DE19732263A1

DE19732263A1 - Spanneinrichtung zum lösbaren Befestigen eines scheibenförmigen Werkzeugs

Info

Publication number: DE19732263A1
Application number: DE1997132263
Authority: DE
Inventors: Matthias Sperber
Original assignee: INA Waelzlager Schaeffler OHG
Current assignee: IHO Holding GmbH and Co KG
Priority date: 1997-07-26
Filing date: 1997-07-26
Publication date: 1999-01-28
Also published as: WO1999004928A2; WO1999004928A3

Description

Gebiet der Erfindung

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Spanneinrichtung zum lösbaren Befesti gen eines scheibenförmigen Werkzeugs an einer Gewindespindel einer Hand werkzeugmaschine. Die Spannmutter wird auf die Gewindespindel aufge schraubt und drückt beispielsweise eine Schleifscheibe an einen Gegenflansch der Handwerkzeugmaschine derart an, daß die Schleifscheibe eingespannt ist.

Hintergrund der Erfindung

Aus der EP-A 0 732 174 beispielsweise ist eine Spanneinrichtung zum lösbaren Befestigen eines scheibenförmigen Werkzeugs an einer Gewindespindel einer Handwerkzeugmaschine bekannt. Die Spanneinrichtung weist eine Spannmutter auf, an der eine zum Spannen des scheibenförmiges Werkzeugs vorgesehene Spannscheibe unter Zwischenschaltung eines Axialwälzlagers axial gestützt ist. Das Axialwälzlager koppelt die zwischen dem eingespannten scheibenförmigen Werkzeug und der Spannscheibe wirkende Reibkraft von der Spannmutter ab, wenn diese zum Abnehmen des scheibenförmigen Werkzeugs von der Gewin despindel abgeschraubt wird. Zwischen der Spannmutter und der Spannscheibe ist eine Tellerfeder angeordnet, die in Reibkontakt mit der Spannscheibe steht, wodurch das Durchrutschmoment beeinflußt ist, unter dem die Schleifscheibe gemeinsam mit der Spannscheibe gegenüber der Spannmutter durchdreht. Im Normalbetrieb übernimmt das Axialwälzlager lediglich die Abstützung der Spannscheibe an der Spannmutter, wobei keine Relativbewegung im Axialwälz lager stattfindet. Die Tellerfeder ist als separates Bauteil vorgesehen und muß während des Zusammenbaus der Spanneinrichtung in einem separaten Arbeits schritt eingesetzt werden. Sowohl die Materialkosten als auch die Montageko sten für die Tellerfeder lassen die Herstellkosten für die Spanneinrichtung ansteigen.

Zusammenfassung der Erfindung

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es daher, eine Spanneinrichtung nach den Merkmalen des Oberbegriffs des Anspruchs 1 derart weiterzubilden, daß die Montage der Spanneinrichtung vereinfacht ist, wobei insbesondere die Herstellkosten reduziert sind.

Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe dadurch gelöst, daß das Axialwälzlager einen Käfig für Wälzkörper umfaßt, wobei ein drehfest mit dem Käfig verbunde nes Reibelement mit wenigstens einem der beiden Elemente in Reibkontakt steht. Der bei der Spanneinrichtung gemäß EP-A 0 732 174 ebenfalls vorhande ne Käfig wird erfindungsgemäß mit dem Reibelement versehen, so daß der Käfig gleichzeitig zwei Funktionen übernimmt: Erstens das Führen der Wälzkörper im Axialwälzlager und zweitens das Abbremsen der Spannscheibe.

Da Käfige für Wälzlager vorzugsweise im Spritzgießverfahren aus Kunststoff hergestellt werden, ist beispielsweise denkbar, den Käfig aus einem Material herzustellen, der gleichzeitig für einen Reibkontakt geeignet ist. In diesem Fall genügt es, wenn während des Spritzvorgangs an dem Käfig axial vorspringende, federnde Vorsprünge vorgesehen werden, die das Reibelement bilden. Wenn das Reibelement beispielsweise nur zwischen dem Käfig und der Spannscheibe wirkt und die Spannscheibe und Käfig gemeinsam ohne Relativdrehung zuein ander drehen, muß für eine Relativdrehung zwischen Käfig beziehungsweise Spannscheibe und Spannmutter eine Gleitreibung zwischen den Wälzkörpern und der Spannscheibe stattfinden. Wenn die Haftreibung zwischen den Wälz körpern und der Spannmutter größer ist als die Haftreibung zwischen dem Reibelement und der Spannscheibe, stellt sich bei Erreichen des Durchrut schmoments eine Relativbewegung zwischen Spannscheibe und Käfig ein. Auf diese Weise ist die erforderliche Reibung zum Abbremsen der Spannscheibe sichergestellt. Für den umgekehrten Fall, wenn also das Reibelement lediglich zwischen dem Käfig und der Spannmutter wirkt, gilt entsprechendes, wobei für eine Relativdrehung zwischen Spannmutter und Spannscheibe eine Gleitreibung der Wälzkörper mit der Spannscheibe oder vorzugsweise eine Gleitreibung zwischen dem Reibelement und der Spannmutter eintreten muß.

Vorzugsweise ist jedoch das Reibelement sowohl mit der Spannscheibe als auch mit der Spannmutter in Reibkontakt. Bei Erreichen des Durchrutschmomentes findet eine Relativverdrehung zwischen der Spannscheibe und der Spannmutter statt, wobei Gleitreibung zwischen dem Käfig und der Spannscheibe und/oder zwischen Käfig und Spannmutter vorliegt. Wenn das Reibelement durch Dicht ringe gebildet ist, die am Innenumfang und am Außenumfang des Käfigs an geordnet sind - wobei die Dichtringe an der Spannscheibe und an der Spann mutter anliegen - übernimmt der Käfig neben den oben genannten Funktionen eine dritte Funktion: die Wälzkörper sind gegen Eintritt von unerwünschten Fremdstoffen in den Laufbahnbereich geschützt. Da bei dieser erfindungsgemä ßen Weiterbildung das vorgesehene Schmierfett im Lagerinneren verbleibt, wird die Lebensdauer der Wälzlager erhöht.

Das Reibelement kann beispielsweise durch einstückig mit dem Käfig ausgebil dete federnde Vorsprünge gebildet sein. Es kann aber auch ein federelastischer Ring umfangsseitig am Käfig befestigt werden, wobei der federelastische Ring oder die Vorsprünge, insbesondere umlaufende Lippen, derart bemessen sind, daß sie mit wenigstens der Spannscheibe oder der Spannmutter in Reibkontakt stehen. Die beschriebenen Ausführungsarten des Reibelementes können bei spielsweise im Spritzgießverfahren in einer Zweikomponenten-Spritztechnik bei der Käfigherstellung berücksichtigt werden.

Ein weiteres Mittel zum Reduzieren der Herstellkosten besteht darin, daß die Spannmutter einen mit einem Innengewinde für die Gewindespindel versehe nen rohrförmigen Zapfen aufweist, an dem ein Radialflansch einstückig an schließt, an dem eine zum Abwälzen der Wälzkörper des Axialwälzlagers vorgesehene Anlaufscheibe abgestützt ist. Aus der EP-A 0 732 1 74 ist zwar die Anlaufscheibe bekannt, jedoch ist anstelle des Radialflansches eine separate Scheibe vorgesehen, die an speziell vorgesehenen Anlageflächen des rohrförmi gen Zapfens abgestützt ist. Mit dieser erfindungsgemäßen Einrichtung werden verschiedene Vorteile erreicht. Zunächst entfällt die Montage eines weiteren separaten Bauteils, weiterhin müssen keine besonderen Anlageflächen in einem eigenen Fertigungsschritt erzeugt werden. Schließlich läßt sich die Spannmutter vorzugsweise im Tiefziehverfahren auf äußerst preiswerte Art und Weise her stellen. Die Vorteile dieser erfindungsgemäßen Einrichtung werden auch un abhängig von den oben beschriebenen Reibelementen erreicht.

Nachstehend wird die Erfindung anhand von einem in einer Figur dargestellten Ausführungsbeispiel näher erläutert.

Ausführliche Beschreibung der Zeichnung

Die einzige Figur zeigt im Längsschnitt eine erfindungsgemäße Spanneinrich tung zum lösbaren Befestigen einer Schleifscheibe an einer Gewindespindel einer Handwerkzeugmaschine. Die Schleifscheibe und die Handwerkzeug maschine mit der Gewindespindel sind hier aus Gründen der Übersicht nicht dargestellt. Die Spanneinrichtung umfaßt eine auf die Gewindespindel auf schraubbare Spannmutter 1, an der eine zum Spannen des scheibenförmigen Werkzeugs vorgesehene Spannscheibe 2 unter Zwischenschaltung eines Axial nadellagers 3 axial gestützt ist. Das Axialnadellager 3 umfaßt einen Käfig 4, der Nadeln 5 führt, wobei die Nadeln 5 an Laufbahnen 6, 7 der Spannscheibe 2 und einer Anlaufscheibe 8 abwälzen, wobei die Anlaufscheibe 8 an einem Radialflansch 9 der Spannmutter 1 anliegt. Die Spannmutter 1 ist im wesentli chen gebildet durch einen mit einem Innengewinde 10 versehenen rohrförmi gen Zapfen 11, an den der Radialflansch 9 einstückig anschließt.

Weiterhin ist ein hochklappbarer Griff 12 zum Betätigen der Spanneinrichtung vorgesehen, der drehfest mit der Spannmutter 1 verbunden ist.

Oberhalb der Mittellinie sind am Außenumfang und am Innenumfang des Käfigs 4 federnde Dichtlippen 13 ausgebildet, von denen die einen mit der Spann scheibe 2 und von denen die anderen mit der Anlaufscheibe 8 in Reibkontakt stehen. Die Dichtlippen 13 sind einstückig mit dem Käfig 4 gebildet. Die Dichtlippen 13 übernehmen zwei Funktionen; zum einen ist das Eindringen von unerwünschten Fremdstoffen in den Laufbahnbereich der Nadeln 5 ausgeschlos sen; zum anderen sind die Dichtlippen 13 derart gegen die Spannscheibe 2 und gegen die Anlaufscheibe 9 angefedert, daß die Spannscheibe erforderlichenfalls abgebremst wird.

Anstelle der Dichtlippen 13 sind auch über den Umfang verteilt angeordnete Vorsprünge denkbar, die im Querschnitt beispielsweise wie die dargestellten Dichtlippen 13 ausgebildet sein können. In diesem Fall entfällt allerdings die oben beschriebene Dichtwirkung. Eine Alternativlösung zur Ausbildung des Reibelementes ist unterhalb der Mittellinie der Figur dargestellt. Federelastisch verformte Ringe 14 sind am Außenumfang und am Innenumfang des Käfigs 4 ausgebildet und liegen mit ihren Stirnseiten einerseits an der Anlaufscheibe 8 und andererseits an der Spannscheibe 2 an. Die Ringe 14 übernehmen die gleichen Funktionen wie die beschriebenen Dichtlippen 13.

Nachstehend wird die Wirkungsweise der erfindungsgemäßen Spanneinrichtung erläutert. Zum Befestigen beispielsweise einer Schleifscheibe auf der Gewinde spindel wird die Spanneinrichtung auf die Gewindespindel aufgeschraubt, wobei schließlich die Spannscheibe 2 mit der Schleifscheibe in Kontakt kommt. Wenn die Schleifscheibe zwischen dem Gegenflansch der Handwerkzeug maschine und der Spannscheibe 2 eingespannt ist, kann die Handwerkzeug maschine in Betrieb genommen werden. Während des Arbeitens mit der Hand werkzeugmaschine wirkt zwischen der Schleifscheibe und dem bearbeiteten Werkstück eine tangentiale Kraft, die über den Hebelarm der Schleifscheibe ein Drehmoment überträgt, wobei im Normalfall dieses Drehmoment kleiner ist als ein Durchrutschmoment, unter dem die Schleifscheibe relativ zur Gewindespin del dreht. Überschreitet dieses Drehmoment jedoch einen kritischen Punkt - beispielsweise bei Blockieren der Schleifscheibe -, wird das Reibmoment überwunden, das von der Spannscheibe 2 auf die Anlaufscheibe 8 bzw. die Spannmutter 1 über die Vorsprünge 13 bzw. den Ring 14 übertragbar ist. In diesem Fall dreht die Spannscheibe 2 gemeinsam mit der Schleifscheibe gegen über der Spannmutter 1 bzw. der Gewindespindel. Auf diese Weise ist sicherge stellt, daß die Handwerkzeugmaschine beim plötzlichen Blockieren der Schleif scheibe dem Bediener nicht aus der Hand gerissen wird.

Bezugszeichenliste

1

Spannmutter

2

Spannscheibe

3

Axialnadellager

4

Käfig

5

Nadel

6

Laufbahn

7

Laufbahn

8

Anlaufscheibe

9

Radialflansch

10

Innengewinde

11

Zapfen

12

Griff

13

Dichtlippe

14

Ring

Claims

1. Spanneinrichtung zum lösbaren Befestigen eines scheibenförmigen Werk zeugs an einer Gewindespindel einer Handwerkzeugmaschine, mit einem auf die Gewindespindel aufschraubbaren ersten Element, insbesondere Spannmutter (1), an dem ein zum Spannen des scheibenförmigen Werkzeugs vorgesehenes zweites Element, insbesondere Spannscheibe (2) unter Zwischenschaltung eines Axialwälzlagers (3) axial gestützt ist, wobei ein Reibelement (13, 14) zum Ab bremsen des zweiten Elementes vorgesehen sind, dadurch gekennzeichnet, daß das Axialwälzlager (3) einen Käfig (4) für Wälzkörper (5) umfaßt, wobei das drehfest mit dem Käfig (4) verbundene Reibelement (13, 14) mit wenigstens einem der beiden Elemente (1, 2) in Reibkontakt steht.

2. Spanneinrichtung nach Anspruch 1, bei der das Reibelement (13, 14) einer seits mit der Spannscheibe und andererseits mit der Spannmutter in Reibkontakt steht.

3. Spanneinrichtung nach Anspruch 2, bei der das Reibelement durch Dicht ringe (13, 14) gebildet ist, die am Innenumfang und am Außenumfang des Käfigs (4) angeordnet sind, wobei die Dichtringe (13, 14) an der Spannscheibe (2) und an der Spannmutter (1) anliegen.

4. Spanneinrichtung nach Anspruch 1, bei der einstückig mit dem Käfig (4) ausgebildete, federnde Vorsprünge (13) das Reibelement bilden.

5. Spanneinrichtung nach Anspruch 1, bei der ein zu dem Käfig (4) koaxial an geordneter federelastischer Ring (14) am Umfang des Käfigs (4) befestigt ist.

6. Spanneinrichtung nach Anspruch 1, bei der das Reibelement (13, 14) am Außenumfang des Käfigs (4) befestigt ist.

7. Spanneinrichtung nach Anspruch 1, bei der die Spannmutter (1) einen mit einem Innengewinde (10) für die Gewindespindel versehenen rohrförmigen Zapfen aufweist, an den ein Radialflansch (9) einstückig anschließt, an dem eine zum Abwälzen der Wälzkörper (5) des Axialwälzlagers (3) vorgesehene Anlauf scheibe (8) abgestützt ist.