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Stand der Technik
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Die Erfindung geht aus von einem
Einsatzwerkzeug mit einer Befestigungseinheit nach dem Oberbegriff
des Anspruchs 1.
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Aus der Druckschrift
DE 100 17 458 A1 ist eine
Werkzeugaufnahme für
eine handgeführte
Winkelschleifmaschine und ein Einsatzwerkzeug mit einer Nabe bekannt.
Die Werkzeugaufnahme weist eine Mitnahmevorrichtung auf, über die
die Nabe bzw. die Befestigungseinheit des Einsatzwerkzeugs mit einer
Antriebswelle wirkungsmäßig verbindbar ist.
Die Nabe des Einsatzwerkzeugs ist über Rastelemente der Mitnahmevorrichtung,
die gegen ein Federelement bewegbar sind, mit der Mitnahmevorrichtung
wirkungsmäßig verbindbar.
In die Nabe sind Ausnehmungen eingebracht, in die die Rastelemente in
einer Betriebsstellung des Einsatzwerkzeugs formschlüssig eingreifen
und das Einsatzwerkzeug fixieren.
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Vorteile der
Erfindung
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Die Erfindung geht aus von einem
Einsatzwerkzeug mit einer Befestigungseinheit für eine Werkzeugmaschine, insbesondere
für eine
handgeführte
Winkelschleifmaschine, mit einer Mitnahmevorrichtung.
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Es wird vorgeschlagen, daß in einer
Betriebsstellung die Befestigungseinheit zumindest ein zur Mitnahmevorrichtung
weisendes Rastelement zur Fixierung aufweist. Es ist eine Befestigungseinheit
zur Montage des Einsatzwerkzeugs in der Werkzeugmaschine erreichbar,
bei der verlierbare Teile, insbesondere ein Spannflansch, eine Spannmutter usw.,
vorteilhaft vermieden werden können.
Eine korrekte Montage des Einsatzwerkzeugs, insbesondere bei drehrichtungsgebundenen
Einsatzwerkzeugen, ist durch die zur Mitnahmevorrichtung weisenden Rastelemente
gewährleistet.
Die zur Mitnahmevorrichtung weisenden Rastelemente bewirken eine
intuitiv korrekte Montage des Einsatzwerkzeugs in einer korrekten
Arbeitsposition. Zudem kann die Sicherheit für einen Bediener erhöht werden,
indem ausschließlich
Einsatzwerkzeuge montierbar sind, die vom Hersteller freigegeben
wurden. Es ist ein sogenanntes geschlossenes System erreichbar.
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Die Befestigungseinheit und das Rastelement
können
einstöckig
oder mehrteilig ausgeführt sein.
Sind die Befestigungseinheit und das Rastelement mehrteilig ausgeführt, können das
Rastelement und die Befestigungseinheit aus verschiedenen Materialien
gefertigt sein. Die verschiedenen Materialien können auf spezielle Anforderungen
bzw. auf verschiedene Belastungen, wie z.B. auf eine Scher-, Druck-
und/oder auf eine Zugbelastung ausgelegt und entsprechend dimensioniert
werden. Besonders vorteilhaft ist das Rastelement jedoch einstöckig mit der
Befestigungseinheit ausgebildet. Es ist eine Befestigungseinheit
erreichbar, die einfach gestaltet und kostengünstig gefertigt werden kann.
Zusätzliche
Bauteile, Kosten und Montagezeit können vermieden werden.
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Ist das Rastelement durch einen Stanzvorgang
an die Befestigungseinheit angeformt, können das Rastelement und die
Befestigungseinheit in einem Arbeitsgang aus einer Gesamteinheit
hergestellt und das Rastelement in seine Form gebracht werden. Fertigungsschritte,
wie insbesondere Freischneiden und Biegen des Rastelements, können reduziert
und Produktionskosten können
gesenkt werden. Das Rastelement kann jedoch auch durch andere Verfahren,
die der Fachmann als sinnvoll erachtet, hergestellt werden, wie
z.B. durch Laserschneiden, Sägen
usw.
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In einer weiteren Ausgestaltung der
Erfindung wird vorgeschlagen, daß das Rastelement elastisch
verformbar ist. Es ist eine konstruktiv einfache Fixierung der Befestigungseinheit
in axialer und/oder in Umfangsrichtung erreichbar. Zusätzliche
Federelemente können
eingespart und Kosten können
reduziert werden.
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Ferner wird vorgeschlagen, daß das Rastelement
laschenförmig
ausgebildet ist. Das Rastelement ist konstruktiv einfach elastisch
ausführbar
und einfach formbar.
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Ist das Rastelement S-förmig ausgestaltet, kann
ein erster, sich annähernd
in axialer Richtung erstreckender Teil zur Drehmitnahme und/oder
zur Sicherung in eine erste Umfangsrichtung genutzt werden. Ein
sich im wesentlichen senkrecht an den ersten Teil anschließender zweiter
Teil kann zur Sicherung in axialer Richtung und ein dritter, sich
annähernd
in axialer Richtung erstreckender Teil kann zur Sicherung in eine
zweite Umfangsrichtung vorteilhaft genutzt werden.
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Ist mit dem Rastelement eine formschlüssige Sicherung
des Einsatzwerkzeugs in axialer Richtung und in Umfangsrichtung
erreichbar, kann vorteilhaft über
ein einzelnes Rastelement ein Drehmoment übertragen, das Einsatzwerkzeug
in axialer Richtung gesichert und eine Ablaufsicherung für das Einsatzwerkzeug
beim Abschalten der Werkzeugmaschine erreicht werden. Bauteile,
insbesondere Bauteile zur Ablaufsicherung, können eingespart und Kosten
können
reduziert werden.
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In einer weiteren Ausgestaltung der
Erfindung wird vorgeschlagen, daß das Rastelement einen sich
in Arbeitsrichtung verjüngenden
Aufnahmebereich bildet. Vorteilhaft kann die Befestigungseinheit
des Einsatzwerkzeugs während
des Betriebs gegen den sich verjüngenden
Aufnahmebereich gedrückt
werden, und es ist über
eine große
Anlagefläche
eine spielfreie Sicherung der Befestigungseinheit in axialer Richtung
erreichbar.
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In einer weiteren Ausgestaltung der
Erfindung wird vorgeschlagen, daß die Befestigungseinheit eine
Zentrieröffnung
aufweist. Das Einsatzwerkzeug kann an einem Zentrierbund der Mitnahmevorrichtung
vorteilhaft zentriert werden, und es ist ein vibrationsarmer Betrieb
des Einsatzwerkzeugs erreichbar.
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Ist ein korrespondierendes Rastelement
an der Werkzeugaufnahme gegen ein Federelement bewegbar, kann ein
vorteilhafter Formschluß mit
einer großen Überdeckung
und eine sichere Ablaufsicherung des Einsatzwerkzeugs in Umfangsrichtung
erreicht werden. Ferner können
beim Aufsetzen und Verdrehen des Einsatzwerkzeugs auf einer Werkzeugaufnahme
das Rastelement des Einsatzwerkzeugs und das korrespondierende Rastmittel
mit einer deutlich hörbaren
akustischen Rückmeldung
ineinander einrasten, und dem Bediener kann eine korrekte Fixierung
des Einsatzwerkzeugs übermittelt 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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- 1 einen
Winkelschleifer von oben und
- 2 eine Explosionszeichnung
einer Werkzeugaufnahme und eines Einsatzwerkzeugs.
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Beschreibung
des Ausführungsbeispiels
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1 zeigt
eine Winkelschleifmaschine 12 von oben mit einem in einem
Gehäuse 44 gelagerten, nicht
näher dargestellten
Elektromotor. Die Winkelschleifmaschine 12 ist über einen
ersten, im Gehäuse 44 auf
der einem Einsatzwerkzeug abgewandten Seite integrierten, sich in
Längsrichtung
erstreckenden Handgriff 46 und über einen zweiten an einem Getriebegehäuse 48 im
Bereich des Einsatzwerkzeugs befestigten, sich quer zur Längsrichtung
erstreckenden Handgriff 50 führbar.
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Mit dem Elektromotor ist über ein
nicht näher dargestelltes
Getriebe eine Antriebswelle 52 antreibbar, an deren zum
Einsatzwerkzeug weisenden Ende eine Mitnahmevorrichtung 14 angeordnet
ist (2). Die Mitnahmevorrichtung 14 besitzt
auf einer dem Einsatzwerkzeug zugewandten Seite einen auf der Antriebswelle 52 fest
aufgepreßten
Mitnahmeflansch 54 und auf einer dem Einsatzwerkzeug abgewandten Seite
eine auf der Antriebswelle 52 gelagerte Rastscheibe 56.
Die Rastscheibe 56 ist in die vom Einsatzwerkzeug abgewandte
axiale Richtung 22 gegen ein mittig angeordnetes, von einer
Schraubenfeder gebildetes Federelement 42 verschiebbar.
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Die Rastscheibe 56 weist
an ihrer zum Einsatzwerkzeug weisenden Seite drei in Umfangsrichtung 26, 28 gleichmäßig verteilte
Rastelemente 40 auf, die von jeweils einer Nut gebildet
sind, und besitzt für
eine formschlüssige
Drehmitnahme in Drehrichtung 30 eine zum Mitnahmeflansch 54 korrespondierende
Kontur. Des weiteren sind in die Rastscheibe 56 in einem
radial inneren Bereich drei in Umfangsrichtung 26, 28 gleichmäßig verteilte
Axialbohrungen 92, 94, 96 eingebracht.
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Der Mitnahmeflansch 54 der
Mitnahmevorrichtung 14 weist drei radial nach außen weisende Mitnahmeelemente 64, 66, 68 auf,
die in Umfangsrichtung 26, 28 gleichmäßig verteilt
angeordnet sind (2).
Die Mitnahmeelemente 64, 66, 68 bilden
mit ihren in Drehrichtung 30 weisenden Seiten einen Mitnahmebereich 72, 74, 76,
der sich in Drehrichtung 30 verjüngt. In den Mitnahmeflansch 54 sind
im radial inneren Bereich drei axiale Durchgangsbohrungen 78, 80, 82 eingebracht,
die in Umfangsrichtung 26, 28 gleichmäßig verteilt
angeordnet sind.
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Eine Entriegelungstaste 70 durchgreift
im montierten Zustand mit ihren in axialer Richtung 22 weisenden
Stiften 58, 60, 62 die axialen Durchgangsbohrungen 78, 80, 82 des
Mitnahmeflansches 54 (2).
Die Stifte 58, 60, 62 greifen mit ihren
Enden in die Axialbohrungen 92, 94, 96 der
Rastscheibe 56 und rasten mit nicht näher dargestellten Haken verliersicher
in diese ein.
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Das Einsatzwerkzeug besitzt eine
von einer Blechnabe gebildete Befestigungseinheit 10 mit
einer geschlossenen Zentrieröffnung 38 (2). Die Befestigungseinheit 10 ist
mit ihrem äußeren Umfang fest
mit einem Schleifmittel 84 verbunden. In ihrer Betriebsstellung
weist die Befestigungseinheit 10 drei in axialer Richtung 22 zur
Mitnahmevorrichtung 14 weisende, laschenförmige Rastelemente 16, 18, 20 zur Fixierung
auf. Die elastisch verformbaren Rastelemente 16, 18, 20 sind
in Umfangsrichtung 26, 28 gleichmäßig verteilt
angeordnet und sind durch einen Stanzvorgang einstöckig mit
der Befestigungseinheit 10 ausgebildet.
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Durch eine S-förmige Ausgestaltung der Rastelemente 16, 18, 20 wird
jeweils ein erster, sich annähernd
in axialer Richtung 22 erstreckender Teil zur Drehmitnahme
in eine erste Umfangsrichtung 26, ein sich in einem stumpfen
Winkel an den ersten Teil anschließender zweiter Teil zur Sicherung
in axialer Richtung 22, 24 und ein dritter, sich
annähernd
in axialer Richtung 22 erstreckender Teil zur Sicherung
in eine zweite Umfangsrichtung 28 erreicht. Die Rastelemente 16, 18, 20 bilden
in Drehrichtung 30 sich verjüngende Aufnahmebereiche 32, 34, 36 für die Mitnahmeelemente 64, 66, 68 des
Mitnahmeflansches 54.
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Zur Montage wird das Einsatzwerkzeug
mit seiner Zentrieröffnung 38 auf
einen nicht näher
dargestellten Zentrierbund aufgeschoben und über die geschlossene Zentrieröffnung 38 zentriert.
Bei der Montage durchgreifen die Rastelemente 16, 18, 20 Freiräume 86, 88, 90 zwischen
den Mitnahmeelementen 66, 68, 70 des
Mitnahmeflansches 54. Ein Verdrehen des Einsatzwerkzeugs
in Umfangsrichtung 28 bzw. entgegen der Drehrichtung 30 bewirkt, daß die Aufnahmebereiche 32, 34, 36 der
Rastelemente 16, 18, 20 mit den sich
verjüngenden
Mitnahmebereichen 72, 74, 76 der Mitnahmeelemente 64, 66, 68 in
Wirkverbindung kommen. Die Rastscheibe 56 wird hierbei
durch das Aufschieben der Rastelemente 16, 18, 20 entgegen
der sich verjüngenden, als
Rampen wirkenden Mitnahmebereiche 72, 74, 76 des
Mitnahmeflansches 54 durch die Rastelemente 16, 18, 20 entgegen
der Federkraft des Federelements 42 in axialer Richtung 22 verschoben.
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Ist eine Endlage in Umfangsrichtung 28 erreicht,
wird die Rastscheibe 56, angetrieben durch die Federkraft
des Feder elements 42, in axialer Richtung 24 gegen
den Mitnahmeflansch 54 bewegt und die Rastelemente 16, 18, 20 rasten
formschlüssig
mit einem hörbaren
Klick in den korrespondierenden Rastelementen 40 der Rastscheibe 56 ein.
Das Einsatzwerkzeug bzw. die Befestigungseinheit 10 ist
in beide Umfangsrichtungen 26, 28 verdrehsicher
an der Antriebswelle 52 fixiert.
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Durch den Formschluß der Rastelemente 16, 18, 20 mit
den jeweiligen Rastelementen 40 der Rastscheibe 56 wird
ein Ablaufen des Einsatzwerkzeugs aufgrund der Massenträgheit beim
Abschalten vermieden. Einen spielfreien, sicheren Halt der Befestigungseinheit 10 in
axialer Richtung 22, 24 wird durch die sich in
Drehrichtung 30 verjüngenden
Mitnahmebereiche 72, 74, 76 der Mitnahmeelemente 64, 66, 68 gewährleistet.
Die Rastelemente 16, 18, 20 sichern somit
gleichzeitig formschlüssig
die Befestigungseinheit 10 des Einsatzwerkzeugs in axialer und
in Umfangsrichtung 22, 24, 26, 28.
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Zur Demontage des Einsatzwerkzeugs
bzw. der Befestigungseinheit 10 drückt ein Bediener die Entriegelungstaste 70 axial
in Richtung 22 des Mitnahmeflansches 54. Die Rastscheibe 56 wird
entgegen der Federkraft des Federelements 42 axial in die vom
Einsatzwerkzeug abgewandte Richtung 22 verschoben. Die
Rastelemente 16, 18, 20 des Einsatzwerkzeugs
werden dabei aus den Rastelementen 40 der Rastscheibe 56 geführt und
freigegeben. Das Einsatzwerkzeug kann anschließend in Drehrichtung 30 verdreht
werden, und die Mitnahmeelemente 64, 66, 68 des
Mitnahmeflansches 54 kommen mit ihren Mifnahmebereichen 72, 74, 76 mit
den Aufnahmebereichen 32, 34, 36 der
Rastelemente 16, 18, 20 außer Eingriff.
Das Einsatzwerkzeug bzw. die Befestigungseinheit 10 kann
in axialer Richtung 24 von der Mitnahmevorrichtung 14 abgezogen
werden. Nach Loslassen der Entriegelungstaste 70 gleitet
diese wieder in ihre Ausgangslage zurück.
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- 10
- Befestigungseinheit
- 12
- Werkzeugmaschine
- 14
- Mitnahmevorrichtung
- 16
- Rastelement
- 18
- Rastelement
- 20
- Rastelement
- 22
- axiale
Richtung
- 24
- axiale
Richtung
- 26
- Umfangsrichtung
- 28
- Umfangsrichtung
- 30
- Drehrichtung
- 32
- Aufnahmebereich
- 34
- Aufnahmebereich
- 36
- Aufnahmebereich
- 38
- Zentrieröffnung
- 40
- Rastelement
- 42
- Federelement
- 44
- Gehäuse
- 46
- Handgriff
- 48
- Getriebegehäuse
- 50
- Handgriff
- 52
- Antriebswelle
- 54
- Mitnahmeflansch
- 56
- Rastscheibe
- 58
- Stift
- 60
- Stift
- 62
- Stift
- 64
- Mitnahmeelement
- 66
- Mitnahmeelement
- 68
- Mitnahmeelement
- 70
- Entriegelungstaste
- 72
- Mitnahmebereich
- 74
- Mitnahmebereich
- 76
- Mitnahmebereich
- 78
- Durchgangsbohrung
- 80
- Durchgangsbohrung
- 82
- Durchgangsbohrung
- 84
- Schleifmittel
- 86
- Freiraum
- 88
- Freiraum
- 90
- Freiraum
- 92
- Axialbohrung
- 94
- Axialbohrung
- 96
- Axialbohrung