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Stand der Technik
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Die
Erfindung geht aus von einem Werkzeugadapter nach dem Oberbegriff
des Anspruchs 1.
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Es
sind Gummiteller zur Befestigung von Schleifpapieren an beispielsweise
einer Bohrmaschine bekannt, die kraftschlüssig in das Futter der Bohrmaschine
eingespannt werden. Das Schleifpapier ist durch eine größere Mitnehmerscheibe
auf dem Gummiteller gehalten, die wiederum durch eine Schraube mit
dem Gummiteller verbunden ist.
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Vorteile der
Erfindung
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Die
Erfindung geht aus von einem Werkzeugadapter zur Befestigung eines
scheibenförmigen
Werkzeugs auf einer Mitnahmevorrichtung einer Handwerkzeugmaschine,
der ein Werkzeughaltemittel zur Verbindung mit dem Werkzeug aufweist.
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Es
wird vorgeschlagen, dass der Werkzeugadapter ein Befestigungsmittel
zur formschlüssigen
Befestigung an der Mitnahmevorrichtung aufweist. Es können Werkzeuge
mit der Mitnahmevorrichtung der Handwerkzeugmaschine verbunden werden,
die in ihrer Ausgestaltung nicht an die Mitnahmevorrichtung angepasst
sein müssen.
Es kann beispielsweise ein Werkzeug mit einer einfachen, keine speziellen
Befestigungsmittel aufweisenden Nabe auf einer Mitnahmevorrichtung
mit speziell ausgestalteten Befestigungselementen angeordnet werden.
Durch den Formschluss kann eine besonders stabile Halterung des
Werkzeugadapters an der Mitnahmevorrichtung gewährleistet werden.
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Der
Werkzeugadapter ist so vorbereitet, dass er an der Mitnahmevorrichtung
einer vollständigen
Handwerkzeugmaschine befestigt werden kann. Die Mitnahmevorrichtung
der Handwerkzeugmaschine ist somit eine Werkzeugmitnahmevorrichtung.
Der Werkzeugadapter ist daher kein Teil der Handwerkzeugmaschine,
sondern ein separates, von der Handwerkzeugmaschine unabhängiges Bauteil
und ist wie ein Werkzeug an der Mitnahmevorrichtung befestigbar.
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Das
Werkzeughaltemittel ist vorteilhafterweise zur kraftschlüssigen Verbindung
mit dem Werkzeug vorgesehen, wodurch eine einfache Befestigung des
Werkzeugs erreicht werden kann. Hierbei kann das Werkzeug zusätzlich zum
Kraftschluss durch einen zusätzlichen
Formschluss gehalten sein. Der Kraftschluss erfolgt zweckmäßigerweise
in Tangentialrichtung und der zusätzliche Formschluss in Axialrichtung.
Das Werkzeug kann besonders einfach und dennoch fest und sicher
am Werkzeugadapter gehalten sein. Das Werkzeughaltemittel kann ein Gewindeelement
umfassen, durch das der Kraft- und Formschluss hergestellt wird.
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Zweckmäßigerweise
umfasst das Werkzeughaltemittel ein Zentrierelement. Es kann einer Unwucht
des Werkzeugs während
eines Bearbeitungsvorgangs entgegengewirkt werden.
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In
einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung wird vorgeschlagen, dass
das Befestigungsmittel zur formschlüssigen Verbindung in Tangentialrichtung
mit der Mitnahmevorrichtung vorgesehen ist. Es kann ein großes Kraftmoment
auf ein drehendes Werkzeug übertragen
werden, ohne dass ein kraftschlüssiges
Einspannen des Werkzeugadapters notwendig ist.
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Vorteilhafterweise
ist das Befestigungsmittel durch ein topfförmiges Element gebildet. Es
kann an der Innenwand oder Außenwand
des topfförmigen Elements
jeweils eine relativ große
Fläche
zur Aufnahme einer großen
Antriebskraft Verwendung finden. Einem Verschleiß des Befestigungsmittels und dadurch
des Werkzeugadapters kann entgegengewirkt werden. Das topfförmige Element
kann mit einem Deckel, einem teilweise ausgeführten Deckel oder gänzlich ohne
einen Deckel, beispielsweise in Form eines hohlzylinderförmigen Elements,
ausgebildet sein.
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Der
Werkzeugadapter kann ohne ein Einspannen sicher mit der Mitnahmevorrichtung
verbunden werden, wenn das Befestigungsmittel zur formschlüssigen Verbindung
mit der Mitnahmevorrichtung in Axialrichtung vorgesehen ist. Es
kann zusätzlich ein
Formschluss in Tangentialrichtung mit der Mitnahmevorrichtung vorgesehen
sein. Ein besonders sicherer Formschluss in Axialrichtung kann erreicht werden,
wenn das Befestigungsmittel ein Halteelement umfasst, das in Axialrichtung
hintergreifbar ist. Das Halteelement weist somit eine der Mitnahmevorrichtung
abgewandte Seite auf, die von einem beispielsweise hakenförmigen Haltemittel
der Mitnahmevorrichtung in Axialrichtung abgestützt werden kann. Das Halteelement
ist insbesondere kreisabschnittförmig
ausgestaltet, so dass es durch eine Drehbewegung zumindest eines
Teils des Werkzeugadapters unter ein Haltemittel der Mitnahmevorrichtung
gedreht werden kann. Durch diese Drehung kann eine Verriegelung
des Werkzeugadapters in Axialrichtung auf der Mitnahmevorrichtung
erreicht werden.
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Eine
formschlüssige
Verbindung des Werkzeugadapters mit der Mitnahmevorrichtung, insbesondere
in Axialrichtung, kann in einer besonders einfachen Weise erreicht
werden, wenn das Befestigungsmittel einen Durchbruch durch ein sich
in Radialrichtung erstreckendes Plattenelement umfasst. Ein durch
diesen Durchbruch geführtes
Haltemittel der Mitnahmevorrichtung kann das Plattenelement und
somit den Werkzeugadapter in Axialrichtung und zweckmäßigerweise
zusätzlich
in Tangentialrichtung formschlüssig
sichern. Das Plattenelement ist zumindest teilweise plattenförmig und
ist beispielsweise ein Blech.
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Durch
ein Zentrierelement zur zentrierten Halterung auf der Mitnahmevorrichtung
kann einer Unwucht des Werkzeugadapters während eines Bearbeitungsvorgangs
auf einfache Weise entgegengewirkt werden. Das Zentrierelement ist
beispielsweise ein Zentrierdurchbruch, insbesondere durch das Plattenelement,
wodurch eine Zentrierung auch ohne eine entsprechende Öffnung in
der Mitnahmevorrichtung erreicht werden kann. Die Mitnahmevorrichtung kann
kompakt gebaut werden.
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Mit
Vorteil weist das Zentrierelement mindestens eine Ausnehmung in
Radialrichtung auf. Hierdurch kann der Werkzeugadapter an eine Kodierung der
Mitnahmevorrichtung angepasst werden, und eine eindeutige Zuordnung
zwischen dem Werkzeugadapter und einer kodierten Mitnahmevorrichtung
kann erreicht werden.
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Eine
Eignung des Werkzeugadapters für
ein Schnellspannsystem kann durch ein auf einer Werkzeugseite angeordnetes
Tastenelement erreicht werden. Das Tastenelement ist von der Seite,
von der das Werkzeug am Werkzeugadapter angeordnet wird, bedienbar
und somit leicht zugänglich.
Durch das Tastenelement kann eine Lösevorrichtung in der Mitnahmevorrichtung
betätigt
und der Werkzeugadapter auf besonders einfache Weise von der Mitnahmevorrichtung
gelöst
werden. Das Tastenelement kann jedwede geeignete Form aufweisen
und ist ein durch Druck relativ zur Umgebung verschiebbares Funktionselement.
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Zweckmäßigerweise
ist das Tastenelement zumindest teilweise im Werkzeughaltemittel
angeordnet. Hierdurch kann eine zentrische Position des Tastenelements
im Werkzeugadapter erreicht und somit einer Unwucht des Werkzeugadapters
entgegengewirkt werden.
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Vorteilhafterweise
ist das Tastenelement von einer Werkzeugseite aus bedienbar und
umfasst ein Funktionselement auf einer der Werkzeugseite gegenüberliegenden
Mitnahmeseite. Die Mitnahmeseite ist während eines Arbeitsgangs der
Mitnahmevorrichtung zugewandt, wodurch das mitnahmeseitige Funktionselement
direkt oder indirekt ein entsprechendes Funktionselement der Mitnahmevorrichtung,
beispielsweise ein Tastenelement, betätigen kann.
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Um
ein unbeabsichtigtes Betätigen
des Tastenelements zu vermeiden, weist das Tastenelement ein Bedienelement
auf, das in unbetätigtem
Zustand zumindest zum größten Teil
in einer Vertiefung versenkt ist. Zusätzliche Sicherheit kann durch
ein Federelement erreicht werden, das zur Vorbelastung des Tastenelements
entgegen einer Betätigungsrichtung
vorgespannt ist.
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Eine
einfache Herstellung des Werkzeugadapters kann erreicht werden durch
ein das Werkzeughaltemittel umfassendes erstes Hauptelement und
ein vom ersten Hauptelement trennbares, das Befestigungsmittel umfassendes
zweites Hauptelement. Das Werkzeughaltemittel und das Befestigungsmittel
sind somit getrennt herstellbar und mittelbar oder unmittelbar durch
geeignete Verbindungsmittel zur festen Verbindung der beiden Hauptelemente,
beispielsweise Schrauben, fest miteinander verbindbar.
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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.
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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 mit einer Trennscheibe,
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2 eine
Mitnahmevorrichtung des Winkelschleifers,
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3 eine
Explosionszeichnung eines Werkzeugadapters und
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4 ein
Hauptelement des Werkzeugadapters mit der daran befestigten Trennscheibe.
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Beschreibung
des Ausführungsbeispiels
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1 zeigt
einen Winkelschleifer 2 von oben mit einem in einem Gehäuse 4 gelagerten,
nicht näher
dargestellten Elektromotor. Der Winkelschleifer 2 ist über zwei
Handgriffe 6, 8 führbar. Über den Elektromotor, ein nicht
dargestelltes Getriebe in einem Getriebegehäuse 10 und eine ebenfalls
nicht sichtbare Antriebswelle ist ein als Trennscheibe ausgeführtes Werkzeug 12 in
einer Tangentialrichtung 14 antreibbar.
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Wird
der Winkelschleifer 2 nicht wie in 1 von oben,
sondern von unten betrachtet und das Werkzeug 12 abgenommen,
so wird eine Mitnahmevorrichtung 16 des Winkelschleifers 2 sichtbar.
Diese Mitnahmevorrichtung 16 ist in 2 isoliert
von den übrigen
Komponenten des Winkelschleifers 2 perspektivisch dargestellt.
Die Mitnahmevorrichtung 16 umfasst einen Mitnahmeflansch 18,
einen Zentrierbund 20, drei identi sche, als Rastbolzen 22 ausgeführte Befestigungselemente
und drei ebenfalls identische, als Spannhaken ausgeführte Befestigungselemente 24.
Mittig innerhalb des Zentrierbunds 20 ist ein Betätigungsknopf 26 angeordnet.
Radial nach außen
stehen vom Zentrierbund 20 drei Kodiererhebungen 28 ab.
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3 zeigt
einen Werkzeugadapter 30 mit einem ersten, in 3 oben
dargestellten Hauptelement 32 und einem zweiten Hauptelement 34,
das unterhalb des ersten Hauptelements 32 dargestellt ist.
Bestandteil des ersten Hauptelements 32 ist ein Werkzeughaltemittel 36,
das ein Gewindeelement 38 und ein Zentrierelement 40 umfasst.
Teilweise innerhalb des Werkzeughaltemittels 36 ist ein
Tastenelement 42 angeordnet, das auf einer Werkzeugseite ein
Betätigungselement 44 und
auf einer Mitnahmeseite ein Funktionselement 46 umfasst.
Das Betätigungselement 44 ist
zur einfachen Montage auf einem Zentralkern des Tastenelements 42 aufgeschraubt.
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Das
zweite Hauptelement 34 umfasst innerhalb eines Verbindungsflanschs 48 ein
Plattenelement 50, das drei als topfförmige Vertiefung ausgeführte erste
Befestigungsmittel 52 und drei Befestigungsmittel 54 mit
jeweils einem Durchbruch 56 umfasst. Zentral im Plattenelement 50 angeordnet
ist ein als Durchbruch ausgeführtes
Zentrierelement 58 mit drei radialen Ausnehmungen 60,
von denen jedoch nur eine sichtbar ist. Zur festen Verbindung der
beiden Hauptelemente 32, 34 miteinander umfasst
der Werkzeugadapter 30 vier Schrauben 62, die
durch jeweils ein Loch 64 im Verbindungsflansch 48 geführt und
in einer Gewindebohrung 66 des ersten Hauptelements 32 verschraubt
werden. Es ist auch möglich, die
beiden Hauptelemente 32, 34 nach ihrer Fertigung
stoffschlüssig
miteinander zu verbinden, beispielsweise durch Schweißen. Auch
eine einteilige Herstellung des Werkzeugadapters 30 ist
denkbar.
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Die
in 2 gezeigte Mitnahmevorrichtung 16 ist
als Schnellspannsystem ausgestaltet, auf das Werkzeuge mit einer
entsprechend dem Plattenelement 50 ausgestalteten Werkzeugnabe
einfach, schnell und sicher befestigt werden können.
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Scheibenförmige Werkzeuge
wie Schleifscheiben, Schruppscheiben, Trennscheiben, Sägeblätter oder
dergleichen der einfachen Bauart weisen jedoch üblicherweise nur einen kreisrunden
Zentrierdurchbruch auf und können
nicht mit der Mitnahmevorrichtung 16 verbunden werden.
Es kann jedoch wünschenswert
sein, auch solche einfachen Werkzeuge mit der Mitnahmevorrichtung 16 zu
verbinden. Hierzu ist der Werkzeugadapter 30 vorgesehen.
Der Werkzeugadapter 30 kann mit der Mitnahmevorrichtung 16 verbunden
werden und kann seinerseits wiederum einfache scheibenförmige Werkzeuge
aufnehmen.
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Zur
Verbindung des Werkzeugadapters 30 mit der Mitnahmevorrichtung 16 wird
das Zentrierelement 58 auf den Zentrierbund 20 aufgesteckt.
Nach einem solchen Aufstecken liegt das Plattenelement 50 auf
den drei Kodiererhebungen 28 auf und kann nun in Tangentialrichtung 14 gedreht
werden, bis die drei Ausnehmungen 60 die drei Kodiererhebungen 28 überdecken.
In dieser Position fällt
das Plattenelement 50 – und
mit ihm der gesamte Werkzeugadapter 30 – etwas tiefer, bis es auf
den drei Rastbolzen 22 zu liegen kommt. Diese drei Rastbolzen 22 sind federbelastet
und können
von einem Bediener des Winkelschleifers 2 durch Druck auf
den Werkzeugadapter 30 nach unten gedrückt werden, bis der Werkzeugadapter 30 auf
dem Mit nahmeflansch 18 aufliegt. Hierdurch treten die hakenförmigen Befestigungselemente 24 durch
die Durchbrüche 56 hindurch.
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Zum
Befestigen des Werkzeugadapters 30 auf der Mitnahmevorrichtung 16 kann
das Plattenelement 50 nun im Uhrzeigersinn gedreht werden,
wodurch ein radial innerster Bereich des Plattenelements 50 unter
die Kodiererhebungen 28 hindurchgeführt wird. Gleichzeitig wird
ein den Durchbrüchen 56 jeweils
benachbartes und in Tangentialrichtung parallel zu einem Durchbruch 56 ausgeführtes Halteelement 68 der
Befestigungsmittel 54 unter ein schräg ausgerichtetes Rampenelement 70 des
Befestigungselements 24 geschoben, wobei das Befestigungselement 24 entlang
der Kraft einer nicht dargestellten vorgespannten Feder etwas nach
oben gezogen wird. Eine genaue Beschreibung der Mitnahmevorrichtung 16,
der federbelasteten Rastbolzen 22 und der Befestigungselemente 24 findet
sich in der WO 03/097299.
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Beim
Weiterdrehen des Plattenelements 50 bzw. des Werkzeugadapters 30 im
Uhrzeigersinn wird das Halteelement 68 unter eine parallel
zum Mitnahmeflansch 18 ausgerichtete Nase 72 geschoben, die
das Plattenelement 50 mit Hilfe der vorgespannten und nicht
dargestellten Feder auf den Mitnahmeflansch 18 drückt. Bei
Erreichen einer Befestigungsstellung kommen die Rastbolzen 22 mit
den topfartigen Befestigungsmitteln 52 des Werkzeugadapters 30 in
Deckung und rasten durch ein Hochschnellen in diese Befestigungsmittel 52 ein.
Das Plattenelement 50 – und
mit ihm der gesamte Werkzeugadapter 30 – ist nun in Tangentialrichtung 14 durch
die Rastbolzen 22 in den topfartigen Befestigungsmitteln 52 fixiert und
in Axi alrichtung durch die die Halteelemente 68 hintergreifenden
und federbelasteten Befestigungselemente 24 gehalten.
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Nun
kann das Werkzeug 12 auf das auf der Werkzeugseite angeordnete
erste Hauptelement 32 aufgespannt werden, wobei die Reihenfolge
der Verbindungen von Werkzeug mit erstem Hauptelement 32,
erstem Hauptelement 32 mit zweitem Hauptelement 34 und
zweitem Hauptelement 34 mit der Mitnahmevorrichtung 16 beliebig
ist. Das Werkzeug 12 wird mit einem mittig ausgeführten und
nicht dargestellten Zentrierdurchbruch über das Werkzeughaltemittel 36 geführt und
um das Zentrierelement 40 gelegt. Anschließend wird
ein in 4 gezeigtes, als Spannmutter ausgeführtes Druckelement 74 mit
seinem Innengewinde auf das Gewindeelement 38 aufgeschraubt,
und zwar so lange, bis das Werkzeug 12 fest zwischen einer
Grundplatte 76 des Hauptelements 32 und dem Druckelement 74 eingespannt
ist. Anstelle einer Spannmutter kann ebenso gut ein anderes, mit
dem Werkzeughaltemittel in geeigneter Weise zusammenwirkendes Spannelement
Verwendung finden, wobei das Gewindeelement 38 gegebenenfalls
durch ein geeignetes anderes Element ersetzt werden kann.
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Zur
Aufbringung der für
die Verspannung des Druckelements 74 nötigen Kraft ist das Druckelement 74 mit
seiner Außenform
wie eine Werkzeugmutter hexagonal ausgeführt und kann mit einem Schraubenschlüssel gehalten
werden. Zur Erzeugung einer notwendigen Gegenkraft kann eine eventuell
vorhandene Spindelarretierung des Winkelschleifers 2 betätigt werden,
die ein Mitdrehen der Mitnahmevorrichtung 16 verhindert.
Für die
Fälle,
in denen der Winkelschleifer 2 keine solche Spindelarretierung
aufweist, sind die beiden Hauptelemente 32, 34 mit jeweils
zwei abgeflachten Seiten 78 ausgeführt, die ebenfalls mit einem
großen
Schraubenschlüssel
gegriffen werden können.
Nun können
die beiden Schraubenschlüssel
um die Seiten 78 und um das Druckelement 74 so
lange gegeneinander verdreht werden, bis das Druckelement 74 das
Werkzeug 12 fest auf die Grundplatte 76 drückt. Das
Werkzeug 12 ist auf dem Werkzeugadapter 30 befestigt.
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Zum
Lösen des
Werkzeugadapters 30 von der Mitnahmevorrichtung 16 kann
der Bediener des Winkelschleifers 2 das Betätigungselement 44 in
Axialrichtung zum Getriebegehäuse 10 des
Winkelschleifers 2 drücken,
wodurch das Funktionselement 46 auf der Mitnahmeseite auf
den Betätigungsknopf 26 der
Mitnahmevorrichtung 16 drückt. Hierdurch werden die Rastbolzen 22 nach
unten und aus den topfartigen Befestigungsmitteln 52 herausgezogen. Der
Werkzeugadapter 30 kann entgegen dem Uhrzeigersinn gedreht
und von der Mitnahmevorrichtung 16 gelöst werden.
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Um
eine unbeabsichtigte Betätigung
des Tastenelements 42 zu verhindern, ist das Betätigungselement 44 vollständig innerhalb
des Druckelements 74 versenkt. Außerdem ist das Tastenelement 42 in
Axialrichtung vom Getriebegehäuse
weg durch ein als Spiralfeder ausgeführtes Federelement 80 vorgespannt,
so dass der Betätigungsknopf 26 im Betrieb
auch bei harten Stößen des
Werkzeugadapters 30 nicht durch das Eigengewicht des Tastenelements 42 unbeabsichtigterweise
betätigt
wird.
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- 2
- Winkelschleifer
- 4
- Gehäuse
- 6
- Handgriff
- 8
- Handgriff
- 10
- Getriebegehäuse
- 12
- Werkzeug
- 14
- Tangentialrichtung
- 16
- Mitnahmevorrichtung
- 18
- Mitnahmeflansch
- 20
- Zentrierbund
- 22
- Rastbolzen
- 24
- Befestigungselement
- 26
- Betätigungsknopf
- 28
- Kodiererhebung
- 30
- Werkzeugadapter
- 32
- Hauptelement
- 34
- Hauptelement
- 36
- Werkzeughaltemittel
- 38
- Gewindeelement
- 40
- Zentrierelement
- 42
- Tastenelement
- 44
- Betätigungselement
- 46
- Funktionselement
- 48
- Verbindungsflansch
- 50
- Plattenelement
- 52
- Befestigungsmittel
- 54
- Befestigungsmittel
- 56
- Durchbruch
- 58
- Zentrierelement
- 60
- Ausnehmung
- 62
- Schraube
- 64
- Loch
- 66
- Gewindebohrung
- 68
- Halteelement
- 70
- Rampenelement
- 72
- Nase
- 74
- Druckelement
- 76
- Grundplatte
- 78
- Seite
- 80
- Federelement