DE10337853A1

DE10337853A1 - Handwerkzeugmaschine

Info

Publication number: DE10337853A1
Application number: DE2003137853
Authority: DE
Inventors: Michael Habele; Thomas Hartmann
Original assignee: Robert Bosch GmbH
Current assignee: Robert Bosch GmbH
Priority date: 2003-08-18
Filing date: 2003-08-18
Publication date: 2005-03-17
Also published as: WO2005016594A1; EP1663574A1; EP1663574B1; DE502004003492D1

Abstract

Eine motorgetriebene Handwerkzeugmaschine, insbesondere Winkelschleifer (10), mit einem Gehäuse (15), das eine Arbeitsspindel (17) mit einer Spindelbremse (31) aufnimmt, auf der ein scheibenförmiges Werkzeug (43) mit einer die Arbeitsspindel (17) mit Spiel übergreifenden, zentralen Bohrung (49) zwischen einem Innenflansch (39) und einem Außenflansch (41) festspannbar ist, wobei beim Abbremsen der rotierenden Arbeitsspindel (17) der Spanndruck auf das Werkzeug (43) selbsttätig erhöhbar ist, indem bei trägheitsbedingter Restrotation des Werkzeugs (43) Keilmittel (53, 63) von diesem mitdrehbar und dabei aneinander aufgleitbar sind und den axialen Abstand des Innenflansches (39) zum Werkzeug (43) bzw. zum Außenflansch (41) zu verringern suchen, wird dadurch besonders funktionssicher und kostengünstig herstellbar, dass die Arbeitsspindel (17) selbst zumindest zum Teil erste Keilmittel (53) trägt und dass der Innenflansch (39) mit korrespondierenden zweiten Keilmitteln (55) an den ersten Keilmitteln (53) der Arbeitsspindel (17) abstützbar und daran mit begrenztem Axial- und Verdrehspiel unverlierbar festlegbar ist.

Description

Die Erfindung geht aus von einer motorgetriebenen Handwerkzeugmaschine nach der Gattung des Anspruchs 1.

Durch die EP 0 604 477 ist eine gattungsgemäße Handwerkzeugmaschine bekannt. Deren Arbeitsspindel kann mit einer Spindel-Stopp-Einrichtung arretiert bzw. gebremst werden, wobei bei abruptem Bremsen das scheibenförmige Bearbeitungswerkzeug daran gehindert wird, die Spannvorrichtung und sich selbst von der Arbeitsspindel zu lösen, wobei ein unbeabsichtigtes Lösen zu erheblichen Gefahren für den Bedienenden oder Umstehende führen kann.

Die bekannte Lösung besteht aus verhältnismäßig vielen Einzelteilen.

Vorteile der Erfindung

Die erfindungsgemäße Handwerkzeugmaschine mit den kennzeichnenden Merkmalen des Anspruchs 1 hat demgegenüber den Vorteil, dass sie leicht, kompakt und kostengünstig ist.

Dadurch, dass die spindelseitigen Keilmittel auf einem gesonderten Bund der Arbeitsspindel angeordnet und als Ringkeile ausgestaltet sind, sind damit robuste Mittel für eine zuverlässige axiale Verstellung durch eine Verdrehung geschaffen.

Dadurch, dass der Bund ein einstückiger Teil der Arbeitsspindel ist, ist die Anzahl der Einzelteile der Handwerkzeugmaschine verringert und diese kostengünstig herstellbar.

Dadurch, dass in der Arbeitsposition der Innenflansch den Bund formschlüssig mit einer Ausnehmung bzw. mit einem kragenartigen Ringbund übergreift, ist die Sicherheitseinrichtung robust und zuverlässig.

Dadurch, dass der Bund radiale Nocken hat, die in Aussparungen des Ringbundes mit definiertem Verdrehspiel gehalten werden, ist der Spanndruck am Werkzeug bei Bedarf zuverlässig und selbsttätig erhöhbar.

Dadurch, dass die Keilmittel Schmiermitteldepots aufweisen, insbesondere in Gestalt von Vertiefungen, ist eine hohe Funktionssicherheit der Sicherheitseinrichtung gewährleistet.

Dadurch, dass die Arbeitsspindel eine Ringnut hat, in die zur Axialsicherung des Innenflansch ein Sprengring einrastbar ist, ist die Arbeitsspindel einfach und sicher mit dem Innenflansch gegen Verlieren verbindbar und eine hohe Funktionssicherheit erreichbar.

Dadurch, dass der Sprengring aus Kunststoff besteht, kann bei Bedarf der Innenflansch sehr leicht von der Arbeitsspindel gelöst werden.

Dadurch, dass der Innenflansch auf seiner Außenseite formschlüssig mit einem Zusatzflansch kuppelbar ist, kann die Sicherheitseinrichtung bzw. die gesamte Handwerkzeugmaschine Schleifscheiben unterschiedlicher Beschaffenheit und Abmessungen sicher aufnehmen.

Dadurch, dass der Formschluss zwischen Innen- und Zusatzflansch durch gegenseitige, insbesondere regelmäßige radiale Vorsprünge und Rücksprünge gebildet wird, sind diese durch Zusammenstecken miteinander kraftschlüssig kuppelbar, wie eine Zahnwelle mit einer Zahnnabe.

Zeichnung

Nachstehend ist die Erfindung anhand einer Beschreibung mit zugehörigen Zeichnungen näher erläutert.

Es zeigen

1 einen Querschnitt einer Handwerkzeugmaschine mit Sicherheitseinrichtung im Bereich der Arbeitsspindel,

2 eine Explosionsdarstellung der Arbeitsspindel mit Innenflansch und Sprengring,

3 eine Explosionsdarstellung der Abtriebswelle mit Innenflansch von oben gesehen,

4 eine Sonderausführung des Innenflansches mit Zusatzflansch von schräg unten und

5 die Darstellung gemäß 4 von schräg oben.

Ausführungsbeispiel
Der in 1 in einer Schnittdarstellung von vorn gezeigte Winkelschleifer 10 umgreift mit seinem Getriebegehäuse 15 eine Arbeitsspindel 17, die mit einem Stufenbund 19 im oberen Bereich in einem Lager 21 gehalten wird.
Auf ihrem Umfang trägt die Arbeitsspindel 17 drehfest ein Tellerrad 29. Dem Tellerrad 29 ist eine im Getriebegehäuse 15 angeordnete Spindel-Stopp-Einrichtung 31 zugeordnet, die im Wesentlichen aus einem gegen eine Feder 33 axial verschiebbar gelagerten Druckstift 35 besteht, der in Ausnehmungen 37 auf dem Außenumfang des Tellerrades 29 einrasten kann. Mit dem Einrasten kann er das Tellerrad 29 und damit die Arbeitsspindel 17 stoppen.
Unten auf dem freien Ende der Arbeitsspindel 17 ist zwischen einem Innenflansch 39 und einem Außenflansch 41 eine Schleifscheibe 43 gespannt. Dabei übergreift der Innenflansch 39 mit seiner zentralen Bohrung begrenzt drehbar das freie Ende der Arbeitsspindel 17 und ist an dieser bis zu einem Bund 23 axial verschiebbar. Der Außenflansch 41 sitzt mit seinem Innengewinde auf einem Außengewinde 47 der Arbeitsspindel 17. Das Außengewinde 47 hat einen bestimmten Steigungswinkel, auf den nachfolgend bei der Erläuterung der Sicherheitseinrichtung weiter Bezug genommen wird.
Die Schleifscheibe 43 hat eine zentrische Ausnehmung 49, mit der sie die Arbeitsspindel 17 mit geringem radialen Spiel übergreift, wobei sie sich mit ihrer Flachseite am Innen flansch 39 abstützt. Die der Schleifscheibe 43 zugewandte Seite des Innenflansches 39 weist eine als axiales Zahnsystem ausgestaltete Profilfläche 42 (2) auf, das sich in die sich daran abstützende Schleifscheibe 43 eindrückt, so dass sich bei festgeschraubtem Außenflansch 41 zwischen diesem und der Schleifscheibe 43 eine formschlüssige Kupplung ergibt.
Der Innenflansch 39 trägt auf seiner der Schleifscheibe 43 abgewandten Seite einen ringkeilartigen schiefebenen Keilkörper 51 mit einer unter einem bestimmten Winkel ansteigenden, axialen Keilfläche 53, die sich an einer gleichsinnig ansteigenden, axialen Gegenkeilfläche 55 des Bundes 23 abstützt. Die Keilwinkel der Keilflächen 53, 55 steigen stärker an als das Außengewinde 47 am freien Ende der Arbeitsspindel 17 bzw. das Gewinde des Außenflansches 41.
Die seitlichen Anschlagflächen 61, 62 der beiden diametral gegenüberliegenden Ausnehmungen 57 des Innenflansches 39 wirken als radiale Anschläge. Die Ausnehmungen 57 sind maximal doppelt so breit, wie die einander gegenübeliegenden Nocken 25 des Bundes 23 der Arbeitsspindel 17.
Wird nun im Sicherheitsfall, z.B. bei plötzlichem Abbremsen der Arbeitsspindel 17, der Innenflansch 39 gegenüber der Arbeitsspindel 17 durch die sich zunächst weiterdrehende Schleifscheibe 43 drehmitnehmend bewegt, so sucht die Schleifscheibe 43 den Innenflansch 39 und den Außenflansch 41 gegenüber der Arbeitsspindel 17 drehend mitzunehmen. Dabei entspricht diese Drehrichtung der Losschraubrichtung des Außenflansches 41, weil das Gewinde 47 des Außenflansches 41 ein Rechtsgewinde ist. Bei derartigem Verdrehen des Innenflansches 39 gegenüber der Arbeitsspindel 17 durch die Schleifscheibe 43 beim Stoppen der Arbeitsspindel 17, wird der Innenflansch 39 von der Arbeitsspindel 17 durch die Keilwirkung der aneinander aufgleitenden Keilflächen 53, 55 axial in Richtung zum Außenflansch 41 hin verschoben. Dadurch wird der Spanndruck auf die Schleifscheibe 43 stärker erhöht, als er sich infolge sich lösendem Außenflansch 41 verringern kann, weil die Steigung 67 des Gewindes 47 kleiner als die Steigung 69 der Keilflächen 53, 55 ist. Damit wird das Lösemoment durch die axiale Verschiebung des Innenflansches 39 ausgeglichen oder übertroffen.
Die Arbeitsdrehrichtung der Arbeitsspindel 17 entspricht der des Innenflansches 39 bzw. des Außenflansches 41 bei Drehmitnahme durch die Schleifscheibe 43 und ist durch einen Pfeil 65 nach links weisend gekennzeichnet.
Die Breite der Ausnehmungen 57 ist so bemessen, dass die Keilflächen 53, 55 auch bei extrem weitem Verdrehweg und Aufeinandergleiten nicht den radialen Anschlag 61 bzw. 63 in den Ausnehmungen 57 berührt, weil dadurch eine weitere axiale Verschiebung des Innenflansches 39 verhindert und damit ein unbeabsichtigtes Lösen der Schleifscheibe 43 möglich wäre.
Beim Anschrauben des Außenflansches 41 zum Spannen der Schleifscheibe 43 wird durch deren Verdrehen nach rechts gemeinsam mit dem Außenflansch immer der geringst mögliche axiale Abstand zwischen dem Innenflansch 39 an der Stirnseite des Bundes 23 hergestellt, das heißt die Keilflächen 53, 55 stützen sich dabei an ihrer minimalen Verdrehposition aufeinander ab. Im Spannzustand wird sich der Keilkörper 51 also stets an die rückwärtige Begrenzungswand 63 der Ausnehmung 57 anlegen. Dadurch ist gesichert, dass beim plötzlichen Betätigen der Spindel-Stopp-Einrichtung 21 oder anderem abruptem Stoppen des Motors bzw. des Getriebes noch genügend radiale Verdrehmöglichkeit für den Innenflansch 39 besteht, so dass dieser den Einspanndruck auf die Schleifscheibe 43 und damit auf den Außenflansch 41 erhöhen kann und quasi als dynamische Kontermutter die Schraubverbindung des Außenflansches 41 sichert.
Durch die Verdrehbegrenzung des Innenflansches 39 gegenüber der Arbeitsspindel 17 zum Erhöhen des Spanndrucks als Ablaufsicherung wird bezweckt, dass sich der Spanndruck nicht derart stark erhöht, dass der Außenflansch 41 nur noch mit extrem hohem Kraft- und Zeitaufwand sich lösen lässt, möglicherweise nicht zerstörungsfrei.
Die Gefahr eines zu hohen Spannmomentes bei abruptem Bremsen der Arbeitsspindel bei Anwendung der vorstehend beschriebenen Erfindung besteht nicht bei Verwendung einer Spannschraube gemäß DE-OS 37 05 638 bzw. gemäß DE-OS 38 41 181 .
Die Verwendung der erfindungsgemäßen Sicherheitseinrichtung ist nicht nur für Winkelschleifer, sondern auch für Geradschleifer und dergleichen Handwerkzeugen mit flächig gespannten Schleifkörpern vorteilhaft anzuwenden.

Claims

Motorgetriebene Handwerkzeugmaschine, insbesondere Winkelschleifer (10), mit einem Gehäuse (15) das eine Arbeitsspindel (17) mit einer Spindelbremse (31) aufnimmt, auf der ein scheibenförmiges Werkzeug (43) mit einer die Arbeitsspindel (17) mit Spiel übergreifenden, zentralen Bohrung (49) zwischen einem Innenflansch (39) und einem Außenflansch (41) festspannbar ist, wobei beim Abbremsen der rotierenden Arbeitsspindel (17) der Spanndruck auf das Werkzeug (43) selbsttätig erhöhbar ist, indem bei trägheitsbedingter Restrotation des Werkzeugs (43) Keilmittel (53, 63) von diesem mitdrehbar und dabei aneinander aufgleitbar sind und den axialen Abstand des Innenflansches (39) zum Werkzeug (43) bzw. zum Außenflansch (41) zu verringern suchen, dadurch gekennzeichnet, dass die Arbeitsspindel (17) selbst zumindest zum Teil erste Keilmittel (53) trägt und dass der Innenflansch (39) mit korrespondierenden zweiten Keilmitteln (55) an den ersten Keilmitteln (53) der Arbeitsspindel (17) abstützbar und daran mit begrenztem Axial- und Verdrehspiel unverlierbar festlegbar ist.
Handwerkzeugmaschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die spindelseitigen ersten Keilmittel (53) auf einem gesonderten Bund (23) der Arbeitspindel (17) angeordnet und als Ringkeile (53, 55) ausgestaltet sind.
Handwerkzeugmaschine nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Bund (23) ein einstückiger Teil der Arbeitsspindel (17) ist.
Handwerkzeugmaschine nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Innenflansch (39) den Bund (23) formschlüssig mit einer Ausnehmung (57) bzw. mit einem kragenartigen axialen Ringbereich, insbesondere Ringbund (56), übergreift.
Handwerkzeugmaschine nach Anspruch 2 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Bund (23) radiale Nocken (25) hat, die in Aussparungen (57) der Ausnehmung bzw. des des Ringbundes mit definiertem Verdrehspiel gehalten werden.
Handwerkzeugmaschine nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass das Verdrehspiel der Teillänge der Keilmittel (53, 55) entspricht.
Handwerkzeugmaschine nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Keilimittel (53, 55) ein Schmiermitteldepot (59) aufweisen, insbesondere in Gestalt von Vertiefungen.
Handwerkzeugmaschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Arbeitsspindel (17) eine Ringnut (45) aufweist, in die zur Axailsicherung des zentrisch von der Arbeitsspindel (17) durchtretenene Innenflansches (39) ein Sprengring (46) eingreift.
Handwerkzeugmaschine nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass der Sprengring (46) aus Kunststoff besteht.
Handwerkzeugmaschine nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Innenflansch (39) formschlüssig mit einem Zusatzflansch (71) kuppelbar ist ,
Handwerkzeugmaschine nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass der Formschluß zwischen Innen- und Zusatzflansch (39, 71) durch gegenseitige, insbesondere regelmäßige radiale, Vorsprünge und Rücksprünge (76) gebildet wird.