DE19738095C2 - Exzentertellerschleifer - Google Patents
ExzentertellerschleiferInfo
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Description
Die Erfindung betrifft einen Exzentertellerschleifer
mit den im Oberbegriff des Patentanspruchs 1 genannten
Merkmalen.
Ein Exzentertellerschleifer der gattungsgemäßen Art
ist aus der DE 42 33 729 A1 bekannt. Hier wird die
Drehung eines elektrischen Antriebsmotors über ein
Winkelgetriebe auf eine einen exzentrischen Zapfen
tragende Welle in die Arbeitsbewegung eines Schleif
tellers umgewandelt. Diese Arbeitsbewegung setzt sich
aus einer Drehbewegung und einer kreisenden Bewegung
des Schleiftellers zusammen. Dies wird erreicht,
indem der exzentrische Zapfen Bestandteil einer
innerhalb der als Hohlwelle ausgebildeten Welle mit
einer Exzentrizität zu dieser angeordneten Exzenter
welle ist. Die Exzenterwelle ist drehfest mit dem
Schleifteller gekoppelt. Wird die Hohlwelle über den
Antriebsmotor in Rotation versetzt, rotiert und
kreist auch der Exzenterzapfen gemeinsam mit der
Exzenterwelle und dem Schleifteller mit der gegebenen
Exzentrizität um die Drehachse der Hohlwelle. Der
Schleifteller und die Exzenterwelle rotieren infolge
der Lagerreibung am Exzenterzapfen mit der Hohlwelle
mit. Greift während eines bestimmungsgemäßen Ein
satzes des Exzentertellerschleifers ein Bremsmoment
am Schleifteller oder der Exzenterwelle an, das
größer ist als das Drehmoment infolge der Lager
reibung der Exzenterwelle in der Hohlwelle, kreisen
Schleifteller und Exzenterwelle ohne zu rotierten.
Der Schleifteller soll während des Einsatzes nur dann
rotieren, wenn ein verhältnismäßig hoher Werkstoffab
trag gewünscht ist. Das Rotieren des Schleiftellers
ist unerwünscht, wenn der angetriebene Schleifteller
das Werkstück nicht berührt, das heißt, das Bremsmo
ment fehlt, so daß die Drehzahl des Schleiftellers
unkontrolliert ansteigen kann. Um diesem sogenannten
Hochdreh-Effekt entgegenzuwirken, ist bekannt, den
Exzentertellerschleifer mit einer Bremseinrichtung
auszustatten, die bei Leerlauf oder bei gewünschter
minimaler Abtragsleistung des Schleiftellers eine
Rotation des Schleiftellers verhindert.
Eine bekannte Bremseinrichtung umfaßt ein zur Exzen
terwelle axial verlagerbares Hohlzahnrad, dessen
Innenverzahnung in Eingriff mit einer auf der Exzen
terwelle drehfest angeordnetes Stirnzahnrad bringbar
ist. Das Hohlzahnrad ist hierbei konzentrisch zur
Drehachse der Welle und das Stirnzahnrad konzentrisch
zur Drehachse der Exzenterwelle angeordnet. Entspre
chend der Axialstellung des Hohlzahnrades steht die
ses mit dem Stirnzahnrad in - beziehungsweise außer
Eingriff. Zur Axialstellung des Hohlzahnrades ist
bekannt, dieses mit einem für einen Bedienenden zu
gänglichen Betätigungselement auszustatten, wobei
durch eine Relativdrehung des Hohlzahnrades zu einem
Gehäuse des Exzentertellerschleifers dieses in Wirk
kontakt mit gehäusefesten Auflageflächen steht, die
an gewindeartig ansteigenden Wendelflächen des Hohl
zahnrades angreifen.
Der erfindungsgemäße Exzentertellerschleifer mit den
im Patentanspruch 1 genannten Merkmalen bietet den Vorteil,
daß die Axialstellung der Bremseinrichtung in einfa
cher Weise realisierbar ist und gegenüber einer
Vibrationsbelastung durch den Exzentertellerschleifer
unempfindlich arbeitet. Dadurch, daß dem Hohlzahnrad
ein koaxial zur Welle angeordnetes Ringelement
zugeordnet ist, von dem wenigstens eine Lauffläche
radial entspringt, die mit stirnseitigen, gewindear
tig ansteigenden Wendelflächen des Hohlzahnrades in
Anlagekontakt steht, kann eine Relativdrehung der
Bremseinrichtung zu einem Gehäuse des Exzenterteller
schleifers in einfacher Weise in eine Axialverlage
rung umgesetzt werden. Insbesondere, wenn die Lauf
fläche eine federnd mit der Wendelfläche in Kontakt
kommende Anlagefläche aufweist, ist in einfacher Wei
se ein - infolge von Herstellungstoleranzen auftre
tender - Spielausgleich möglich. Somit ist eine exak
te, jederzeit zuverlässige, Axialverstellung der
Bremseinrichtung möglich.
In bevorzugter Ausgestaltung der Erfindung ist vorge
sehen, daß von dem Ringelement gleichzeitig wenig
stens ein Arretierungsmittel entspringt, mit dem ein
eingestelltes Zahnspiel eines Winkeltriebes des Ex
zentertellerschleifers arretierbar ist. Hierdurch
wird eine Verstellung des eingestellten Zahnspiels,
beispielsweise durch während des bestimmungsgemäßen
Einsatzes auftretende Vibrationen sicher vermieden.
Es ist eine Minimierung des Veschleißes und somit
eine Standzeiterhöhung des gesamten Exzenterteller
schleifers möglich.
Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung
ergeben sich aus den übrigen, in den Unteransprüchen
genannten Merkmalen.
Die Erfindung wird nachfolgend in einem Ausführungs
beispiel anhand der zugehörigen Zeichnungen näher er
läutert. Es zeigen:
Fig. 1 eine Schnittdarstellung eines Exzenter
tellerschleifers;
Fig. 2 eine vergrößerte Darstellung eines Ringele
mentes;
Fig. 3 ein Hohlzahnrad einer Bremseinrichtung;
Fig. 4 eine vergrößerte Detailansicht des Ringele
mentes;
Fig. 5 eine Detailansicht einer Arretierung einer
Zahnspieleinstellung eines Winkeltriebes
und
Fig. 6 eine weitere Detailansicht des Ringelemen
tes.
In Fig. 1 ist eine Schnittdarstellung eines Exzen
tertellerschleifers 10 gezeigt. Der Exzenterteller
schleifer 10 umfaßt ein Motorgehäuse 12, innerhalb
dem ein Elektromotor 14 angeordnet ist. Am Motorge
häuse 12 ist ein Winkeltriebgehäuse 16 angeflanscht,
das einen mit einem Schleifteller 18 wirkverbundenen
Winkeltrieb 20 aufnimmt. Der Winkeltrieb 20 besteht
aus einem, auf einer Motorwelle 22 drehfest angeord
neten Kegelrad 24, das ein Tellerrad 26 kämmt. Das
Tellerrad 26 umgreift konzentrisch, drehfest eine um
eine Drehachse 28 drehbare, als Hohlwelle ausgestal
tete Welle 30. Die Hohlwelle 30 ist im Winkeltriebge
häuse 16 in Lagern 32 und 34 gelagert.
Die Hohlwelle 30 besitzt eine zur Drehachse 28 exzen
trische, gestufte, durchgehende Bohrung 36. In der
Bohrung 36 ist konzentrisch eine Exzenterwelle 38
angeordnet, deren Längsachse 40 parallel zur Dreh
achse 28 mit einer Exzentrizität verläuft. Die Exzen
terwelle 38 ist in Lagern 42 und 44 geführt. Die
Exzenterwelle 38 trägt an ihrem unteren Ende den
Schleifteller 18.
Auf dem Lager 42 stützt sich ein Federelement 46 ab,
das ein Stirnzahnrad 48, eine Ringscheibe 50 mit
einer Außenverzahnung 52, eine Gegenscheibe 54 und
als axiale Sicherung einen Sprengring 56 trägt.
Das Stirnzahnrad 48 und die Gegenscheibe 54 sind
drehfest, axial verschieblich an der Exzenterwelle 38
angeordnet. Die Ringscheibe 50 ist gegenüber der
Exzenterwelle 38 losradartig verdrehbar. Sie stützt
sich bremsend zwischen dem Stirnzahnrad 48 und der
Gegenscheibe 54 ab.
Konzentrisch zur Hohlwelle 30 ist ein Hohlrad 58 und
ein Stellring 60 angeordnet. Das Hohlrad 58 besitzt
eine Innenverzahnung 62, die auf einem Teilkreis
liegt, der eine Außenverzahnung 64 des Stirnzahnrades
48 tangiert. Der Stellring 60 besitzt eine Innenver
zahnung 66, die auf einem Teilkreis liegt, der die
Außenverzahnung 52 der Ringscheibe 50 tangiert. Dies
bedeutet, daß die Innenverzahnungen 62 des Hohlrades
58 und die Außenverzahnungen 64 des Stirnzahnrades 48
auf Kreislinien mit unterschiedlichen Durchmessern
liegen. Ein Durchmesser der Außenverzahnung 64 ist
kleiner als ein Durchmesser der Innenverzahnung 62,
so daß der in Fig. 1 gezeigte punktuelle Eingriff
gegeben ist. Auf der linken Seite stehen die
Verzahnungen 62, 64 in Eingriff, während auf der
rechten Seite ein Abstand zwischen den Verzahnungen
62, 64 gegeben ist. Der Stellring 60 ist axial
verschieblich angeordnet, so daß er in beziehungs
weise außer Eingriff mit der Ringscheibe 50 bringbar
ist. Als Betätigungsmittel 68 zum axialen Verschieben
des Stellringes 60 dient eine Zahnradwelle 70, die
über ein Hebelarm 72 drehbar ist. Eine Verzahnung 74
der Zahnradwelle 70 steht in Eingriff mit einer am
Außenumfang des Stellringes 60 angeordneten Umschalt
verzahnung 76.
Das Winkeltriebgehäuse 16 besteht aus einem Gehäuse
unterteil 78 sowie einem Gehäusedeckel 80. Beim Fügen
des Gehäuseunterteiles 78 und dem Gehäusedeckel 80
über Spannelemente 82 wird ein Ringelement 84 in
einer definierten Lage positioniert, dessen Aufbau
und Funktion anhand der nachfolgenden Figuren noch
verdeutlicht wird.
Der Exzentertellerschleifer 10 zeigt folgende Funk
tion:
Beim Einschalten des Elektromotors 14 kämmt das Ke
gelrad 24 mit dem Tellerrad 26, so daß mit dem Tel
lerrad 26 die Hohlwelle 30 um die Drehachse 28 ro
tiert. Die Hohlwelle 30 nimmt die Exzenterwelle 38
und den Schleifteller 18 mit. Diese kreisen um die
Drehachse 28 mit der gegebenen Exzentrizität und
rotieren infolge der Reibung in den Lagern 42 und 44
um ihre Längsachse 40. Der Bewegung der Exzenterwelle
38 folgen das Stirnzahnrad 48, die Ringscheibe 50
sowie die Gegenscheibe 54. Durch axiales Verschieben
des Hohlrades 58 über das Betätigungsmittel 68 kann
die Außenverzahnung 52 der Ringscheibe 50 in bezie
hungsweise außer Eingriff mit der Innenverzahnung 66
des Stellringes 60 gebracht werden. Diese möglichen
Positionen entsprechen einem Freilauf der Exzenter
welle 38 oder einer Zwangsmitnahme der Exzenterwelle
38. Steht die Innenverzahnung des Stellringes 60 mit
der Außenverzahnung 52 der Ringscheibe 50 in Ein
griff, kann diese je nach Zähnezahl-Unterschied der
Innenverzahnung 66 beziehungsweise der Außenverzah
nung 52 ohne Rotation entlang der Innenverzahnung 66
schwingen (Zähnezahlunterschied 0 = Freilauf). Hierbei
hält die Ringscheibe 50 die Exzenterwelle 38 so weit
abbremsend fest, daß das Drehmoment infolge der
Reibung der Lager 42 und 44 neutralisiert werden
kann. Der Schleifteller 18 kann somit ohne die Gefahr
eines Hochdrehens mehr oder weniger schnell rotierend
eingestellt werden.
In der Fig. 2 ist eine vergrößerte Darstellung des
Ringelementes 84 gezeigt. Dieses besteht aus einem,
beispielsweise aus einem aus Federblech bestehenden,
Blechformteil. Das Ringelement 84 besitzt in axialer
Richtung zur Drehachse 28 entspringende Abkantungen
86, die in eine Lauffläche 88 übergehen. Die Lauf
flächen 88 sind - wie Fig. 4 näher zeigt - in eine
tangentiale Betrachtungsebene projiziert unter einem
Radius R gekrümmt ausgeführt.
In Fig. 3 ist eine perspektivische Ansicht des
Stellringes 60 mit seiner Innenverzahnung 66 gezeigt.
Am Außenumfang 90 des Stellringes 60 sind unter einer
gewindeartigen Steigung verlaufende Wendelflächen 92
vorgesehen, deren Grundflächen radial zur Drehachse
28 verlaufen. Im montierten Zustand des Exzentertel
lerschleifers 10 liegen die Laufflächen 88 des Ring
elementes 84 mit ihrem Radius R an den Wendelflächen
92 an. Durch die Ausbildung als Federblech können die
Laufflächen 88 mit einer Vorspannung an den Wendel
flächen 92 anliegen. Durch die Laufflächen 88 erfolgt
eine Führung des Stellringes 60, wobei entsprechend
einer Relativdrehung des Stellringes 60 über das
Betätigungsmittel 68 die Wendelflächen 92 an den
Laufflächen 88 entlang geführt werden. Durch die
Steigung der Wendelflächen 92 erfolgt die axiale
Verschiebung des Stellringes 60.
Von dem Ringelement 84 entspringt ferner eine axial
in Richtung des Schleiftellers 18 vorgespannte Feder
zunge 94. In Fig. 5 ist das Ringelement 84 aus
schnittsweise mit seiner axial vorgespannten Feder
zunge 94 gezeigt. Am Ende der Federzunge 94 ist eine
axial verlaufende Abbiegung 96 vorgesehen, die in
Eingriff mit einer stirnseitigen Verzahnung 98 eines
Einstellringes 100 bringbar ist. Der Einstellring 100
(Fig. 1) ist Bestandteil einer Justier-Anordnung zum
Einstellen eines Zahnspieles des Winkeltriebes 20
zwischen dem Kegelrad 24 und dem Tellerrad 26. Der
Einstellring 100 besitzt ein Außengewinde 102, das
mit einem Innengewinde des Gehäuseunterteiles 78 in
Eingriff steht. Durch Verdrehen des Einstellringes
100 kann ein Lageraußenring des Lagers 32 mit einer
axialen Kraft beaufschlagt werden, so daß über das
Lager 32 und die Hohlwelle 30 das an der Hohlwelle 30
drehfest angeordnete Tellerrad 26 zu dem Kegelrad 24
einjustiert werden kann. Im montierten Zustand des
Exzentertellerschleifers 10 greift die Federzunge 94
mit ihrer Abbiegung 96 in die Verzahnung 98 des Ein
stellringes 100 ein. Durch die Vorspannung der Feder
zunge 94 wird diese im montierten Zustand mit einer
der Vorspannung entsprechenden Federkraft auf den
Einstellring 100 gedrückt. Durch das Einrasten der
Abbiegung 96 in die Verzahnung 98 ist eine Verdreh
sicherung des Einstellringes 100 und somit eine Bei
behaltung des eingestellten Spiels zwischen dem Ke
gelrad 24 und dem Tellerrad 26 gegeben.
Das Ringelement 84 bildet ferner eine Federzunge 102
aus, die axial in Richtung der Drehachse 28 - entge
gengesetzt zur Federzunge 94 - vorgespannt ist. Die
Federzunge 102 geht, wie die vergrößerte Detailan
sicht des Ringelementes 84 in Fig. 6 verdeutlicht,
in eine unter einem Radius abgewinkelte Stützfläche
104 über die im montierten Zustand des Exzentertel
lerschleifers 10 an der Wendelfläche 92 des Stellrin
ges 60 anliegt, die unterhalb der Umschaltverzahnung
76 angeordnet ist. Mit der Stützfläche 104 erfolgt
eine Unterstützung des Stellringes 60 im Bereich der
Umschaltverzahnung 76, die mit der Verzahnung 74 des
Betätigungsmittels 68 (Fig. 1) kämmt. Hierdurch wird
sichergestellt, daß eine ungewollte axiale Verstel
lung des Stellringes 60 nicht erfolgen kann. Die
Verzahnung 74 bleibt hierdurch immer mit der Um
schaltverzahnung 76 in Wirkeingriff. Bei gewollter
axialer Verstellung des Stellringes 60 wird die
Stützfläche 104 - analog der Laufflächen 88 - an der
Wendelfläche 92 entlang geführt.
Schließlich weist das Ringelement 84 den Abkantungen
86 zugeordnete, ebenfalls axial zur Drehachse 28
verlaufende Anlagelaschen 106 auf. Diese Anlagela
schen 106 liegen im Betriebszustand der Zwangsmitnah
me, also wenn das Stirnzahnrad 48 mit dem Hohlrad 58
in Eingriff steht, als Verschleißschutz zwischen
nicht näher bezeichneten Anschlagnocken des Gehäuse
unterteiles 78 des Winkeltriebgehäuses 16 und eben
falls nicht näher bezeichneten Anschlagnocken des
Hohlrades 58. Hierdurch wird verhindert, daß beim
Betrieb des Exzentertellerschleifers 10 auftretende
Vibrationen und Schläge zu einem übermäßigen Ver
schleiß der Anschlagnocken sowohl des Winkeltriebge
häuses 16 als auch des Hohlrades 58 führen.
Insgesamt wird deutlich, daß mittels des Ringelemen
tes 84 ein multifunktionelles Bauelement des Exzen
tertellerschleifers 10 geschaffen ist, das neben
einer Arretierung der Zahnspieleinstellung zwischen
dem Kegelrad 24 und dem Tellerrad 26 sowie einem
Ausgleich von Fertigungstoleranzen beim Umschalten
zwischen Freilauf und Zwangsmitnahme über den Stell
ring 60 eine Sicherung des Zahneingriffs der Um
schaltverzahnung 76 mit der Verzahnung 74 des Betäti
gungsmittels 68 gewährleistet. Das Ringelement 84 ist
als Blechformteil durch einfache Herstellungsschrit
te, beispielsweise Stanz- und Biegeschritte, kosten
günstig in für eine Massenproduktion geeignete Weise
herstellbar.
Claims (11)
1. Exzentertellerschleifer mit einem Motorgehäuse, in
dem ein Motor eine Welle und diese einen mit einem
Schleifteller drehfeste Exzenterwelle antreibt, die
zur Achse der Welle exzentrisch kreisend und drehend
bewegt wird, wobei die Exzenterwelle gegenüber der
Welle drehbar ist und die Bewegung des Schleiftellers
durch eine mechanisch wirkende Bremseinrichtung - zur
Umschaltung eines Betriebszustandes des Exzentertel
lerschleifers - verzögerbar ist, wobei die Bremsein
richtung zur Exzenterwelle axial verlagerbar ist, und
zwischen der Exzenterwelle und der Bremseinrichtung
ein Reibschluß erzielbar ist, indem ein konzentrisch
zur Welle angeordnetes Hohlzahnrad axial verlagerbar
ist, und dessen Innenverzahnung hierdurch mit einer
Außenverzahnung eines auf der Exzenterwelle angeord
neten Ringscheibe in Eingriff kommt, dadurch gekenn
zeichnet, daß dem Hohlzahnrad (60) ein koaxial zur
Welle (30) angeordnetes Ringelement (84) zugeordnet
ist, von dem wenigstens eine Lauffläche (88) radial
entspringt, die mit stirnseitigen, gewindeartig an
steigenden Wendelflächen (92) des Hohlzahnrades (60)
in Anlagekontakt steht.
2. Exzentertellerschleifer nach Anspruch 1, dadurch
gekennzeichnet, daß die wenigstens eine Lauffläche (88) an axial zur
Drehachse (28) entspringenden Abkantungen (86) des
Ringelementes (84) ausgebildet ist und radial zur
Drehachse (28) verläuft.
3. Exzentertellerschleifer nach einem der vorherge
henden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die wenigstens
eine Lauffläche (88) einen tangential zum Ringelement
(84) verlaufenden Radius (R) aufweist, so daß die
Lauffläche (88) in Umfangsrichtung des ringscheiben
förmigen Ringelementes (84) abfällt beziehungsweise
ansteigt.
4. Exzentertellerschleifer nach einem der vorherge
henden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das
Ringelement (84) drei, über den Umfang jeweils um
120° versetzt angeordnete Laufflächen (88) aufweist.
5. Exzentertellerschleifer nach einem der vorherge
henden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die
Laufflächen (88) in Richtung des Stellringes (60)
federartig vorgespannt sind.
6. Exzentertellerschleifer nach einem der vorherge
henden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß von dem
Ringelement (84) eine axial vorgespannte Federzunge
(94) entspringt, die der Arretierung eines Spiels
eines Winkeltriebs des Exzentertellerschleifers (10)
dient.
7. Exzentertellerschleifer nach Anspruch 6, dadurch
gekennzeichnet, daß die Federzunge (94) axial an eine
Verzahnung (98) eines Einstellringes (100) eingreift,
mittels dem das Spiel zwischen einem Kegelrad (24)
und einem Tellerrad (26) des Winkeltriebes einju
stierbar ist, indem der Einstellring (100) um die
Drehachse (28) axial verschieblich drehbar gelagert
ist.
8. Exzentertellerschleifer nach einem der vorherge
henden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das
Ringelement (84) eine Federzunge (102) aufweist, die
axial in Richtung des Stellringes (60) vorgespannt
ist und über eine Stützfläche (104) sich an einer
Wendelfläche (92) des Stellringes (60) abstützt, die
unterhalb einer Umschaltverzahnung (76) des Stellrin
ges (60) angeordnet ist.
9. Exzentertellerschleifer nach einem der vorherge
henden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das
Ringelement (84) axial zur Drehachse (28) verlaufende
Anlagelaschen (106) ausbildet, die zwischen An
schlagsnocken eines Gehäuseunterteiles (78) eines
Winkeltriebgehäuses (16) und eines Hohlrades (58) der
Bremseinrichtung eingreifen.
10. Exzentertellerschleifer nach einem der vorherge
henden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das
Ringelement (84) ein Blechformteil ist.
11. Exzentertellerschleifer nach einem der vorherge
henden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Ma
terial des Ringelementes (84) aus einem Federblech
besteht.
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