DE19649514A1 - Handwerkzeugmaschine - Google Patents

Description

Stand der Technik

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

Ein durch die DE-OS 44 21 480 bekanntes Handschleifwerkzeug trägt auf seiner Abtriebswelle zwischen zwei Spannflanschen eine Schleifscheibe. Der äußere Spannflansch ist über ein Gewinde gegen die Schleifscheibe spannbar. Der innere Flansch ist über ein festes Schmiermittel gegenüber der Ab­ triebsspindel besonders reibarm verdrehbar gelagert. Beim Drehen des äußeren Spannflansches in Löserichtung läßt sich der innere Spannflansch gemeinsam mit der Schleifscheibe leicht verdrehen. Dadurch läßt sich der äußere Spannflansch mit geringer Kraft lösen und ein Schleifscheibenwechsel leicht bewerkstelligen.

Diese Lösung hat den Nachteil, daß bei abruptem Abbremsen der Schleifspindel der äußere Flansch sich zu lösen sucht und die Gefahr besteht, daß die Schleifscheibe mit hoher En­ ergie von der Schleifspindel weggeschleudert wird, mit ent­ sprechender Verletzungsgefahr für in der Umgebung befindli­ che Personen.

Da der bisherige Selbstspanneffekt durch Drehmitnahme der Spannschraube durch das Sägeblatt so stark sein konnte, daß die Spannschraube nicht von Hand, sondern nur mittels Hilfs­ werkzeug lösbar war, mußte stets ein Hilfswerkzeug mitge­ führt und in den meisten Fällen zum Sägeblattwechsel verwen­ det werden. Dadurch ergab sich ein entsprechend hoher Zeit­ aufwand.

Aus der EP 0 231 500 sind Schnellspannsysteme zum leichten Lösen von Schleifscheiben, Sägeblättern oder dergleichen von Handwerkzeugmaschinen bekannt, die zufriedenstellend arbei­ ten, die jedoch nicht selbsttätig bei Stillstand der Werk­ zeugwelle das Spannmoment so verringern, daß das Werkzeug durch Drehen des äußeren Spannflansches von Hand leicht lös­ bar ist.

Vorteile der Erfindung

Die erfindungsgemäße Handwerkzeugmaschine mit den kennzeich­ nenden Merkmalen des Anspruchs 1 hat den Vorteil, daß bei Stillstand der Werkzeugwelle der äußere Spannflansch bzw. Spannbolzen leicht von Hand ohne weiteres Hilfswerkzeug lös­ bar ist. Dadurch, daß der selbsttätig lösende bzw. spannende Spannmechanismus im Inneren der Handwerkzeugmaschine ange­ ordnet ist, ist er unverlierbar und vor Verschmutzung durch Staub und Späne sicher. Außerdem ist es dadurch möglich, als Spannschraube bzw. äußeren Spannflansch ein preisgünstiges Massen- bzw. Normteil zu verwenden.

Dadurch, daß der Spannmechanismus im wesentlichen aus einem Scheibenpaar mit dazwischen angeordneten Wälzkörpern be­ steht, die durch eine Verdrehfeder in einer bestimmten Posi­ tion gehalten werden, ist eine Montage als Baugruppe beson­ ders einfach zu bewerkstelligen.

Dadurch, daß der Spannmechanismus als bauliche Einheit mit dem Antriebsritzel für die Werkzeugwelle vorgefertigt mon­ tierbar ist, ist der Montageaufwand gering.

Durch den flachen Kopf der Kopfschraube und den besonders flachen Außenflansch wird eine Schnittiefenverringerung bei Gehrungsschnitten von mehr als 45° gegenüber Geradschnitten ausgeschlossen, weil trotz der Schrägstellung der Sägewelle kein Anschlagen des axial äußersten Teils der Kopfschraube bzw. des Außenflansches am Werkstück vor Erreichen der für Geradschnitte größten Schnittiefe droht.

Durch die Anordnung des Sägewellenlagers auf dem Außenumfang des Hülsenbereichs der äußeren Scheibe kann eine besonders große Lagerdimension gewählt werden. Ein derartig großes Nadellager verhält sich verschleißgünstiger als Nadellager vergleichbaren kleineren Durchmessers.

Der Zeitaufwand für den Sägeblattwechsel ist in jedem Fall zuverlässig verringert. Außerdem ist die bisherige Gefahr beseitigt, daß beim abrupten Stop der Sägewelle sich das Sä­ geblatt ungewollt von der Sägewelle löst.

Ein weiterer Vorteil der Erfindung besteht darin, daß die Vertiefungen im Scheibenpaar so konturierbar sind, daß die Wälzkörper einen spürbaren Druckpunkt durchlaufen, von dem an das Spannmoment nicht mehr zunimmt. Das erleichtert die Handhabung der Spannvorrichtung, weil der Bedienende eine deutliche Information erhält, wann die Spannposition er­ reicht und daß das Spannen damit beendet ist.

Zeichnung

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der nachfolgen den Beschreibung anhand der zugehörigen Zeichnung näher er­ läutert.

Es zeigen Fig. 1 eine räumliche Darstellung einer erfin­ dungsgemäßen Handkreissäge, Fig. 2 einen Teil-Längsschnitt der Handkreissäge gemäß Fig. 1 im Bereich der Sägewelle mit dem Spannmechanismus, die Fig. 3, 4, 5, 6 Ausführungsbei­ spiele für die Ausgestaltungsmöglichkeit des Scheibenpaares im Bereich der Wälzkörperlagerung und Fig. 7 die besondere Kontur einer Wälzkörperlagerung in einer der Scheiben, die einen spürbaren Druckpunkt bewirkt, sobald die Spannposition erreicht ist.

Beschreibung des Ausführungsbeispiels

Die in Fig. 1 gezeigte Handkreissäge 10 hat ein Gehäuse 11 mit Griff 12, der einen Ein- und Ausschalter 13 und ein Elektroanschlußkabel 14 enthält. Das Gehäuse 11 ist an einer Grundplatte 15 an einem Gelenk 16 schwenkbar angeordnet. Das Gehäuse 11 enthält einen nicht dargestellten Motor. Dieser treibt über ein Antriebsritzel 28 (Fig. 2) einer Motorwelle eine Sägewelle 17 an. Diese ist drehbar um eine Achse 18 ge­ lagert. Eine in einen Innengewindeabschnitt 19 (Fig. 2) der Sägewelle 17 schraubbare Kopfschraube 20 mit besonders fla­ chem Kopf 19'' spannt einen besonders flachen Außenflansch 21 axial gegen ein Sägeblatt 22.

Das Sägeblatt 22 wird in seinem oberhalb der Grundplatte 15 angeordneten Bereich von einem Sägeblattgehäuse 24 umgriffen und tritt durch einen in der Grundplatte angeordneten Durch­ trittsschlitz 25 unten aus dieser heraus.

Fig. 2 zeigt die Schnittdarstellung der Handkreissäge 10 im Bereich der Sägewelle 17. Diese ist im Gehäuse 11 über Säge­ wellenlager 32, 34 drehbar und axial unverschieblich gela­ gert. Der Antrieb der Sägewelle 17 erfolgt über ein Ritzel 28 der Motorwelle, die in einem Motorlager 29 im Gehäuse 11 gelagert ist und die parallel zur Sägewelle 17 angeordnet ist.

Das Ritzel 28 steht im Eingriff mit einem Abtriebsritzel 30, das drehfest auf der Sägewelle 17 sitzt. Das Abtriebsritzel 30 trägt auf seiner in Betrachtungsrichtung linken Stirnsei­ te drehfest eine Innenscheibe 36 eines Scheibenpaars 35. Axial an die Innenscheibe 36 schließt sich eine Außenscheibe 37 des Scheibenpaars 35 an, wobei zwischen der Innen- und der Außenscheibe 36, 37 mehrere voneinander beabstandete Wälzkörper 38 drehbar bzw. sich um ihre jeweilige Drehachse 39 abwälzbar gelagert und geführt sind.

Innen- und Außenscheibe 36, 37 sind über eine Drehfeder 40 zueinander verdreht vorgespannt, die mit nicht näher be­ zeichneten Schenkeln axial in die Scheiben 36, 37 eingreift.

Die Außenscheibe 37 setzt sich in einem hülsenartigen Schaft 37' fort, der stirnseitig formschlüssig mit der in Betrach­ tungsrichtung rechten Stirnseite des Innenflansches 23 ge­ koppelt ist, wobei außen auf dessen Zylindermantelfläche das Sägewellenlager 34 sitzt, das ein Nadellager mit großem Durchmesser ist. Die Außenscheibe 37 ist gemeinsam mit dem Innenflansch 23 gegenüber der Sägewelle 17 verdrehbar gela­ gert. An die in Betrachtungsrichtung linke Seite des Innen­ flansches 23 stützt sich das Sägeblatt 22 ab, vorzugsweise mit erhöhter Reibung, z. B. durch Bereiche erhöhter Rauhig­ keit.

Die Sägewelle 17 trägt in ihrem in Betrachtungsrichtung lin­ ken Ende einen Innengewindeabschnitt 19, in den der Gewinde­ schaft 19' der Kopfschraube 20 schraubbar eingreift.

Die Kopfschraube 20 stützt sich mit ihrem Kopf 19'' axial gegen den Außenflansch 21, der mit einem zentralen Mehrkant­ loch 46 das außen als Zweiflach ausgestaltete Ende der Sä­ gewelle 17 eng umgreift, von dem eine Flachseite als Abplat­ tung 44 erkennbar ist. Der Außenflansch 21 ist dadurch ver­ drehsicher gegenüber der Sägewelle 17 festgehalten.

Die in den Fig. 3, 4, 5 und 6 dargestellten Varianten zeigen Scheibenpaare 35 ausschnittsweise entsprechend den Schnittpfeilen X-X gemäß Fig. 2 um 90° gedreht mit unter­ schiedlich konturierten Vertiefungen zur Aufnahme der Wälz­ körper 38.

Fig. 3 läßt erkennen, daß die Innenscheibe 36 eine Vertie­ fung 49 mit einer Schrägfläche 48 und abgerundeten Flanken trägt, auf der der Wälzkörper 38 wie auf einer schiefen Ebe­ ne, links und rechts durch abgerundete Flanken begrenzt, rollen kann. Eine in der Außenscheibe 37 angeordnete Vertie­ fung 50 mit eckiger Kontur, ohne Schrägfläche hält den Wälz­ körper 38 käfigartig fest, so daß dieser seine Position ge­ genüber der Außenscheibe 37 nur minimal verändern kann.

Fig. 4 zeigt die umgekehrte Anordnung im Vergleich zu Fig. 3, d. h. die Innenscheibe 36 trägt eine ebene Vertiefung 149 und die Außenscheibe 37 eine mit einer Schräge 151 sowie mit abgerundeten Flanken versehene Ausnehmung 150.

In Fig. 5 und 6 tragen die Innen- und Außenscheiben 36, 37 versetzt und gegengeläufig zueinander angeordnete Vertiefun­ gen 49, 150 mit Schrägflächen 48, 151. Darüber hinaus ist der Wälzkörper 38 in Fig. 6 in einem gesonderten, scheiben­ artigen Käfig 53 geführt.

In Fig. 7 ist eine schräge Vertiefung 249 mit einer Uneben­ heit 260 angeordnet, die bei Überrollen durch den Wälzkörper 38 einen Druckpunkt an der Spannvorrichtung bewirkt, ab dem das Spannmoment nicht mehr zunimmt und der das Hantieren mit der Spannvorrichtung erleichtert. Die Unebenheit ist so zu dimensionieren, daß ein Zurückrollen der Wälzkörper 38 in die Löse-Position immer leicht vonstatten gehen kann. Die erfindungsgemäße Spanneinrichtung arbeitet auf folgende Weise: Die Kopfschraube 20 wird von Hand gegenüber der Säge­ welle 17 verdreht, wobei sich der Außenflansch 21 axial am Sägeblatt 22 abstützt, das dadurch mit zunehmender Axial­ kraft an den Innenflansch 23 gedrückt wird. Der Innenflansch 23 stützt sich in Betrachtungsrichtung axial nach rechts ge­ gen die Außenscheibe 37 des Scheibenpaars 35 und über die Wälzkörper 38 gegen die Innenscheibe 36, das Abtriebsritzel 30 und das Lager 32.

Die Drehfeder 40 ist derart vorgespannt, daß sie das Schei­ benpaar 35 so gegeneinander zu verdrehen sucht, daß die Wälzkörper 38 am tiefsten Punkt der Ausnehmungen 50 bzw. Vertiefung 49 gelagert sind und daß damit der Axialabstand der Innen- und Außenscheibe 36, 37 minimal ist. Wird durch Betätigen des Ein- und Ausschalters 13 der Motor und damit die Motorwelle 28 in Bewegung gesetzt, dreht sich zugleich die Sägewelle 17 gemeinsam mit dem Abtriebsritzel 30, dem Scheibenpaar 35, den Wälzkörpern 38, dem Innenflansch 23, dem Sägeblatt 22, dem Außenflansch 21 und der Schraube 20. Infolge der nur handfest angezogenen Schraube 20 besteht zwischen dem Sägeblatt 22 sowie dem Innen- und Außenflansch 21, 23 zunächst ein verhältnismäßig starker Schlupf. Wegen seiner Massenträgheit sucht das Sägeblatt 22 gegenüber der Sägewelle 17 stehen zu bleiben. Dabei sucht das Sägeblatt 22 den Innen- und Außenflansch 23, 21 ebenfalls festzuhalten bzw. zu verzögern. Dies gelingt nur gegenüber dem Innen­ flansch 23, weil dieser gegenüber der Sägewelle 17 verdreh­ bar ist. Beim Außenflansch 21 ist eine Verzögerung gegenüber der Sägewelle 17 nicht möglich, weil zwischen dem Außen­ flansch 21 und der Sägewelle 17 über den Zweiflach 19' und die Mehrkantausnehmung Formschluß besteht. Demzufolge wird nur der Innenflansch 23 gemeinsam mit der Außenscheibe 37 gegenüber der Sägewelle 17 verzögert. Dies führt zu einer Relativdrehung zwischen der Außenscheibe 37 und der Innen­ scheibe 36, wobei die Wälzkörper 38 in den Vertiefungen 49 bzw. den Ausnehmungen 50 in erhöhte Positionen rollen und so den Axialabstand der Innen- und Außenscheibe 36, 37 zu ver­ größern suchen. Dadurch wird die Außenscheibe 37 axial ge­ meinsam mit dem Innenflansch 23 in Richtung zum Sägeblatt 22 bzw. gegen den Außenflansch 21 bewegt. Dies führt zu einer Erhöhung des Spannmoments zwischen den Flanschen 21, 23 und dem Sägeblatt 22.

Wird nun das rotierende Sägeblatt 22 gegen ein Werkstück ge­ führt und kommt in spanenden Eingriff mit diesem, wird das Sägeblatt 22 nochmals gegenüber der Sägewelle 17 verzögert, so daß sich das eben geschilderte selbsttätige Spannen nun verstärkt durch Reibungsmitnahme wiederholt bzw. fortsetzt.

Damit hat das Spannmoment des Sägeblatts 22 ein Maximum er­ reicht. Wird nun der Antriebsmotor bzw. die Motorwelle 28 über den Ein- und Ausschalter 13 ausgeschaltet, tritt der umgekehrte Vorgang ein, wie zuvor zum Starten der Maschine bzw. beim spanenden Werkstückeingriff geschildert. Dieser Effekt wird noch weiter verstärkt, falls ein Spindelstopp betätigt wird, der die Sägewelle 17 durch Formschlußeingriff abrupt zum Anhalten bringt. Durch die dadurch in umgekehrter Richtung wie beim Anlaufen wirkenden Trägheitskräfte des Sägeblatts 22 wird der Innenflansch 23 drehend mitgenommen, wobei der Axialabstand des Scheibenpaars 35 auf sein Minimum zurückgeht. Unterstützt durch die Verdrehfeder 40, geht das Spannmoment auf einen Minimalwert zurück. Aufgrund des Form­ schlusses zwischen dem Außenflansch 21 und der Sägewelle 17 besteht nicht die Gefahr, daß sich die Kopfschraube 19 durch eine in Löserichtung wirkende Trägheitskraft des Sägeblatts 22 gelöst wird. Ein ungewolltes Lösen des Sägeblatts bzw. Werkzeugs von der Sägewelle 17 ist damit auszuschließen und ein erheblicher Gewinn an Arbeitssicherheit in Verbindung mit einer handbetätigten Schnellspann- bzw. -löse-Vorrich­ tung für eine Handkreissäge bzw. eine Scheibenschleifmaschi­ ne oder dergl. erreicht.

Claims (8)

1. Handwerkzeugmaschine (10) mit drehend angetriebenem, scheibenartigem Werkzeug (22), beispielsweise Handkreissäge, Trennschleifmaschine oder dergl., mit einem Gehäuse (12), das einen Antriebsmotor sowie eine Werkzeugwelle (17) auf­ nimmt, die das zwischen einer Spannmutter, Spannschraube (19) oder dergl. und Stützflanschen (21, 23) spannbare Werk­ zeug (22) trägt, wobei der Stützflansch (23) gegenüber der Werkzeugwelle (17) leichtgängig, ohne Hilfswerkzeug drehbar ist und sich mit hoher Reibung am Werkzeug (22) abstützt, dadurch gekennzeichnet, daß Verstellmittel (35) mit dem Stützflansch (23) gekoppelt sind, die diesen bei Relativdrehung gegenüber der Werkzeug­ welle (17) infolge Drehmitnahme, insbesondere durch das Werkzeug (22) bei Betreiben der Handwerkzeugmaschine (10), zum Werkzeug (22) hin axialverschieben - und damit das Werk­ zeug (22) mit zunehmender Kraft spannen - und die bei Still­ stand des Werkzeugs (22) den Stützflansch (23) selbsttätig vom Werkzeug (22) weg axial zu verschieben suchen - und da­ mit die Spannkraft zurücknehmen.

2. Handwerkzeugmaschine nach Anspruch 1, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Spannschraube (19) oder dergl. gegenüber der Werkzeugwelle (17) gegen Drehmitnahme gesichert befe­ stigt ist.

3. Handwerkzeugmaschine nach Anspruch 1, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Stellmittel (35) aus einem Scheibenpaar (35) bestehen, deren Scheiben (36, 37) sich über axiale Schrägflächen (48, 151) aneinander abstützen und über eine Feder (40) vorgespannt gegeneinander verdreht eine Position mit minimalem Axialmaß des Scheibenpaares (35) einzunehmen suchen und sich bei gegenseitigem Verdrehen aus dieser Posi­ tion heraus auf ein bestimmtes, maximales Axialmaß verschie­ ben, wobei die eine Scheibe (37) drehbar und mit dem Stütz­ flansch (23) drehmitnehmend gekoppelt ist und wobei die an­ dere Scheibe (36) drehfest mit der Sägewelle (17) gekoppelt ist.

4. Handwerkzeugmaschine nach Anspruch 1, dadurch gekenn­ zeichnet, daß zwischen dem Scheibenpaar (35) Wälzkörper (38) abrollbar angeordnet sind.

5. Handwerkzeugmaschine nach Anspruch 3, dadurch gekenn­ zeichnet, daß mindestens die axialen Schrägflächen (48, 151) einer der Scheiben (36, 37) zur Aufnahme der Wälzkörper (38) dienen.

6. Handwerkzeugmaschine nach Anspruch 3 oder 4, dadurch ge­ kennzeichnet, daß die axialen Schrägflächen (48, 151) zur Aufnahme der Wälzkörper (38) in Vertiefungen (49) der Axial­ flächen der Scheiben (36, 37) angeordnet sind.

7. Handwerkzeugmaschine nach Anspruch 3 oder 4, dadurch ge­ kennzeichnet, daß die axialen Schrägflächen (248) Uneben­ heiten (260) zum Erzeugen eines Druckpunkts beim Spannen bzw. Lösen der Spannvorrichtung tragen.

8. Handwerkzeugmaschine nach Anspruch 3, 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, daß die äußere Scheibe (37) mit einer axialen Hülse (37') auf der Sägewelle (17) angeordnet ist, deren Außenumfang den Lagersitz für ein Sägewellenlager (34) bildet.