Stand der Technik
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Die Erfindung geht aus von einem System mit einer
Werkzeugaufnahme nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.
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Aus der EP 0 904 896 A2 ist ein System mit einer
Schleifmaschinenwerkzeugaufnahme für eine handgeführte
Winkelschleifmaschine und einer Schleifscheibe bekannt. Die
Winkelschleifmaschine besitzt eine Antriebswelle, die werkzeugseitig ein
Gewinde aufweist.
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Die Schleifmaschinenwerkzeugaufnahme besitzt einen Mitnehmer
und eine Spannmutter. Zur Montage der Schleifscheibe wird der
Mitnehmer mit einer Montageöffnung auf einen Bund der
Antriebswelle aufgeschoben und über die Spannmutter
kraftschlüssig gegen eine Auflagefläche der Antriebswelle
verspannt. Der Mitnehmer besitzt einen sich werkzeugseitig in
axialer Richtung erstreckenden Bund, der radial an zwei
gegenüberliegenden Seiten an seinem Außenumfang Ausnehmungen
aufweist, die sich in axialer Richtung bis zu einem Grund des
Bunds erstrecken. Ausgehend von den Ausnehmungen erstreckt
sich entgegen der Antriebsrichtung der Antriebswelle jeweils
eine Nut am Außenumfang des Bunds. Die Nuten sind entgegen
der Antriebsrichtung der Antriebswelle verschlossen und
verjüngen sich axial ausgehend von den Ausnehmungen entgegen der
Antriebsrichtung der Antriebswelle.
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Die Schleifscheibe besitzt eine Nabe mit einer
Montageöffnung, in der zwei gegenüberliegende, radial nach innen
weisende Zungen angeordnet sind. Die Zungen können in axialer
Richtung in die Ausnehmungen und anschließend in
Umfangsrichtung, entgegen der Antriebsrichtung, in die Nuten eingeführt
werden. Die Schleifscheibe ist über die Zungen in den Nuten
in axialer Richtung formschlüssig und durch die sich
verjüngende Kontur der Nuten kraftschlüssig fixiert. Während des
Betriebs nimmt der Kraftschluß infolge von auf die
Schleifscheibe wirkenden Reaktionskräften zu, die entgegen der
Antriebsrichtung wirken.
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Um ein Ablaufen der Schleifscheibe beim Abbremsen der
Antriebswelle vom Mitnehmer zu vermeiden, ist im Bereich einer
Ausnehmung am Umfang des Bunds ein Stopper angeordnet, der in
einer Öffnung in axialer Richtung beweglich gelagert ist. In
einer mit der Schleifscheibe nach unten weisenden
Arbeitsstellung wird der Stopper durch die Schwerkraft axial in
Richtung Schleifscheibe ausgelenkt, verschließt in Richtung
Ausnehmung die Nut und blockiert eine Bewegung der in der Nut
befindlichen Zunge in Antriebsrichtung der Antriebswelle.
Vorteile der Erfindung
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Die Erfindung geht aus von einem System mit einer
Werkzeugaufnahme, die eine Mitnahmevorrichtung aufweist, über die
ein Einsatzwerkzeug mit einer Antriebswelle wirkungsmäßig
verbindbar ist, und mit einem Einsatzwerkzeug, das über
zumindest ein gegen ein Federelement bewegbar gelagertes
Rastelement mit der Mitnahmevorrichtung wirkungsmäßig verbindbar
ist, das in einer Betriebsstellung des Einsatzwerkzeugs
einrastet und das Einsatzwerkzeug formschlüssig fixiert.
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Es wird vorgeschlagen, daß die Werkzeugaufnahme und das
Einsatzwerkzeug zumindest zwei aufeinander abgestimmte,
korrespondierende Formelemente zur Vereinfachung einer Montage des
Einsatzwerkzeugs aufweisen. Es ist eine vorteilhafte und
einfache Montage des Einsatzwerkzeugs erreichbar, und zwar
insbesondere indem die Formelemente eine Führung bilden, so daß
Spannhaken der Mitnahmevorrichtung automatisch in
korrespondierende Ausnehmungen der Nabe eingreifen können.
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Vorteilhaft bilden die korrespondierenden Formelemente
hinsichtlich zumindest eines Parameters ein Kodierungsmittel zur
Vermeidung einer Montage eines unzulässigen Einsatzwerkzeugs
derselben Art. Es kann konstruktiv einfach ein Schutz für
eine Handwerkzeugmaschine und für das Einsatzwerkzeug gegen
eine Beschädigung und/oder Zerstörung durch eine etwaige
Fehlbelastung, wie insbesondere durch eine zu hohe Drehzahl,
erreicht werden. Eine Kodierung ist anhand verschiedener
Parameter denkbar, die der Fachmann als sinnvoll erachtet, wie
z. B. eine Dimensionierung des Einsatzwerkzeugs, eine maximal
zulässige Drehzahl, ein Einsatzzweck des Einsatzwerkzeugs,
ein zu bearbeitendes Material usw. Es sind auch elektronische
Kodierungsmittel denkbar, mit denen z. B. eine Drehzahl eines
Motors bzw. einer Antriebseinheit in Abhängigkeit vom
Einsatzwerkzeug begrenzbar ist oder bei einem Einsatz eines
unzulässigen Einsatzwerkzeugs eine Stromzufuhr unterbrochen
werden kann.
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Vorteilhaft sind die korrespondierenden Formelemente
hinsichtlich der Dimensionierung des Einsatzwerkzeugs
aufeinander abgestimmt, wodurch insbesondere eine korrekte Zuordnung
eines Durchmessers des Einsatzwerkzeugs zu einer Drehzahl der
Handwerkzeugmaschine sichergestellt werden kann und
Beschädigungen vermeidbar sind. Neben dem Durchmesser sind jedoch
auch andere Dimensionen als Kodierungskriterium denkbar, wie
insbesondere eine Stärke des Einsatzwerkzeugs.
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Vorteilhaft ist das an der Werkzeugaufnahme angeordnete
Formelement von einem an einem Bund der Werkzeugaufnahme
angeordneten, sich in radialer Richtung erstreckenden Vorsprung
und das am Einsatzwerkzeug angeordnete Formelement von einer
Ausnehmung gebildet. Es sind große Zentrierflächen für eine
einfache und sichere Montage des Einsatzwerkzeugs in der
Werkzeugaufnahme erreichbar. Denkbar ist jedoch auch, daß an
die Nabe bzw. an das Einsatzwerkzeug ein sich radial nach
innen erstreckender Vorsprung und an die Werkzeugaufnahme eine
Ausnehmung angeformt ist.
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In einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung wird
vorgeschlagen, daß der Vorsprung in axialer Richtung einen Abstand
zu einer Anlagefläche aufweist. Das Einsatzwerkzeug kann zum
Erreichen einer Arretierposition unter den Vorsprung gedreht
werden. Der Vorsprung stellt dabei eine zusätzliche Sicherung
des Einsatzwerkzeugs dar und liefert einen zusätzlichen
Beitrag zur Sicherheit für den Bediener.
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Ferner wird vorgeschlagen, daß an der Werkzeugaufnahme
zumindest drei gleichmäßig über den Umfang verteilte Vorsprünge
angeordnet sind. Die drei Vorsprünge spannen eine eindeutige
bestimmte Ebene auf und bilden mit ihren Stirnseiten eine
vorteilhafte Anlagefläche für das Einsatzwerkzeug. Das
Einsatzwerkzeug kann bei der Montage in der Werkzeugaufnahme
einfach auf die Anlagefläche gelegt und gedreht werden, bis
die Formelemente sich in einer zueinander korrespondierenden
Position befinden. Das Finden und Einfädeln der Haltehaken in
die entsprechenden Ausnehmungen in der Nabe wird dadurch
deutlich erleichtert und ein Verklemmen und Verkanten des
Einsatzwerkzeugs bei der Montage kann vorteilhaft vermieden
werden.
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Der Vorsprung kann an ein separates Bauteil angeformt oder
vorteilhaft einstückig mit der Werkzeugaufnahme ausgeführt
sein, wobei im letzteren Fall zusätzliche Bauteile,
Montageaufwand und Kosten eingespart werden können.
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In einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung wird
vorgeschlagen, daß ein zylindrischer Teil des Bundes in axialer
Richtung über Stirnflächen der Formelemente ragt. Das
Einsatzwerkzeug kann bei der Montage in der Werkzeugaufnahme
konstruktiv einfach zentriert und gedreht werden.
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Zeichnung
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Weitere Vorteile ergeben sich aus der folgenden
Zeichnungsbeschreibung. In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel der
Erfindung dargestellt. Die Zeichnung, die Beschreibung und
die Ansprüche enthalten zahlreiche Merkmale in Kombination.
Der Fachmann wird die Merkmale zweckmäßigerweise auch einzeln
betrachten und zu sinnvollen weiteren Kombinationen
zusammenfassen.
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Es zeigen:
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Fig. 1 einen schematisch dargestellten
Winkelschleifer von oben,
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Fig. 2 eine Explosionszeichnung eines Systems mit
einer Werkzeugaufnahme,
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Fig. 3 eine vergrößerte Darstellung eines
Mitnahmeflansches aus Fig. 2.
Beschreibung des Ausführungsbeispiels
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Fig. 1 zeigt einen Winkelschleifer 32 von oben mit einem in
einem Gehäuse 34 gelagerten, nicht näher dargestellten
Elektromotor. Der Winkelschleifer 32 ist über einen ersten, im
Gehäuse 34 auf einer einem Einsatzwerkzeug 14 abgewandten
Seite integrierten, sich in Längsrichtung erstreckenden
Handgriff 36 und über einen zweiten an einem Getriebegehäuse 38
im Bereich des Einsatzwerkzeugs 14 befestigten, sich quer zur
Längsrichtung erstreckenden Handgriff 40 führbar. Mit dem
Elektromotor ist über ein nicht näher dargestelltes Getriebe
eine Antriebswelle 16 antreibbar, an deren zum
Einsatzwerkzeug 14 weisenden Ende eine Werkzeugaufnahme mit einer
Mitnahmevorrichtung 12 angeordnet ist (Fig. 2). Die
Werkzeugaufnahme und das Einsatzwerkzeug 14 bilden ein System.
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Die Werkzeugaufnahme besitzt einen Mitnahmeflansch 10, der
eine Anlagefläche 30 für das Einsatzwerkzeug 14 bildet (Fig.
2 und Fig. 3). An dem Mitnahmeflansch 10 ist auf einer dem
Einsatzwerkzeug 14 zugewandten Seite ein Bund 26 angeformt,
über den das Einsatzwerkzeug 14 mit seiner Zentrierbohrung 46
im montierten Zustand radial zentriert ist. An dem Bund 26
sind drei Formelemente 22 angeordnet, die von sich radial
nach außen erstreckenden Vorsprüngen gebildet sind. Die mit
dem Bund 26 einstückig ausgeführten Formelemente 22 sind
gleichmäßig über einen Außenumfang des Bunds 26 verteilt
angeordnet und weisen in axialer Richtung 54, 64 einen Abstand
28 zur Anlagefläche 30 auf. Mit seinem zum Einsatzwerkzeug 14
weisenden Ende überragt der Bund 26 in axialer Richtung 54
die Formelemente 22.
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Auf einer des Einsatzwerkzeugs 14 abgewandten Seite des
Mitnahmeflansches 10 ist eine Blechplatte 48 mit drei in
Umfangsrichtung 50, 52 gleichmäßig verteilten, einstückig
angeformten, sich in axialer Richtung 54 erstreckenden Spannhaken
56 zur axialen Fixierung des Einsatzwerkzeugs 14 angeordnet.
Die Spannhaken 56 sind in einem Biegevorgang an die
Blechplatte 48 angeformt.
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Bei der Montage der Mitnahmevorrichtung 12 wird der
Mitnahmeflansch 10, ein Federelement 58 und die Blechplatte 48
vormontiert. Dabei wird das Federelement 58 auf einen nicht
näher dargestellten Bund des Mitnahmeflansches 10 aufgeschoben,
der in die vom Einsatzwerkzeug 14 abgewandte Richtung weist.
Anschließend werden die Spannhaken 56 der Blechplatte 48, die
an ihrem freien Ende einen hakenförmigen Fortsatz mit einer
in Umfangsrichtung 52 weisenden Schrägfläche 94 aufweisen, in
axialer Richtung 54 durch Ausnehmungen 60 des
Mitnahmeflansches 10 geführt, und zwar jeweils durch verbreiterte
Bereiche 62 der Ausnehmungen 60 (Fig. 2 und 3). Durch
Zusammendrücken und Verdrehen der Blechplatte 48 und des
Mitnahmeflansches 10 gegeneinander wird das Federelement 58
vorgespannt und die Blechplatte 48 und der Mitnahmeflansch 10
werden in axialer Richtung 54, 64 formschlüssig verbunden, und
zwar indem die hakenförmigen Fortsätze in schmale Bereiche 66
der Ausnehmungen 60 verdreht werden (Fig. 2 und 3). Die
Blechplatte 48 ist anschließend, belastet durch das
Federelement 58, an der Anlagefläche 30 des Mitnahmeflansches 10 über
Kanten der hakenförmigen Fortsätze abgestützt, die axial in
die vom Einsatzwerkzeug 14 abgewandte Richtung weisen.
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Nachdem die Blechplatte 48 mit den angeformten Spannhaken 56,
das Federelement 58 und der Mitnahmeflansch 10 vormontiert
sind, wird ein von einer Schraubenfeder gebildetes
Federelement 18 und eine Mitnehmerscheibe 96 mit drei gleichmäßig
über den Umfang verteilten, sich in axialer Richtung 54
erstreckenden Bolzen 20 auf eine Antriebswelle 16 aufgesteckt
(Fig. 2).
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Anschließend wird die vormontierte Baugruppe, bestehend aus
der Blechplatte 48, dem Federelement 58 und dem
Mitnahmeflansch 10, auf die Antriebswelle 16 montiert. Die Bolzen
20 werden bei der Montage durch am Umfang der Blechplatte 48angeformte Laschen 68, die Bohrungen 70 aufweisen, und durch
im Mitnahmeflansch 10 befindliche Durchgangsbohrungen 72
geführt und greifen im montierten Zustand durch die
Durchgangsbohrungen 72 hindurch. Die Blechplatte 48 und die
Mitnehmerscheibe 96 sind über die Bolzen 20 gegen Verdrehen zueinander
gesichert.
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Die Werkzeugaufnahme wird auf der Antriebswelle 16 mit einer
Schraube 74 gesichert. Das von einer Trennscheibe gebildete
Einsatzwerkzeug 14 besitzt eine von einem separaten Bauteil
gebildete Blechnabe 42, die in Umfangsrichtung 50, 52
hintereinander drei gleichmäßig verteilte, sich in axialer Richtung
54 erstreckende, napfförmige Ausnehmungen 76 aufweist, deren
Durchmesser geringfügig größer ist als der Durchmesser der
Bolzen 20. Ferner besitzt die Blechnabe 42 drei gleichmäßig
in Umfangsrichtung 50, 52 verteilte, sich in Umfangsrichtung
50, 52 erstreckende Ausnehmungen 78, die jeweils einen
schmalen und einen breiten Bereich 80, 82 aufweisen.
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Der Durchmesser der Zentrierbohrung 46 der Blechnabe 42 ist
so gewählt, daß das Einsatzwerkzeug 14 auch mit einem
herkömmlichen Spannsystem mit einem Spannflansch und einer
Spindelmutter auf eine herkömmliche Winkelschleifmaschine
aufgespannt werden kann. Es wird eine sogenannte
Abwärtskompatibilität sichergestellt.
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Die Blechnabe 42 des Einsatzwerkzeugs 14 weist drei
Formelemente 24 auf, die in Umfangsrichtung 50, 52 gleichmäßig über
den Umfang der Zentrierbohrung 46 verteilt sind (Fig. 2). Die
Formelemente 24 sind hierbei von Ausnehmungen gebildet.
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Die Formelemente 22 der Werkzeugaufnahme und die Formelemente
24 des Einsatzwerkzeugs 14 sind aufeinander abgestimmte,
korrespondierende Formelemente zur Vereinfachung einer Montage
des Einsatzwerkzeugs 14. Ferner bilden die korrespondierenden
Formelemente 22, 24 ein Kodierungsmittel zur Vermeidung einer
Montage eines unzulässigen Einsatzwerkzeugs derselben Art.
Hierfür sind die korrespondierenden Formelemente 22, 24
hinsichtlich eines Durchmessers des Einsatzwerkzeugs 14
aufeinander abgestimmt, so daß Einsatzwerkzeuge für den Einsatz in
Maschinen mit hoher Drehzahl ein breites Formelement bzw.
eine breite Kodierung aufweisen und Einsatzwerkzeuge für den
Einsatz in Maschinen mit niederer Drehzahl ein schmales
Formelement bzw. eine schmale Kodierung.
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Die Blechnabe 42 des Einsatzwerkzeugs 14 ist über eine
Nietverbindung fest mit einem Schleifmittel verbunden und
verpreßt und ist durch eine in axialer Richtung 64 weisende
Ausformung 44 napfförmig ausgeführt.
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Bei einer Montage des Einsatzwerkzeugs 14 wird das
Einsatzwerkzeug 14 mit seiner Zentrierbohrung 46 auf den die
Formelemente 22 in axialer Richtung 54 überragenden Teil des Bunds
26 aufgeschoben und radial vorzentriert. Das Einsatzwerkzeug
14 kommt hierbei auf Anlageflächen 84 der Formelemente 22 zum
Liegen. Ein Verdrehen des Einsatzwerkzeugs 14 in
Umfangsrichtung 50, 52 bringt die Formelemente 22, 24 zur Deckung. Das
Einsatzwerkzeug 14 bzw. die Blechnabe 42 kann anschließend in
axialer Richtung 64 in Richtung der Anlagefläche 30 gleiten,
und die Blechnabe 42 kommt auf den Bolzen 20 zum Liegen. Ein
anschließendes Andrücken der Blechnabe 42 an die Anlagefläche
30 des Mitnahmeflansches 10 bewirkt, daß die Bolzen 20 in den
Durchgangsbohrungen 72 und die Mitnehmerscheibe 96 gegen eine
Federkraft des Federelements 18 auf der Antriebswelle 16
axial in die vom Einsatzwerkzeug 14 abgewandte Richtung 64
verschoben werden. Hierbei greifen radial nach außen
gerichtete Ausnehmungen 86 der Mitnehmerscheibe 96 in entsprechende
Arretiertaschen 88 eines fest mit dem Getriebegehäuse 38
verbundenen Lagerflansches 90 und arretieren die Antriebswelle
16.
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Beim Niederdrücken der Blechnabe 42 auf die Anlagefläche 30
finden die Spannhaken 56 automatisch in die breiten Bereiche
82 der Ausnehmungen 78 in der Blechnabe 42.
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Sind die hakenförmigen Fortsätze der Spannhaken 56 durch die
breiten Bereiche 82 der Ausnehmungen 78 der Blechnabe 42
geführt und ist die Blechnabe 42 vollständig niedergedrückt,
kann die Blechnabe 42 entgegen einer Antriebsrichtung 98
verdreht werden. Das Verdrehen der Blechnabe 42 bewirkt zum
einen, daß die Blechnabe 42 mit ihrem Rand der Zentrierbohrung
46 in den Abstand 28 zwischen den Formelementen 22 und der
Anlagefläche 30 des Mitnahmeflansches 10 gleiten und von den
Formelementen 22 in axialer Richtung gegen ein Herunterfallen
gesichert werden kann. Zum anderen bewirkt das Verdrehen der
Blechnabe 42, daß die hakenförmigen Fortsätze in die
bogenförmigen, schmalen Bereiche 80 der Ausnehmungen 78 der
Blechnabe 42 verschoben werden. Dabei wird die Blechplatte 48
mit den Spannhaken 56 durch nicht näher dargestellte
Schrägflächen axial gegen den Druck des Federelements 58 in
Richtung 54 verschoben, bis Auflageflächen der hakenförmigen
Fortsätze in den bogenförmigen, schmalen Bereichen 80seitlich neben den Ausnehmungen 78 der Blechnabe 42 zur Anlage
kommen.
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In einer Betriebsstellung des Einsatzwerkzeugs 14 bewirkt der
Druck des Federelements 18, daß die Mitnehmerscheibe 96 nach
oben gleitet. Die Bolzen 20 rasten in den napfförmigen
Ausnehmungen 76 der Blechnabe 42 ein und sichern diese
formschlüssig in Umfangsrichtung 50, 52. Gleichzeitig gelangen
die Ausnehmungen 86 der Mitnehmerscheibe 96 mit den
Arretiertaschen 88 des Lagerflanschs 90 außer Eingriff und geben die
Antriebswelle 16 frei.
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Zur Demontage des Einsatzwerkzeugs 14 wird eine
Entriegelungstaste 92 in axiale Richtung 64 gedrückt. Die
Entriegelungstaste 92 drückt die Mitnehmerscheibe 96 in axialer
Richtung 64, und die Ausnehmungen 86 der Mitnehmerscheibe 96
kommen mit den Arretiertaschen 88 in Eingriff. Die Antriebswelle
16 ist arretiert. Die Bolzen 20 geraten hierbei mit den
Ausnehmungen 76 der Blechnabe 42 außer Eingriff, und die
Blechnabe 42 kann in Umfangsrichtung 52 gedreht werden, bis
die Spannhaken 56 durch die Ausnehmungen 78 gleiten können.
Die Formelemente 22, 24 gelangen hierbei in eine
korrespondierende Lage, und die Blechnabe 42 kann in axialer Richtung
54 entnommen werden.
Bezugszeichen
10 Mitnahmeflansch
12 Mitnahmevorrichtung
14 Einsatzwerkzeug
16 Antriebswelle
18 Federelement
20 Rastelement
22 Formelement
24 Formelement
26 Bund
28 Abstand
30 Anlagefläche
32 Winkelschleifer
34 Gehäuse
36 Handgriff
38 Getriebegehäuse
40 Handgriff
42 Nabe
44 Ausformung
46 Zentrierbohrung
48 Blechplatte
50 Umfangsrichtung
52 Umfangsrichtung
54 axiale Richtung
56 Spannhaken
58 Federelement
60 Ausnehmung
62 Bereich
64 axiale Richtung
66 Bereich
68 Lasche
70 Bohrung
72 Durchgangsbohrung
74 Schraube
76 Ausnehmung
78 Ausnehmung
80 Bereich
82 Bereich
84 Anlagefläche
86 Ausnehmung
88 Arretiertasche
90 Lagerflansch
92 Entriegelungstaste
94 Schrägfläche
96 Mitnehmerscheibe
98 Antriebsrichtung