DE19511184A1 - Einrichtung zum lösbaren Befestigen eines scheibenförmigen Werkzeugs auf einer Spindel - Google Patents

Einrichtung zum lösbaren Befestigen eines scheibenförmigen Werkzeugs auf einer Spindel

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DE19511184A1
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Joerg Zielfleisch
Matthias Sperber
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    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B24GRINDING; POLISHING
    • B24BMACHINES, DEVICES, OR PROCESSES FOR GRINDING OR POLISHING; DRESSING OR CONDITIONING OF ABRADING SURFACES; FEEDING OF GRINDING, POLISHING, OR LAPPING AGENTS
    • B24B45/00Means for securing grinding wheels on rotary arbors
    • B24B45/006Quick mount and release means for disc-like wheels, e.g. on power tools

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Einrichtung zur lösbaren Befestigung eines auf einer Triebspindel angeordneten scheibenförmigen Werkzeugs, z. B. einer Schleifscheibe, mit zu dessen beiden Seiten vorgesehenen Spannelemen­ ten, von denen eines in einen Gewindezapfen der Triebspindel eingreift, wobei eines der beiden Spannelemente zwei axial hintereinander angeordnete Schei­ ben mit stirnseitig einander zugewandten Klemmbahnen und wenigstens ein dazwischen angeordnetes, um seine Kippachse schwenkbares Klemmelement aufweist, dessen gewölbte Klemmfläche den Klemmbahnen zugewandt ist, wobei die eine zu der Triebspindel konzentrische Klemmbahn ringförmig geschlossen und in einer Ebene quer zu der Triebspindel angeordnet ist.

Eine derartige Einrichtung ist beispielsweise aus der DE-A 36 03 384 bekannt. Als Klemmelemente werden hier rotationssymmetrische Nadeln oder Rollen verwendet, die mit ihrer kreiszylindrischen Mantelfläche gegen die Klemm­ bahnen angedrückt sind. Die andere Klemmbahn ist durch in Umfangsrichtung ausgebildete, aufeinanderfolgende Klemmrampen gebildet, zwischen der und der gegenüberliegenden Klemmbahn die Nadeln oder Rollen eingeklemmt werden. Die Klemmrampen sind zur Funktion dieser Einrichtung zwingend notwendig und verteuern die Herstellung derartiger Einrichtungen.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine gattungsgemäße Einrichtung zu schaffen, die ohne diese Klemmrampen funktionsfähig ist.

Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe dadurch gelöst, daß das Klemmelement rotationsunsymmetrisch ausgebildet ist, wobei der Abstand zwischen zwei Punkten, die auf einer die Kippachse schneidenden und senkrecht auf der einen Klemmbahn stehenden geraden Linie auf der Mantelfläche des Klemmelementes zu beiden Seiten der Kippachse angeordnet sind, in Abhängigkeit von der Kipplage des Klemmelementes variiert.

Bei dieser erfindungsgemäßen Einrichtung können beide Klemmbahnen bei­ spielsweise ringförmig geschlossen und je in einer Ebene quer zu der Trieb­ spindel angeordnet sein. Bei Relativdrehung der Scheiben zueinander werden die Klemmelemente je nach Orientierung der Relativdrehung entweder aufge­ stellt und zwischen den Klemmbahnen eingespannt oder gekippt und ohne Klemmwirkung zwischen den beiden Klemmbahnen gehalten. Die Klemm­ elemente können beispielsweise durch Klemmkörper gebildet sein, wie sie für Freilaufanwendungen häufig eingesetzt werden. Die Klemmflächen dieser Klemmkörper weisen einen Abstand zu ihrer Kippachse auf, der sich entlang des Umfangs der Klemmflächen verändert. Zwei auf einer die Kippachse schnei­ denden geraden Linie angeordnete Punkte, die je auf einer der beiden Klemm­ flächen liegen, verändern ihren Abstand zueinander, wenn man diese gedachte Linie um die Kippachse schwenkt, wobei beide Punkte auf den Klemmbahnen bleiben.

Das Klemmelement ist gemäß Anspruch 2 in zweckmäßiger Weise durch eine Klemmrolle gebildet, an deren Mantelfläche wenigstens eine Abflachung, insbesondere aber ein Zweiflach vorgesehen ist, wobei teilzylindrische Mantel­ abschnitte die Klemmflächen bilden. Diese Klemmrolle ist wegen ihrer ein­ fachen Gestalt besonders einfach und auf sehr wirtschaftliche Art und Weise herstellbar. Bei einer Relativdrehung der beiden Scheiben zueinander - zu Beginn des Lösens der Schleifscheibe - wälzen zunächst die teilzylindrischen Mantelabschnitte der Klemmrolle an den Klemmbahnen ab. Während dieses Abwälzens und gleichzeitigen Kippens der Klemmrolle bleibt der Abstand zwischen den beiden Scheiben konstant, vorausgesetzt, Abstandsänderungen aufgrund von Schraubbewegungen des einen Spannelementes gegenüber der Triebspindel bleiben unberücksichtigt. Ab einer bestimmten Kipplage der Klemmrolle sind deren teilzylindrische Mantelabschnitte nicht mehr in Kontakt mit den Klemmbahnen, so daß die Einspannung plötzlich zusammenfällt. Die beiden Scheiben können sich im Extremfall soweit aufeinander zu bewegen, bis die Abflachung an der einen Klemmbahn zum Anliegen kommt, bzw. bis der Zweiflach parallel zu den Klemmbahnen ausgerichtet ist.

Einrichtungen, bei denen das Klemmelement in einer Tasche eines Käfigs untergebracht ist, sind gemäß Anspruch 3 insbesondere dann vorteilhaft, wenn eine das Klemmelement gegen die Klemmbahnen anfedernde Klemmelementefe­ der vorgesehen ist. Während des Aufrichtens des Klemmelementes wird die Klemmelementefeder zunehmend entlastet.

Gemäß Anspruch 4 ist es zweckmäßig, daß ein axial gerichteter Vorsprung aus einer Stirnseite einer der beiden Scheiben herausragt und in eine Ausnehmung des Käfigs eingreift. Dadurch wird vermieden, daß der Käfig relativ zu dieser Scheibe rotieren kann. Dieser Vorsprung kann beispielsweise in die Tasche des Käfigs eingreifen und dabei so ausgebildet sein, daß das Klemmelement seine Kippbewegung nur soweit durchführen kann, bis es seine Klemmposition erreicht hat. Ein weiteres Kippen wird verhindert, weil dann das Klemmelement gegen diesen axialen Vorsprung anschlägt. Auf diese Weise ist die Funktions­ fähigkeit der erfindungsgemäßen Einrichtung weiter erhöht.

Gemäß Anspruch 5 ist es zweckmäßig, daß eine die Tasche in Umfangsrichtung begrenzende Käfigwand an ihrem einen axialen Ende eine zur gegenüberliegen­ den Wand hin vorspringenden Nase aufweist, zwischen der und der gegen über­ liegenden Wand die Klemmelemente mit in Umfangsrichtung geringem Spiel angeordnet ist. Auf diese Weise ist gewährleistet, daß das Klemmelement nur mit einem Ende kippen kann, wobei das andere Ende in Umfangsrichtung fixiert ist.

Gemäß Anspruch 6 ist es zweckmäßig, daß das Klemmelement in der Tasche ohne Spiel in den Umfangsrichtungen aufgenommen ist, wobei der Käfig Kipp­ bewegungen des Klemmelementes unter federelastischer Verformung aufnimmt. Bei einem derart weitergebildeten Käfig werden separate Klemmelementefedern überflüssig, da die Klemmelemente mittels des vorgespannten Käfigs gegen die Klemmbahnen angefedert sind.

Gemäß Anspruch 7 ist es zweckmäßig, daß beide zu der Triebspindel konzen­ trisch angeordnete Klemmbahnen ringförmig geschlossen und je in einer Ebene quer zu der Triebspindel angeordnet sind. Diese Weiterbildung weist den Vorteil auf, daß keine festgelegten Positionen der beiden Scheiben in Drehrich­ tung zueinander notwendig sind.

Gemäß Anspruch 8 ist es zweckmäßig, daß das eine Spannelement aus den beiden Scheiben und einer in den Gewindezapfen eingreifenden Spannmutter und das andere Spannelement aus einem an der Triebspindel befestigten Axial­ anschlag gebildet ist, wobei an einander zugewandten Stirnseiten der Spann­ mutter und der benachbarten Scheibe Laufbahnen für daran abwälzende Wälz­ körper vorgesehen sind. Zum Lösen des scheibenförmigen Werkzeugs wird zunächst die benachbarte Scheibe derart gedreht, daß das aufgerichtete Klemm­ element kippt, wobei der axiale Abstand in Abhängigkeit von der Kipplage des Klemmelementes zwischen den beiden Scheiben abnimmt. Das Drehen dieser benachbarten Scheibe ist besonders einfach, weil diese Scheibe unter Zwischen­ schaltung der Wälzkörper an der Spannmutter abgestützt ist und statt reibender Gleitbewegungen lediglich Wälzbewegungen auftreten. Nach dem Wegkippen der Klemmelemente kann dann die Spannmutter schließlich problemlos abge­ schraubt werden.

Gemäß Anspruch 9 ist es zweckmäßig, daß zwischen den beiden Scheiben wenigstens eine axial wirkende Feder vorgesehen ist. Diese beispielsweise nach Art einer Tellerfeder arbeitende Feder steht unter erhöhter Federspannung, wenn die beiden Scheiben näher beieinander angeordnet sind, die Klemmelemente also gekippt sind. Während des Lösevorgangs des scheibenförmigen Werkzeugs entspannt sich die Wölbung, wobei die beiden Scheiben sich axial voneinander entfernen, und wobei die Klemmelemente sich in den Käfigtaschen aufrichten, unterstützt von den Federn. Das bedeutet, daß die Federn lediglich das Anfe­ dern der Klemmelemente gegen die Klemmbahnen, nicht aber das Auseinander­ drücken der Scheiben übernehmen müssen.

Gemäß Anspruch 10 kann diese Feder beispielsweise durch eine an einer der beiden Scheiben vorgesehene, axial gerichtete Wölbung gebildet sein. In diesem Fall sind keine separaten Federn erforderlich.

Gemäß Anspruch 11 ist es zweckmäßig, daß die eine Scheibe an ihrem äußeren Umfang einen axialen Kragen aufweist, der die andere Scheibe axial übergreift, wobei ein zwischen der anderen Scheibe und dem axialen Kragen der einen Scheibe gebildeter Ringspalt mittels eines Dichtringes verschlossen ist. Mit dieser Anordnung ist sichergestellt, daß keine Verunreinigungen beispielsweise in den Bereich der Klemmbahnen gelangt und die Funktionsfähigkeit der erfin­ dungsgemäßen Einrichtung gefährdet.

Gemäß Anspruch 12 ist es zweckmäßig, daß die Klemmelemente mit Sperr­ nasen versehen sind, die an die Klemmflächen der Klemmelemente in Umfangs­ richtung anschließen. Abwälzbewegungen derartig ausgebildeter Klemmelemen­ te an den Klemmbahnen werden von den Sperrnasem gestoppt, die auf den Klemmbahnen aufsetzen. Zusätzliche Maßnahmen, beispielsweise am Käfig, sind bei derartigen Klemmelementen nicht erforderlich. Die Sperrnasen können beliebige Konturen aufweisen und sind zweckmäßigerweise einstückig mit den Klemmelementen ausgebildet.

Die gemäß den Ansprüchen 13 bis 15 vorgesehenen Gleitringe dienen der Reibungsreduzierung zwischen der Schleifscheibe und einem der Spannelemen­ te bzw. zwischen einer der beiden Scheiben des Spannelementes und der Triebspindel. In beiden Fällen wird erreicht, daß das Lösen der Schleifscheibe mit reduziertem Kraftaufwand erfolgt, wobei die zwischen der Gleitscheibe und dem scheibenförmigen Werkzeug vorgesehene Anlagescheibe für den Gleitkon­ takt mit der Gleitscheibe ausgelegt ist.

Gemäß Anspruch 16 ist es zweckmäßig, daß Mittel zur formschlüssigen Begren­ zung eines Schwenkwinkels zwischen der Spannmutter und der benachbarten Scheibe vorgesehen sind. Auf diese Weise ist die sichere Mitnahme der Spann­ mutter durch die benachbarte Scheibe gewährleistet.

Diese Mittel können gemäß Anspruch 17 dadurch gebildet sein, daß die Spann­ mutter an ihrem Außenumfang mit einem Zweiflach und daß die äußere Scheibe mit dem Zweiflach zugewandten und diesem gegenüberliegenden radialen Vorsprüngen zur Anlage an umfangsseitigen Enden des Zweiflachs versehen ist. Die Vorsprünge und der Zweiflach sind dabei derart aufeinander abgestimmt, daß der von den radialen Vorsprüngen zwischen den umfangs­ seitigen Enden zurückgelegte Schwenkwinkel zum Kippen der Klemmelemente - und damit zur axialen Entlastung der Schleifscheibe - reicht.

Zusätzlich kann gemäß Anspruch 18 zwischen der äußeren Scheibe und der Spannmutter ein Rückstellfederelement vorgesehen sein, das die radialen Vor­ sprünge entgegen der Löserichtung der Spannmutter auf die umfangsseitigen Enden des Zweiflachs hin rückstellt. Auf diese Weise ist sichergestellt, daß beim Drehen der äußeren Scheibe zum Lösen der Schleifscheibe die radialen Vor­ sprünge zunächst den Weg zwischen den beiden umfangsseitigen Enden des Zweiflachs zurücklegen, wobei die Klemmelemente kippen.

Gemäß Anspruch 19 ist es zweckmäßig, daß das Rückstellfederelement zur Vergrößerung des Abstandes der beiden Scheiben zueinander an beiden Schei­ ben federnd angreift. Durch diese Maßnahme ist wie auch im Fall der bereits erwähnten Wölbungen sichergestellt, daß die Klemmelemente sich leichter aufrichten können.

Gemäß Anspruch 20 ist es zweckmäßig, daß zwischen der Spannmutter und der äußeren Scheibe ein Reibring eingespannt ist. Wenn die Klemmelemente weggekippt sind und die Spannmutter von dem Gewindezapfen der Triebwelle abgeschraubt werden soll - beispielsweise zum Wechseln der Schleifscheibe - gewährleistet die Reibscheibe die Übertragung des Drehmomentes von der äußeren Scheibe auf die Spannmutter. Die äußere Scheibe ist beispielsweise mit einer griffigen Rändelung an ihrem Umfang ausgerüstet. Das aus den beiden Scheiben, den Klemmelementen und der Spannmutter bestehende Spannele­ ment wird dabei als eine kompakte Einheit abgeschraubt.

Gemäß Anspruch 21 ist es zweckmäßig, daß die gemäß Anspruch 3 vorgesehe­ ne Klemmelementefeder zwei unter einem spitzen Winkel aufeinanderstoßende Federschenkel aufweist, von denen der eine an dem Käfig, und von denen der andere an dem Klemmelement abgestützt ist. Derartige Federn lassen sich auf wirtschaftlich besonders günstige Weise aus einem Blechstreifen biegen.

Nachstehend wird die Erfindung anhand von 11 in insgesamt 15 Figuren darge­ stellten erfindungsgemäßen Einrichtungen näher erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 einen Längsschnitt durch eine erfindungsgemäße Einrichtung

Fig. 2 einen Längsschnitt durch eine weitere erfindungsgemäße Einrichtung

Fig. 3 einen Schnitt entlang der Linie III-III aus Fig. 1

Fig. 4 eine erfindungsgemäße Einrichtung mit einem Schnittverlauf wie in Fig. 3

Fig. 5 eine weitere erfindungsgemäße Einrichtung mit einem Schnitt­ verlauf wie in Fig. 3

Fig. 6 eine weitere erfindungsgemäße Einrichtung mit einem Schnitt­ verlauf wie in Fig. 3

Fig. 7 eine weitere erfindungsgemäße Einrichtung mit einem Schnitt­ verlauf wie in Fig. 3

Fig. 8 eine weitere erfindungsgemäße Einrichtung mit einem Schnitt­ verlauf wie in Fig. 3

Fig. 9 eine Seitenansicht der erfindungsgemäßen Einrichtung aus Fig. 8

Fig. 10 eine weitere erfindungsgemäße Einrichtung mit einem Schnitt­ verlauf wie in Fig. 3 und

Fig. 11 weitere Klemmelementeausführungen,

Fig. 12 eine weitere erfindungsgemäße Einrichtung im Halbschnitt,

Fig. 13 einen Ausschnitt der Einrichtung aus Fig. 12 in Pfeilrichtung, und

Fig. 14 das Rückstellfederelement der Einrichtung gemäß den Fig. 12, 13, und

Fig. 15 eine weitere erfindungsgemäße Einrichtung mit einem Schnitt­ verlauf wie in Fig. 6.

Fig. 1 zeigt eine gebrochen dargestellte Schleifscheibe 1, die auf einer Trieb­ spindel 2 angeordnet und zwischen zwei Spannelementen 3, 4 axial einge­ spannt ist. Das eine Spannelement 3 ist durch eine Spannmutter 3a gebildet, die am freien Ende der Triebspindel 2 auf einen Gewindezapfen 5 aufgeschraubt ist. Das andere Spannelement 4 ist aus einer inneren Scheibe 6, einer axial benachbarten äußeren Scheibe 7, einem zwischen diesen Scheiben 6, 7 an­ geordneten Klemmelementesatz 8, und einem auf der Triebspindel 2 befestigten Axialanschlag 9 für die Scheibe 7 gebildet. Zwischen dem Axialanschlag 9 und der äußeren Scheibe 7 ist eine Gleitscheibe 9a eingefügt. Diese Gleitscheibe 9a reduziert das beim Lösen der Schleifscheibe 1 auftretende Drehmoment an der äußeren Scheibe 7, die gegenüber der Triebspindel 2 gedreht wird. Die äußere Scheibe 7 weist an ihrem äußeren Umfang einen axialen Kragen 10 auf, der die innere Scheibe 6 axial übergreift, wobei ein zwischen dem axialen Kragen 10 und dem äußeren Umfang der inneren Scheibe 6 ein Ringspalt 11 gebildet ist, der mittels eines Dichtringes 12 verschlossen ist.

Die in der Fig. 2 dargestellte erfindungsgemäße Einrichtung weist gegenüber der aus der Fig. 1 folgende Unterschiede auf: das Spannelement 4 ist lediglich durch den Axialanschlag 9 gebildet, wobei das Spannelement 3 durch die Spannmutter 3a, die beiden Scheiben 6, 7 und den Klemmelementesatz 8 gebildet ist. Außerdem sind die beiden Scheiben 6, 7 axial zwischen der Schleifscheibe 1 und der Spannmutter 3a angeordnet. Weiterhin sind Nadeln 13 vorgesehen sind, die an Laufbahnen 14, 15 abwälzen, wobei die Laufbahnen 14, 15 an einander zugewandten Stirnseiten der äußeren Scheibe 7 und der Spannmutter 3 ausgebildet sind. Weiterhin weist die äußere Scheibe 7 an ihrer der inneren Scheibe 6 zugewandten Stirnseite zur inneren Scheibe 6 hin gerich­ tete Wölbungen 16 auf, die an der inneren Scheibe 6 anliegen und bei einge­ spannter Schleifscheibe 1 axial unter Federspannung stehen. Zwischen der Schleifscheibe 1 und der inneren Scheibe 6 sind eine Anlagescheibe 16a und eine axial dahinter angeordnete Gleitscheibe 16b vorgesehen. Auf diese Weise ist gewährleistet, daß die Schleifscheibe 1 gegenüber dem Spannelement 3 durchrutschen kann, die Spannmutter 3a also nur begrenzt festgezogen wird.

Es ist ohne weiteres möglich, den Klemmelementesatz 8 mit den Nadeln 13 zu vertauschen. In diesem Fall kann auf die Gleitscheibe 16b verzichtet werden, da die innere Scheibe 6 gegenüber der äußeren Scheibe 7 über die Nadeln 13 abwälzen kann.

Fig. 3 zeigt in geschnittener Darstellung den Klemmelementesatz 8 aus der Fig. 1 von der Seite und um 90° gedreht. Klemmkörper 17 weisen an ihren voneinander abgewandten Enden Klemmflächen 18, 19 auf, die an Klemm­ bahnen 20, 21 der inneren Scheibe 6 und der äußeren Scheibe 7 ausgebildet sind. Diese zu der Triebspindel 2 konzentrischen Klemmbahnen 20, 21 sind eben und ringförmig ausgebildet und je in einer Ebene quer zu der Triebspindel 2 angeordnet. Der Klemmkörper 17 ist in einer Tasche 22 eines auf der Trieb­ spindel 2 angeordneten ringförmigen Käfigs 23 eingesetzt. Klemmelementefe­ dern 24 sind einerseits an dem Käfig 23 und andererseits an dem Klemmkörper 17 abgestützt, wobei der Klemmkörper 17 mit seinen Klemmflächen 18, 19 gegen die Klemmbahnen 20, 21 angefedert ist.

Bei ansonsten gleicher Anordnung ist das Klemmelement aus Fig. 4 durch eine Klemmrolle 25 gebildet, deren Mantelfläche mit einem Zweiflach 25a versehen ist, wobei die teilzylindrischen Mantelabschnitte die Klemmflächen 26, 27 bilden.

Fig. 5 zeigt eine Anordnung wie in Fig. 4, wobei jedoch lediglich eine Feder 24 vorgesehen ist. Die Klemmrolle 25 ist dabei mit einer Seite ihres Zweiflachs 25a gegen eine Käfigwand 28 gedrückt und über den größten Teil ihrer axialen Erstreckung an dieser Käfigwand 28 abgestützt. Die Käfigwand 28 ist dabei senkrecht zu den Klemmbahnen 20, 21 ausgebildet. Die erfindungsgemäße Einrichtung aus Fig. 6 unterscheidet sich von der aus der Fig. 5 lediglich dadurch, daß an einer rechten Käfigwand 29 an deren eines axiale Ende eine Nase 30 gebildet ist, die in Richtung auf die gegenüberliegende Käfigwand 28 vorspringt. Die Klemmrolle 25 ist an ihrem der Scheibe 6 zugewandten Ende zwischen der Nase 30 und der Käfigwand 29 ohne Spiel in den Umfangsrich­ tungen gehalten, wobei die Klemmelementefeder 24 an dem anderen axialen der Klemmrolle 25 angreift.

Die in Fig. 7 dargestellte erfindungsgemäße Einrichtung unterscheidet sich von der aus der Fig. 5 lediglich dadurch, daß aus der inneren Scheibe 6 Zungen 31 herausgebogen sind, die in die Taschen 22 des Käfigs 23 hineinragen und somit ein unzulässiges Verdrehen des Käfigs 23 in einer Drehrichtung gegen­ über der inneren Scheibe 6 verhindern. Während in der Fig. 7 die Klemm­ elementefeder 24 einerseits an dem Käfig 23 und andererseits an der zylin­ drischen Klemmrolle 25 abgestützt ist, ist die Klemmelementefeder 24 bei der Einrichtung gemäß Fig. 8 einerseits an der Zunge 31 und andererseits an dem Käfig 23 abgestützt. Fig. 9 zeigt eine erfindungsgemäße Einrichtung wie in Fig. 8 in der Seitenansicht. Hier ist deutlich zu erkennen, daß der Käfig 23 aus Stirnringen 32, 33 und diese Stirnringe 32, 33 miteinander verbindenden Stegen 34 gebildet ist.

Das in Fig. 10 dargestellte erfindungsgemäße Ausführungsbeispiel unterschei­ det sich von dem aus der Fig. 5 durch einen Käfig 35, der im Bereich von Taschen 36 für die Klemmrollen 25 axial erweitert und zwischen einander benachbarten Taschen 36 aus dünnwandigen Ringabschnitten 37 gebildet ist. Die Klemmrolle 25 ist in den Umfangsrichtungen ohne Spiel in der Tasche 36 gehalten. Bei Kippbewegungen der Klemmrolle 25 geben die federelastisch ausgebildeten Ringabschnitt 37 nach, in dem sie aus ihrer in der Fig. 6 darge­ stellten Ebene in axialer Richtung ausgelenkt werden.

In Fig. 11 sind weitere Klemmelemente 38, 39 mit je einem Zweiflach 38a, 39a abgebildet, an deren Mantelfläche Sperrnasen 40, 41 ausgebildet sind, die an Klemmflächen 42, 43 der Klemmelemente 38, 39 unmittelbar anschließen.

Die erfindungsgemäße Einrichtung nach Fig. 12 weist gegenüber der in der Fig. 2 dargestellten Einrichtung folgende Unterschiede auf:
Der in Fig. 2 dargestellte Dichtring 12 fehlt in Fig. 12; stattdessen ist ein zwischen der Spannmutter 3a und der äußeren Scheibe 7 gebildeter Ringspalt 44 mittels eines Dichtringes 45 abgedichtet. Anstelle der oben zur Fig. 2 beschriebenen Wölbung 16 ist ein Rückstellfederelement 46 vorgesehen, dessen Wirkungsweise in axialer Richtung identisch mit der Wirkungsweise der Wöl­ bung ist. Weiter unten ist das Rückstellfederelement 46 genauer beschrieben.

Fig. 13 zeigt die äußere Scheibe 7 ohne den axialen Kragen 10 und die Spannmutter 3a in Stirnansicht entsprechend der Pfeilrichtung in Fig. 12. Die Spannmutter 3a ist an ihrem zylindrischen Außenumfang mit einem Zweiflach 47 versehen. Die äußere Scheibe 7 umgibt den zylindrischen Außenumfang ohne größeres Radialspiel und weist nach innen gerichtete radiale Vorsprünge 48 auf, die in den Raum eingreifen, der durch den Zweiflach 47 geschaffen ist. Die äußere Scheibe 7 weist einen radialen Schlitz 49 auf, in den das Rückstell­ federelement 46 derart eingreift, daß es in Umfangsrichtung und in radialer Richtung gehalten ist. Die Spannmutter 3a weist ferner eine Stützfläche 50 für das Rückstellfederelement 46 auf, das in der Fig. 14 deutlich abgebildet ist.

Das Rückstellfederelement 46 ist aus einem schmalen Federband hergestellt, das v-förmig gebogen ist und deren Schenkel 51 an ihren freien Enden in Umfangs­ richtung abgewinkelte Federfüße 52 aufweist. Etwa in Schenkelmitte ist an jedem Schenkel 51 eine axial wirkende Blattfeder 53 befestigt.

Das Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 15 unterscheidet sich von dem aus der Fig. 4 im wesentlichen durch die modifizierte Klemmrolle 25, die einen zusätzlichen Zweiflach 55 aufweist, der zwischen dem einen Zweiflach 25a und den teilzylindrischen Klemmflächen 26, 27 angeordnet ist. Weiterhin sind zwei Klemmelementefedern 24 vorgesehen, die jeweils zwei unter einem spitzen Winkel aufeinanderstoßende Federschenkel 56, 57 aufweisen. Der eine Feder­ schenke 57 ist an der Klemmrolle 25, der andere Federschenkel 56 ist an dem Käfig 23 abgestützt. Weiterhin sind Sperrnasen 58 an den Klemmrollen 25 vor­ gesehen, wie sie bereits weiter oben beschrieben wurden.

Nachstehend wird die Wirkungsweise der erfindungsgemäßen Einrichtung näher erläutert. Die Spannmutter 3a wird manuell angezogen, wobei die Klemm­ elemente 17, 38, 39, 25 aufgerichtet, d. h. in ihrer Klemmposition angeordnet sind. Beim Beschleunigen der Triebspindel 2 auf hohe Drehzahlen bzw. wäh­ rend der Schleifarbeiten zieht sich die Spannmutter 3a auf der Triebspindel 2 ist. Zum Lösen der Schleifscheibe 1 wird die Triebspindel 2, die Schleifscheibe 1 oder die Mutter 3a festgehalten und die äußere Scheibe 7 derart gedreht, daß die Klemmkörper 17 bzw. die Klemmrollen 25 kippen. Dadurch verringert sich der Abstand zwischen der äußeren Scheibe 7 und der inneren Scheibe 6, so daß die Spannmutter 3a axial entlastet und problemlos von dem Gewinde­ zapfen 5 geschraubt werden kann. Aus den Fig. 5 bis 9 ist ersichtlich, daß während des Festspannvorganges der Klemmkörper 17 bzw. die Klemmrolle 25 nicht überkippen kann, da sie entweder an der Käfigwand 28 oder an der Zunge 31 abgestützt sind. Bei den in Fig. 15 dargestellten Klemmrollen 25 wird ein Überkippen durch die Sperrnasen 57 verhindert, die auf den Klemm­ bahnen 20, 21 aufsetzen. Bei Verwendung der in Fig. 11 dargestellten Klemm­ elemente 38, 39 wird deren Abwälzbewegung an den Klemmbahnen 20, 21 dadurch blockiert, daß an der den Klemmbahnen 20, 21 zugewandten Mantel­ fläche der Klemmelemente 38, 39 die Sperrnasen 40, 41 aufsetzen und dadurch weitere Abwälzbewegungen verhindern. Die Klemmelemente 38, 39 aus Fig. 11 haben in der gezeigten Darstellung eine stabile Lage eingenommen; diese stabile Lage ist bei aufgesetzten Sperrnasen 40, 41 gegeben, wobei die beiden Scheiben 6, 7 gegeneinandergedrückt sind, die nicht dargestellte Schleifscheibe also eingespannt ist. Zum Lösen der Schleifscheibe wird die äußere Scheibe 7 gegenüber der inneren Scheibe 6 in Pfeilrichtung in Fig. 11 nach links gedreht, wobei die Klemmelemente 38, 39 im Uhrzeigersinn kippen und mit ihren Klemmflächen 42, 43 an den Klemmbahnen 20, 21 abwälzen. Während dieses Lösevorgangs wird der Axialdruck zwischen den beiden Scheiben 6, 7 abge­ baut. Nicht dargestellte Federmittel können vorgesehen sein, die die beiden Scheiben 6, 7 voneinander weg bewegen, wobei sich die Klemmelemente 38, 39 infolge einer Anfederung - die durch an dem Klemmelement 38 angedeutete Kraftvektoren symbolhaft dargestellt ist - entgegen dem Uhrzeigersinn aufrich­ ten. Während des Festziehens der Schleifscheibe - die beiden Scheiben 6, 7 werden gegeneinandergedrückt - soll sichergestellt sein, daß die Klemmelemen­ te 38, 39 in der oben beschriebenen stabilen Lage eingespannt sind. Dazu kann es zweckmäßig sein, daß der Klemmelement 38 entgegen dem Uhrzeigersinn weiter als in der Fig. 11 dargestellt, kippt. Während des Festspannens kommen die beiden Scheiben 6, 7 mit dem Klemmelement 38 in Kontakt, der bei diesem ersten Kontakt instabil ist. Eine weitere Abstandsverringerung zwischen den Scheiben 6, 7 bewirkt, daß das Klemmelement 38 entgegen seiner Anfederung in die stabile Lage kippt und eingespannt wird. Gemäß Fig. 6 ist die Bewe­ gungsfreiheit der Klemmrolle 25 derart eingeengt, daß sie lediglich mit einem Ende in nur einer Richtung kippen kann. Damit vor dem Festspannen der Spannmutter 3a sichergestellt ist, daß die Klemmkörper 17 bzw. die Klemm­ rollen 25 aufgerichtet sind, sind gemäß Fig. 2 die Wölbungen 16 vorgesehen, die nach ihrem Ausfedern die äußere Scheibe 7 und die innere Scheibe 6 auf Abstand hält, so daß sich die Klemmkörper 17 bzw. die Klemmrollen 25 unter Einwirkung der Klemmelementefeder 24 aufrichten. Anstelle der Wölbung 16 können selbstverständlich zusätzliche Federn vorgesehen sein. Die äußeren Scheiben 7 können mit einer Rändelung versehen sein, so daß die Scheibe 7 zum Lösen gut gegriffen werden kann.

Bei der erfindungsgemäßen Einrichtung gemäß der Fig. 12 bis 14 bewirkt ein Verdrehen der Spannmutter 3a gegenüber der äußeren Scheibe 7 zunächst die weiter oben zu den anderen Ausführungsbeispielen ausführlich beschriebe­ ne Entlastung. Eine weitere Drehbewegung führt zur Anlage der radialen Vor­ sprünge 48 an dem Zweiflach 47 und damit zu einer formschlüssigen Ver­ bindung in dieser Drehrichtung zwischen der Spannmutter 3a und der äußeren Scheibe 7. Aus der Fig. 13 ist ersichtlich, daß die radialen Vorsprünge 48 an dem Zweiflach 47 anliegen; diese Lage von äußerer Scheibe 7 und Spannmutter 3a zueinander ist gegeben, bevor die Schleifscheibe gelöst werden soll, wobei die Federfüße 52 ihre geringste Auslenkung gegenüber den Schenkeln 51 erfahren. Wird die mit einer Rändelung 54 versehene äußere Scheibe 7 gegen­ über der Spannmutter 3a im Uhrzeigersinn (bei Fig. 13) gedreht, durchlaufen die radialen Vorsprünge 48 zunächst die Mitten des Zweiflachs 47 und schlagen schließlich an dessen anderen umfangsseitigen Enden an. In dieser neuen Lage ist der rechte Federfuß 52 an der Stützfläche 50 abgestützt und in Richtung auf den rechten Schenkel 51 gebogen. Nach Entlastung des rechten Federfußes 52 ist die in Fig. 13 gezeigte Lage der äußeren Scheibe 7 und der Spannmutter 3a wieder erreicht. Auf diese Weise ist sichergestellt, daß vor dem Lösen der Schleifscheibe bzw. zum Beginn des Drehens der äußeren Scheibe 7 die radia­ len Vorsprünge 48 zunächst die Mitten des Zweiflachs 47 durchlaufen. Der bis zur formschlüssigen Begrenzung zurückgelegte Weg ist dabei so bemessen, das die Klemmkörper 17 bzw. die Klemmrollen 25 kippen und so die gewünschte Entlastung herbeiführen. Die Blattfedern 53 sind einerseits mit ihren den Schen­ keln 51 zugewandten Enden an der äußeren Scheibe 7 und andererseits mit ihren freien Enden an der inneren Scheibe 6 axial abgestützt. Diese Blattfedern 53 übernehmen dieselbe Funktion wie die weiter oben beschriebenen Wölbun­ gen an der äußeren Scheibe 7.

Bezugszeichenliste

1 Schleifscheibe
2 Triebspindel
3 Spannelement
3a Spannmutter
4 Spannelement
5 Gewindezapfen
6 innere Scheibe
7 äußere Scheibe
8 Klemmelementesatz
9 Axialanschlag
9a Gleitscheibe
10 axialer Kragen
11 Ringspalt
12 Dichtring
13 Nadel
14 Laufbahn
15 Laufbahn
16 Wölbung
16a Anlagescheibe
16b Gleitscheibe
17 Klemmkörper
18 Klemmfläche
19 Klemmfläche
20 Klemmbahn
21 Klemmbahn
22 Tasche
23 ringförmiger Käfig
24 Klemmelementefeder
25 Klemmrolle
26 Klemmfläche
27 Klemmfläche
28 Käfigwand
29 Käfigwand
30 Nase
31 Zunge
32 Stirnring
33 Stirnring
34 Steg
35 Käfig
36 Tasche
37 Ringabschnitt
38 Klemmelement
38a Zweiflach
39 Klemmelement
39a Zweiflach
40 Sperrnase
41 Sperrnase
42 Klemmflächen
43 Klemmflächen
44 Ringspalt
45 Dichtring
46 Rückstellfederelement
47 Zweiflach
48 radialer Vorsprung
49 radialer Schlitz
50 Stützfläche
51 Schenkel
52 Federfuß
53 Blattfeder
54 Rändelung
55 Zweiflach
56 Federschenkel
57 Federschenkel
58 Sperrnase

Claims (21)

1. Einrichtung zur lösbaren Befestigung eines auf einer Triebspindel (2) angeord­ neten scheibenförmigen Werkzeugs (1), z. B. einer Schleifscheibe, mit zu dessen beiden Seiten vorgesehenen Spannelementen (3, 4), von denen eines in einen Gewindezapfen (5) der Triebspindel (2) eingreift, wobei eines der beiden Spannelemente (3, 4) zwei axial hintereinander angeordnete Scheiben (6, 7) mit stirnseitig einander zugewandten Klemmbahnen (20, 21) und wenigstens ein dazwischen an geordnetes, um seine Kippachse schwenkbares Klemmelement (17, 25, 38, 39) aufweist, dessen gewölbte Klemmflächen (18, 19, 26, 27, 42, 43) den Klemmbahnen (20, 21) zugewandt sind, wobei die eine zu der Triebspindel (2) konzentrische Klemmbahn (21) ringförmig geschlossen und in einer Ebene quer zu der Triebspindel (2) angeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, daß das Klemmelement (17, 25, 38, 39) rotationsunsymmetrisch ausgebildet ist, wobei der Abstand zwischen zwei Punkten, die auf einer die Kippachse schneidenden und senkrecht auf der einen Klemmbahn (21) stehenden geraden Linie auf der Mantelfläche des Klemmelementes (17, 25, 38, 39) zu beiden Seiten der Kipp­ achse angeordnet sind, in Abhängigkeit von der Kipplage des Klemmelementes (17, 25, 38, 39) variiert.
2. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß eine Klemmrolle (25) wenigstens eine an ihrer Mantelfläche ausgebildete Abflachung, insbeson­ dere Zweiflach (25a) aufweist, wobei teilzylindrische Mantelabschnitte die Klemmflächen (26, 27) bilden.
3. Einrichtung nach Anspruch 1, bei der das Klemmelement (17, 25) in einer Tasche (22, 36) eines Käfigs (23, 35) untergebracht ist, dadurch gekennzeichnet, daß eine das Klemmelement (17, 25) gegen die Klemmbahnen (20, 21) anfe­ dernde Klemmelementefeder (24, 37) vorgesehen ist.
4. Einrichtung nach Anspruch 1, bei der das Klemmelement (17, 25) in einer Tasche (22, 36) eines Käfigs (23, 35) untergebracht ist, dadurch gekennzeichnet, daß ein axial gerichteter Vorsprung (31) aus einer Stirnseite einer der beiden Scheiben (6) herausragt und in eine Ausnehmung (22) des Käfigs (23) eingreift.
5. Einrichtung nach Anspruch 1, bei der das Klemmelement (17, 25) in einer Tasche (22, 36) eines Käfigs (23, 35) untergebracht ist, dadurch gekennzeichnet, daß eine die Tasche (23) in Umfangsrichtung begrenzende Käfigwand (29) an ihrem einen axialen Ende eine zur gegenüberliegenden Wand (28) hin vor­ springende Nase (30) aufweist, zwischen der und der gegenüberliegenden Wand (28) das Klemmelement (25) mit in Umfangsrichtung geringem Spiel angeordnet ist.
6. Einrichtung nach Anspruch 1, bei der das Klemmelement (25) in einer Tasche (22, 36) eines Käfigs (23, 35) untergebracht ist, dadurch gekennzeichnet, daß das Klemmelement (25) in der Tasche (36) ohne Spiel in den Umfangsrichtun­ gen aufgenommen ist, wobei der Käfig (35) Kippbewegungen des Klemmele­ mentes (25) unter federelastischer Verformung aufnimmt.
7. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß beide zu der Triebspindel (5) konzentrisch angeordnete Klemmbahnen (20, 21) ringförmig schlossen und je in einer Ebene quer zu der Triebspindel (2) angeordnet sind.
8. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das eine Spann­ element (3) die beiden Scheiben (6, 7) und eine in den Gewindezapfen (5) eingreifende Spannmutter (3a) und daß das andere Spannelement (4) einen an der Triebspindel (2) befestigten Axialanschlag (9) umfaßt, wobei an einander zugewandten Stirnseiten der Spannmutter (3a) und der benachbarten Scheibe (7) Laufbahnen (14, 15) für daran abwälzende Wälzkörper (13) vorgesehen sind.
9. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen den beiden Scheiben (6, 7) wenigstens eine axial wirkende Feder (16) vorgesehen ist.
10. Einrichtung nach Anspruch 9 , dadurch gekennzeichnet, daß die eine Scheibe (7) mit einer axialen federnden Wölbung (16) versehen ist.
11. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die eine Scheibe (7) an ihrem äußeren Umfang einen axialen Kragen (10) aufweist, der die andere Scheibe (6) übergreift, wobei ein zwischen dem äußeren Umfang der anderen Scheibe (6) und dem axialen Kragen (10) der einen Scheibe (7) gebilde­ ter Ringspalt (11) mittels eines Dichtringes (12) verschlossen ist.
12. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Klemm­ element (38, 39) mit an wenigstens eine der Klemmflächen (42, 43) in Um­ fangsrichtung anschließende Sperrnase (40, 41) versehen ist.
13. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen der Scheibe (6) und dem scheibenförmigem Werkzeug (1) ein gleitfähiges Material, vorzugsweise eine Gleitscheibe (16b) angeordnet ist.
14. Einrichtung nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen der Gleitscheibe (16b) und dem scheibenförmigen Werkzeug (1) eine Anlagescheibe (16a) angeordnet ist.
15. Einrichtung nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen einem Axialanschlag (9) der Triebspindel (2) und der dem Axialanschlag (9) benachbarten Scheibe (7) eine Gleitscheibe (9a) angeordnet ist.
16. Einrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß Mittel (47, 48) zur formschlüssigen Begrenzung eines Schwenkwinkels zwischen der Spann­ mutter (3a) und der benachbarten Scheibe (7) vorgesehen sind.
17. Einrichtung nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, daß die Spann­ mutter (3a) an ihrem Außenumfang mit einem Zweiflach (47) und daß die äußere Scheibe (7) mit dem Zweiflach (47) zugewandten und diesem gegen­ überliegenden radialen Vorsprüngen (48) zur Anlage an umfangsseitigen Enden des Zweiflachs (47) versehen ist.
18. Einrichtung nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen der äußeren Scheibe (7) und der Spannmutter (3a) ein Rückstellfederelement (46) vorgesehen ist, das die radialen Vorsprünge (48) entgegen der Löserichtung der Spannmutter (3a) auf die umfangsseitigen Enden des Zweiflachs (47) hin rück­ stellt.
19. Einrichtung nach Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet, daß das Rückstell­ federelement (46) zur Vergrößerung des axialen Abstandes der beiden Scheiben (6, 7) zueinander an beiden Scheiben (6, 7) federnd angreift.
20. Einrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen der Spannmutter (3a) und der äußeren Scheibe (7) ein Reibring (45) eingespannt ist.
21. Einrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet daß die Klemm­ elementefeder (24) zwei unter einem spitzen Winkel aufeinanderstoßende Federschenkel (56, 57) aufweist, von denen der eine Federschenkel (56) an dem Käfig (23) und von denen der andere Federschenkel (57) an dem Klemmelement (25) abgestützt ist.
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