doppelhebel ausgebildet, welcher um einen Lagerpunkt 42 verschwenkbar ist. Dabei bildet ein Hebelarm einen Handgriff 44 zur Betätigung durch einen Anwender, während der andere Hebelarm 46 zur Einleitung der Translationsbewegung in das Stellglied 32 dient. In der gezeigten Darstellung ist zwischen dem zweiten Hebelarm 46 und der Welle 30 ein Zwischenglied 38 zur Kraftübertragung vorgesehen. Wird in der gezeigten Ausführungsform, ausgehend von der 2 die Betätigungseinheit 40 in Richtung entgegen dem Uhrzeigersinn um den Lagerpunkt 42 verschwenkt, so drückt der zweite Hebelarm 46 das Zwischenteil 38 und die Welle 30 nach unten, so dass die Spannklauen 14 sich, wie vorstehend beschrieben, öffnen können.
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Wie man in der 1 weiter erkennen kann, werden die Spannklauen 14 in ihrer ersten geöffneten Position dann mithilfe des Sicherungsglieds 34 in ihrer Position gesichert. Hierzu weisen sie an ihrer der Welle 30 zugewandten Außenseite 20 einen Vorsprung 20b auf, der in eine korrespondierende Gegeneingriffskontur 34a, in der gezeigten Ausführungsform als umlaufende Nut 34b ausgebildet, eingreift. Dadurch, dass die Spannfedern 16 mittels ihrer Federkraft F die Spannklauen 14 in Richtung zu ihrer freigebenden Position vorspannen und durch die spezifische Gestaltung der Eingriffskontur 20a und der Gegeneingriffskontur 34a blockieren die Spannklauen 14 eine Translationsbewegung der Welle 30. Der Spreizkopf 32, der das Stellglied 32 bildet, kann somit nicht in Richtung seiner ersten Translationsbewegung T1 verlagert werden, selbst wenn die Betätigungseinheit 40 nicht in der in 1 gezeigten Stellung gehalten wird, da das Sicherungsglied 34 in einem selbsthemmenden Eingriff mit den Spannklauen 14 steht. Erst wenn die Spannklauen 14 mithilfe eines zu spannenden Werkzeugs 150 zumindest aus dieser selbsthemmenden Eingriffsstellung mit dem Sicherungsglied 34 heraus verschwenkt werden, kann die Welle 30 und damit auch der Spreizkopf 32 wieder translatorisch bewegt werden, um die Spannklauen 14 weiter in Richtung ihrer spannenden Position zu verschwenken.
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Die vorliegende Erfindung bietet somit einen zusätzlichen Sicherungsmechanismus und damit eine vereinfachte Handhabung der Schnellspannvorrichtung einer erfindungsgemäßen Handwerkzeugmaschine. Daneben bietet sie unabhängig von der vorgestellten zusätzlichen Sicherung auch einen besonders robusten und einfachen Aufbau, da die Lagerpunkte der Spannklauen 14 nicht mit der Drehachse der Abtriebswelle zusammenfallen. Das Stellglied 32 kann einteilig ausgeführt werden und wirkt unmittelbar auf die Spannklauen 14.
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Wie man in den Figuren weiter erkennen kann, ist die Spannmechanik im Wesentlichen unterhalb der zur Lagerung der Abtriebswelle vorgesehenen Spindellager, insbesondere unterhalb des Hauptlagers 140b, angeordnet, wodurch sich etliche Vorteile ergeben:
- Alle Schwenkbewegungen erfolgen unterhalb der Schulter der Hauptlagers 140b. Dies ermöglicht es, bei üblichen Lagergrößen und gängigen Flanschdurchmessern der Abtriebswelle 140 zu bleiben. Weitere Komponenten, wie eine mechanische Sicherheitskupplung S für die Abtriebswelle (wie in den Figuren gezeigt), lassen sich integrieren, da oberhalb des Hauptlagers 140b nur noch axiale Kräfte zu handhaben sind. Dies ist ein wichtiger Sicherheitsaspekt für hochwertige Winkelschleifer. Der Kraftfluss durch die durch die Spannklauen 14 gebildete Schwenkeinheit wird kurz und momentenarm. Das ermöglicht robuste Teile, spart Materialeinsatz und Bauraum.
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Das Getriebegehäuse 110 ist vergleichsweise flach und ermöglicht beim Schleifen die Zugänglichkeit in Engstellen. Die optische Einsicht in den Arbeitsbereich der Schleifscheibe wird durch das flache Getriebegehäuse verbessert.
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Die Spannmechanik liegt zudem im offenen Bereich der Maschine, in dem eindringender Staub einfach wieder aus der Maschine abgegeben werden kann. Aufwändige Dichtmaßnahmen entfallen somit weitgehend.
