DE3603384A1 - Vorrichtung zum loesbaren befestigen eines scheibenfoermigen werkzeugs - Google Patents
Vorrichtung zum loesbaren befestigen eines scheibenfoermigen werkzeugsInfo
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Description
Die Erfindung geht aus von einer Vorrichtung zum lösbaren
Befestigen eines scheibenförmigen Werkzeugs nach der Gat
tung des Hauptanspruchs. Es ist schon eine solche Vor
richtung bekannt geworden, aus der DE-OS 29 37 045, bei
der jedoch das Stützmittel in der Nutzung problematisch
ist. Ein deformierbares Medium ist als Stützmittel zwischen
zwei benachbarten, axial gegeneinander beweglichen Teilen
- von denen eines dem Spannflansch zugeordnet ist - in
einen von diesen Teilen mitgebildeten Hohlraum eingebracht.
Beim Festspannen des scheibenförmigen Werkzeugs wird dieses
Medium bis zur Grenze seiner Zusammendrückbarkeit zusammen
gepreßt. Für erleichtertes Lösen des Werkzeugs ist min
destens ein weiterer Wandabschnitt des genannten Hohlraums
entgegen einer von der Reaktionskraft des zusammengedrückten
Mediums nicht überwindbaren Rückhaltekraft willkürlich in
eine den Hohlraum vergrößernde Lage bringbar. Das Medium
kann sich dann entspannen, wodurch sich der Einspanndruck
erheblich verringert. Handelt es sich bei dem verwendeten
Medium um einen gummielastischen Körper, entsteht an dem
zur Erweiterung des Hohlraums zu bewegenden Wandabschnitt
eine erhebliche Reibung, die zum Entspannen überwunden wer
den muß. Außerdem unterliegt dieser gummielastische Körper
an dieser Stelle einem hohen Verschleiß, weil sich die
reibende Fläche immer weiter abradiert. Ist das Medium
zähflüssig gibt es Dichtungsprobleme, weil Leckverluste
sehr bald die Vorrichtung unwirksam machen. Für den rauhen
Handwerksbetrieb, besonders beim Trennschleifereinsatz
auf Baustellen, konnte sich diese Lösung deshalb nicht
durchsetzen.
Die erfindungsgemäße Vorrichtung mit den kennzeichnenden
Merkmalen des Hauptanspruchs hat demgegenüber den Vor
teil wesentlich leichtgängiger zu sein und einer geringeren
Abnutzung zu unterliegen. Durch die Verwendung von Roll
körpern als Stützmittel können sehr feste Stahlteile für
die Vorrichtung verwendet werden. Der Weg zum Lösen des
Einspanndruckes für das scheibenförmige Werkzeug ist wesent
lich geringer, weshalb die Spannflanschen vollständig ent
lastet werden können. Somit wird erstmals ein Wechsel des
scheibenförmigen Werkzeugs wirklich ohne zusätzliches
Handwerkzeug möglich.
Durch die in den Unteransprüchen aufgeführten Maßnahmen
sind vorteilhafte Weiterbildungen und Verbesserungen der
im Hauptanspruch angegebenen Vorrichtung möglich. Be
sonders vorteilhaft, weil ohne Änderung bereits vorhandener
Maschinen sofort einsetzbar, ist die mehrteilige Spann
mutter, die einen Grundkörper und einen erfindungsgemäß
bewegbaren Spannflansch umfaßt.
Mehrere Ausführungsbeispiele des Erfindungsgegenstandes
sind in der Zeichnung dargestellt und in der nachfolgen
den Beschreibung näher erläutert. Es zeigen
Fig. 1 eine
erste Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Vorrichtung
mit einer Arbeitsspindel einer Handwerkzeugmaschine, teil
weise im Schnitt,
Fig. 2 eine zweite Ausführungsform
einer erfindungsgemäßen Vorrichtung am Ende einer Arbeits
spindel im Schnitt,
Fig. 3 einen Schnitt III-III zu
Fig. 2,
Fig. 4 einen Schnitt IV-IV zu Fig. 3,
Fig. 5
einen Längsschnitt durch eine erfindungsgemäße, mehr
teilige Spannmutter nach einem weiteren Ausführungsbei
spiel,
Fig. 6 einen Schnitt VI-VI zu Fig. 5,
Fig. 7
einen Schnitt VII-VII zu Fig. 6,
Fig. 8 einen Schnitt
VIII-VIII zu Fig. 5,
Fig. 9 einen Schnitt durch eine
erfindungsgemäße Vorrichtung nach einer weiteren Aus
führungsform, mit einem Spannflansch, einem Antriebs
rad für das Werkzeug und einer maschinenseitigen Sperre
zum Lösen des scheibenförmigen Werkzeugs,
Fig. 10 eine
Ansicht eines weiteren Ausführungsbeispiels, teilweise
geschnitten nach X-X in Fig. 11,
Fig. 11 eine Drauf
sicht zu Fig. 10 im Schnitt,
Fig. 12 einen Schnitt
VII-VII zu Fig. 10,
Fig. 13 einen Schnitt VIII-VIII
zu Fig. 11,
Fig. 14 eine Ansicht eines Spannflansches
nach einer weiteren Ausführungsform mit Rollen als Stütz
elementen,
Fig. 15 eine Seitenansicht zu Fig. 14 im
Schnitt,
Fig. 16 eine Seitenansicht zu Fig. 15,
Fig.
17 einen Schnitt XVII-XVII zu Fig. 15,
Fig. 18 eine
Teilansicht XVIII-XVIII zu Fig. 15,
Fig. 19 eine An
sicht einer Spannmutter nach einer weiteren Ausführungs
form mit Rollen und
Fig. 20 eine Seitenansicht zu Fig.
19 im Schnitt.
Im Ausführungsbeispiel nach Fig. 1 ist eine Arbeitsspindel
1 mit einem Gewindezapfen 2 und einem Bund 3 versehen. In
eine zentrische, axial verlaufende Bohrung 4 der Arbeits
spindel 1 ist eine Schraubenfeder 5 eingesetzt. In den vor
deren Teil dieser Bohrung 4 ist eine Buchse 6 zusammen mit
einem Stift 7 eingepreßt. Dabei hat der Stift im innern
der Bohrung 4 einen Kopf 8 und außerhalb eine Betätigungs
handhabe 9. Eine Querbohrung 10 im Gewindezapfen 2 schnei
det die Bohrung 4. Diese Querbohrung 10 dient drei Kugeln
11 als Führung. Die mittlere dieser drei Kugeln 11 wird
durch die Schraubenfeder 5 gegen den Kopf 8 des Stiftes
7 gedrückt. Sie fluchtet dabei sowohl mit der Bohrung 4
als auch mit der Querbohrung 10. Beiderseits dieser mittleren
Kugel liegen die beiden anderen Kugeln in der Querbohrung
10. Sie überragen den Mantel des Gewindezapfens 2 mit etwa
knapp der Hälfte ihres Durchmessers. Ein an dieser Stelle
den Gewindezapfen 2 umschließender, topfförmiger Spann
flansch 12 hält die Kugeln 11 in der Querbohrung 10. Die
äußeren der Kugeln 11 liegen dabei an einer Kegelfläche
13 im Spannflansch 12 an. Dieser Spannflansch 12 ist so
mit axial abgestützt und bietet mit seiner Stirnfläche
14 einer Schleifscheibe 15 eine feste Anlage. Eine auf den
Gewindezapfen 2 aufgeschraubte Spannmutter 16 dient zum
Festspannen der Schleifscheibe 15.
Nachdem der Gewindezapfen 2 Rechtsgewinde trägt, genügt es
die Spannmutter 16 mit der Hand festzuziehen. Das eigent
liche Spannen erfolgt dann beim Schleifen mit der rechts
herum drehenden Schleifscheibe 15. Zum Lösen des Spanndrucks
für das Wechseln der Schleifscheibe 15 drückt der Bedienende
den Stift 7 ein. Damit drückt er die mittlere der Kugeln 11
ein Stück weit in den Raum, in den die Schraubenfeder 5 ein
gelegt ist. Die äußeren der Kugeln 11 können dann dem Druck
des Spannflansches 12, der durch die Kegelfläche 13 auf sie
wirkt, zur Mitte der Arbeitsspindel hin ausweichen. Damit
wird die Spannmutter 16 so locker, daß sie der Bedienende
von Hand abschrauben kann.
Das Ausführungsbeispiel nach den Fig. 2 bis 4 zeigt eine
Vorrichtung, die nach dem gleichen Prinzip wie die nach
Fig. 1 arbeitet. Eine Arbeitsspindel 17 hat einen Kopf 18
und daran einen Gewindezapfen 19. Der Kopf 18 ist mit
zwei sich schneidenden Bohrungen 20 und 21 quer durchbohrt.
Die Bohrung 20 hat gleichbleibenden Durchmesser und nimmt
fünf Kugeln 11 auf. Die mittlere dieser Kugeln 11 liegt
direkt in der Achse der Arbeitsspindel 17. Die Bohrung 21
ist im Durchmesser angestuft. Ein Teil der Bohrung 21 nimmt
eine Schraubenfeder 22 auf und dient der mittleren der
Kugeln 11 als Ausweichraum. Der andere Teil der Bohrung 21
hat einen kleineren Durchmesser und außen eine Senkung 23.
In ihn ist ein Stift 24 eingeführt, dessen innere Stirn
fläche der mittleren der Kugeln 11 gegenüber steht. Durch
die Bohrung mit dem kleinen Durchmesser (21) kann diese
Kugel aus der Bohrung 20 etwas ausweichen, so daß diese mit
den anderen Kugeln 11 in der Bohrung 20 nicht ganz fluchtet.
Dies ergibt eine Sicherung gegen unbeabsichtigtes Lösen bei
Erschütterungen. Ein Kopf 25 des Stiftes 24 ist so bemessen,
daß er in die Einsenkung 23 eintauchen kann. Der Kopf 18
hat einen Bund 26 direkt anschließend an die Bohrungen 20
und 21. Eine Spannhülse 27 umschließt den Kopf 18 vor dem
Bund 26. Ihre eine ringförmige Stirnfläche liegt an einer zu
spannenden Schleifscheibe 29 an. In die andere ringför
mige Stirnfläche 30 der Spannhülse 27 sind zwei Kugel
taschen 31, eine Federtasche 32 und eine abgestufte Tasche
33 eingearbeitet. Der größere Teil der Tasche 33 dient da
bei der Aufnahme des Kopfes 25, der kleinere dem Durchgriff
zum Stift 24, um diesen von außen her betätigen zu können.
Auf den Gewindezapfen 19 ist eine Spannmutter 34 aufgeschraubt,
die mit ihrem Flansch 35 die Schleifscheibe 29 gegen die
Spannhülse 27 festspannt. Die Kugeltaschen 31 haben schräge
Stützflächen 36.
In der Normalstellung befinden sich die Kugeln 11 in einer
Reihe innerhalb der Bohrung 20. Die äußeren dieser Kugeln 11
liegen an den schrägen Stützflächen 36 in den Kugeltaschen 21
an. Sie werden dabei abgestützt durch die übrigen Kugeln 11.
So stützen die äußeren der Kugeln 11 die Spannhülse 27 gegen
den Spanndruck des Flansches 35 der Spannmutter 34 ab. Zum
Festspannen der Schleifscheibe 29 genügt es auch hier, die
Spannmutter 34 mit der Hand aufzuschrauben und anzuziehen.
Das Festziehen erfolgt zu Beginn des Schleifens. Soll die
Schleifscheibe 29 ausgewechselt werden, so drückt man mittels
des Stiftes 24 und gegen die Wirkung der Schraubenfeder 22
die mittlere der Kugeln 11 aus der Bohrung 20 so weit in die
Bohrung 21 hinein, daß die äußeren der Kugeln 11 in die Bohrung
20 hinein dem Spanndruck der Spannhülse 27 ausweichen können.
Nach Lösen des Spanndruckes auf diese Weise, läßt sich die
Spannmutter 34 leicht auch wieder mit der Hand lösen. Es be
darf zum Schleifscheibenwechsel also auch hier keines zu
sätzlichen Werkzeugs mehr.
Im Ausführungsbeispiel nach den Fig. 5 bis 8 ist eine er
findungsgemäß ausgebildete Spannmutter 37 gezeigt und be
schrieben. Ein Grundkörper 38 ist mit drei Radialbohrungen
39 versehen. Diese Radialbohrungen 39 sind zur Aufnahme je
eines Kugelpaares mit einer äußeren Kugel 40 und einer inneren
Kugel 41 bestimmt. Durch einen axial gerichteten, ringför
migen Einstich 42 in den Flanschteil des Grundkörpers 38
ist der innere Teil der Radialbohrungen 39 halb offen. Da
bei ist der Einstich 42 direkt an einen Nabenteil 43 des
Grundkörpers 38 anschließend gelegt. Eine Axialbohrung des
Grundkörpers 38 hat ein Muttergewinde 44. Der Nabenteil
43 trägt einen Spannflansch 45, der durch einen Ring 46
auf diesem Nabenteil 43 mit Axialspiel gesichert ist. Der
Ring 46 ist fest aufgepreßt auf den Nabenteil 43. Der
Spannflansch 45 hat eine Nabe 47, in die drei Taschen
48 mit Schrägflächen 49 eingearbeitet sind. Diese Taschen
stimmen in ihrer Lage überein mit den Radialbohrungen 39,
so daß die inneren Kugeln 41 an den Schrägflächen 49 in
den Taschen 48 anliegen können. An den äußeren Teil der
Radialbohrungen 39 schließen sich Taschen 50 an, die am
Umfang des Grundkörpers 38 von den Radialbohrungen 39 aus
gehend, in Löserichtung der Spannmutter 37 verlaufend ein
gearbeitet sind. Diese Taschen 50 können die äußeren Kugeln
40 aufnehmen. In ihnen liegen Federn 51, die die äußeren
Kugeln 40 stets in ihrer jeweiligen Radialbohrung 39 zu
halten suchen. Ein Ring 52 umschließt sowohl den Grund
körper 38 als auch den Spannflansch 45 und ist mit einer
Kugelrinne 53 versehen. Der Ring 52 mit der Kugelrinne
53 dient auch der Führung der äußeren Kugeln 40, die da
mit zugleich auch den Ring 52 axial sichern.
Das Festspannen erfolgt in der bereits zu den vorhergehen
den Ausführungsbeispielen geschilderten Weise aber gegen
einen normalen Spannflansch der Arbeitsspindel 1 oder 17.
Dabei wird der Spannflansch 45 der Spannmutter 37 durch
die inneren Kugeln 41 an seinen Schrägflächen 49 abgestützt.
Die äußeren Kugeln 40 stützen die inneren Kugeln 41 und
stützen sich dabei am Ring 52 ab. Zum Lösen der Spannver
bindung wird der Ring 52 in Löserichtung gedreht. Dabei wer
den die Kugeln 40 gegen die Wirkung der Federn 51 in die
Taschen 50 hineingerollt und geben so die inneren Kugeln 41
frei. Dabei entfallen diese als Stütze für den Spannflansch
45 und dieser wird vom Spanndruck entlastet. Die Spannmutter
37 kann so leicht von Hand von der Arbeitsspindel abgeschraubt
werden. Am Ende nehmen die Kugeln 40 und 41 unter der Wirkung
der Federn 51 wieder ihre Spannstellung ein. Ein Ausführungs
beispiel nach Fig. 9 zeigt analog zum mehrteiligen Spann
futter 37 auf einer Arbeitsspindel 54 einen mehrteiligen
Spannflansch 55. Ein Grundkörper 56 ist fest verbunden mit
der Arbeitsspindel 54 und zusätzlich durch einen Sprengring
57 axial abgestützt. Der Grundkörper 56 ist prinzipiell so
aufgebaut wie der Grundkörper 38. Er besitzt drei Radial
bohrungen 58 in denen wieder äußere Kugeln 40 und innere
Kugeln 41 geführt sind. Auch hier ist der innere Teil der
Radialbohrungen 58 durch einen Einstich 59 geöffnet, so daß
dort die inneren Kugeln 41 herausragen können. In den Ein
stich 59 ragt eine Nabe 60 eines Stützflansches 61, der mit
einer Spannhülse 62 zusammen auf eine hier nicht dargestellte
Schleifscheibe ähnlich 15/29 einwirkt. Der Stützflansch 61
und die Spannhülse 62 sind fest miteinander verbunden. Außer
dem trägt die Spannhülse 62 noch ein Kegelzahnrad 63 für den
Antrieb der Schleifscheibe. Schließlich trägt die Spannschei
be 62 ein Kugellager 64, über das sie im Gehäuse der Handwerk
zeugmaschine gelagert ist. Der Grundkörper 56 besitzt an sei
nem Außenumfang Taschen 65. Diese sind von den Radialbohrun
gen 58 ausgehend in Löserichtung verlaufend eingearbeitet und
so bemessen, daß sie die äußeren Kugeln 40 aufnehmen können.
Auch in diese Taschen 65 sind Federn 51 eingelegt, die die
äußeren Kugeln 40 stets in ihrer jeweiligen Radialbohrung 58
zu halten suchen. Ein Ring 66 umschließt sowohl den Grund
körper 56 als auch den Stützflansch 61 und ist mit einer
Kugelrinne 67 versehen. Außerdem besitzt er einen Kegelzahn
kranz 68. Selbstverständlich können anstelle des Kegelzahn
kranzes auch nur eine oder mehrere Nuten eingearbeitet sein.
Diesem Kegelzahnkranz 68 oder den Nuten ist ein im Maschinen
gehäuse gelagerter Feststeller 69 gegenübergestellt. In die
Nabe 60 des Stützflansches 61 sind wie bei der mehrteiligen
Spannmutter 37 Taschen 70 mit schrägen Stützflächen 71 ein
gearbeitet, die den inneren Kugeln 41 zugeordnet sind.
Das Spannen einer Schleifscheibe 15/29 geschieht wie be
reits früher beschrieben hier durch Aufschrauben einer
einfachen Spannmutter mit einem entsprechenden Flansch
von Hand. Die Spannmutter wird auch von Hand soweit wie
möglich festgezogen. Das richtige Festspannen geschieht
durch den Betrieb der Schleifscheibe bei der ersten Be
lastung. Zum Lösen der Spannverbindung für einen Schleif
scheibenwechsel wird der Feststeller 69 in die Verzahnung
des Kegelzahnkranzes 68 eingerückt und so der Ring 66
festgelegt. Der Bedienende dreht nun die Schleifscheibe
15/29 entgegen ihrer Arbeitsrichtung. Dadurch rollen die
äußeren Kugeln 40 gegen die Wirkung der Federn 51 in die
Taschen 65, wie es zum vorhergehenden Ausführungsbeispiel
mit den Taschen 50 ausführlich beschrieben ist. Die inneren
Kugeln 41 können in den durch die äußeren Kugeln 40 frei
gemachten Raum ausweichen und so ihre Stützfunktion für
den Stützflansch 61 aufgeben. Der Spanndruck fällt weg
und die Spannmutter kann von Hand wieder gelöst werden.
Eine weitere Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vor
richtung unter Verwendung von Kugeln als Rollkörper zei
gen die Fig. 10 bis 13. Auf einer nur strichpunktiert
angedeuteten Arbeitspindel 72 ist ein Stützflansch 73
befestigt. Dieser besitzt wie in den vorhergehenden Aus
führungsbeispielen gezeigt drei um 120° gegeneinander
versetzte Taschen 74 mit schrägen Stützflächen 75. Auf
einer Nabe 76 trägt der Stützflansch 73 einen Spannflansch
77, der mittels eines Sicherungsringes 78 mit Axialspiel
dort gehalten ist. Der Spannflansch 77 besitzt den Taschen
74 im Stützflansch 73 gegenübergestellte Radialbohrungen
79. Diese nehmen wie bereits vorstehend geschildert Kugeln
40 und 41 auf. Die Radialbohrungen 79 sind innen zu den
Taschen 74 hin, außen zur entgegengesetzten Stirnfläche
des Spannflansches 77 hin seitlich geöffnet. So wird den
inneren Kugeln 41 ein Austreten zu den Taschen 74, den
äußeren Kugeln 40 ein Austreten in entgegengesetzter
Richtung ermöglicht. Ein profilierter Ring 80 umschließt
den Spannflansch 77. Er übergreift auch die Stirnseite
des Spannflansches 77 zu der hin die Radialbohrungen 79
für die äußeren Kugeln 40 geöffnet sind und dient diesen
äußeren Kugeln 40 als Anschlag. Schrauben 81 sind in Ge
windebohrungen 82 im Stirnflansch des Ringes 80 eingeschraubt.
Sie durchgreifen Durchgangsbohrungen 83 und Senkungen 84
im Spannflansch 77, wobei in die Senkungen 84 unter die
Köpfe der Schrauben 81 Schraubenfedern 85 eingebracht sind.
Die Schraubenfedern 85 suchen so den Ring 80 in axialer
Richtung stets am Spannflansch 77 anliegend zu halten. In
die Stirnfläche des Spannflansches 77, in die auch die
Senkungen 84 eingebracht sind, sind zwei in diagonaler
Richtung verlaufende Nuten 86 eingearbeitet. In sie kann
eine nur mit ihren Enden strichpunktiert angedeutete Gabel
87 eintauchen, die auch an einem Stirnrand 88 des Ringes
80 anliegen kann. Die Innenfläche des Ringes 80 ist abge
stuft bei 89. Die entstandene innere Zylinderfläche hat
axial verlaufende Rinnen 90. Diese nehmen in Spannstellung
der Vorrichtung die äußeren Kugeln 40. Die so entstandene
äußere Zylinderfläche 91 läßt in Lösestellung des Ringes 80
den äußeren Kugeln 40 Spiel, um dem Spanndruck auszuweichen,
der durch die inneren Kugeln 41 auf sie wirkt.
Auch bei dieser Ausführungsform der erfindungsgemäßen
Vorrichtung erfolgt das Festspannen einer Schleifscheibe
nach dem Aufschrauben einer Spannmutter auf die Arbeits
spindel 72 und Festziehen dieser Spannmutter von Hand,
durch die Arbeitsbelastung der Schleifscheibe zu Beginn
des ersten Schleifvorganges.
Um die Schleifscheibe zu wechseln drückt man die Gabel 87
an den Rand 88 und die diesem benachbarte Stirnfläche des
Spannflansches 77. Nun dreht man die Schleifscheibe so lange,
bis die Nuten 86 den Enden der Gabel 87 gegenüberliegen. Die
Gabelenden können nun in die Nuten 86 einfallen. Sie ver
drängen dabei den Ring 80 in axialer Richtung gegen die
Wirkung der Schraubenfedern 85. Dabei rollen die äußeren
Kugeln 40 zunächst weg von ihrer Anlagefläche am Stützflansch
73, wodurch die inneren Kugeln 41 bereits dem Spanndruck
der Stützfläche 75 etwas ausweichen können. Sobald die Stufe
89 im Ring 80 an den äußeren Kugeln 40 vorbeibewegt ist,
hat diese so viel Ausweichraum, daß der Spanndruck durch
Ausweichen auch der inneren Kugeln 41 völlig aufgehoben wer
den kann. Die Spannmutter läßt sich nun leicht mit der Hand
lösen.
Im nächsten Ausführungsbeispiel nach den Fig. 14 bis 18
sind als Rollkörper Rollen eingesetzt. In dieser Version
mit einem mehrteiligen Spannflansch 92 sind ein Grundkörper
93 und ein mit diesem Grundkörper 93 verdrehungssicher aber
mit Axialspiel verbundener Flansch 94 über zwei Rollen
käfige 95 mit Rollen 96 und eine zwischen diese Rollen
käfige 95 eingefügte Scheibe 97 gegeneinander abgestützt.
In die den Rollen 96 zugewendete Stirnfläche des Grund
körpers 93 sind eine der Anzahl der Rollen 96 entsprechen
de Anzahl von Taschen 98 mit Schrägflächen 99 eingearbei
tet. Der Grundkörper 93 besitzt an einem Bund 100 Vor
sprünge 101, die in entsprechende Ausnehmungen 102 im
Flansch 94 eingreifen. Die durch diese Vorsprünge 101
und die Flanschteile neben den Ausnehmungen 102 gebil
dete, zylindrische Innenfläche ist mit einer Nut 103 ver
sehen, in die ein Federring 104 eingreift. Der Federring
104 ist mindestens um das Axialspiel des Flansches 94
gegenüber dem Grundkörper 93 schmaler als die Nut 103.
Er hält so die beiden Teile in axialer Richtung zusammen,
ohne die Wirkung des Spannflansches 92 zu behindern. Mit
der Scheibe 97 ist ein Ring 105 fest verbunden, der sowohl
den Grundkörper 93 als auch den Flansch 94 umfaßt. Ent
sprechende Nuten im Grundkörper 93 und im Flansch 94
nehmen Dichtringe 106 auf, die die Rollenkäfige 95 vor
Verschmutzung schützen. Eine Abdeckscheibe 107 dient als
Sichtblende, um die Vorsprünge 101 und die Ausnehmungen
102 abzudecken. Mindestens eine Feder 108 drängt den Rollen
käfig 95, der mit den Taschen 98 zusammenwirken kann, drehend
in eine Einschaltstellung zu einem Anschlag 109 hin. Dieser
Anschlag 109 ist fest verbunden mit dem Grundkörper 93, der
auch ein Widerlager 110 für die Feder 108 trägt. Eine Ar
beitsspindel 111, die den Grundkörper 93 trägt, ist nur
strichpunktiert angedeutet. Das Festspannen einer Schleif
scheibe 15/29 mit diesem Spannflansch 92 geschieht eben
falls in der schon mehrfach beschriebenen Weise ohne Werk
zeug. Im Spannzustand stützen sich alle Rollen 96 an
ebenen, senkrecht zur Drehachse stehenden Teilen der ihnen
zugeordneten Stirnflächen ab (Fig. 15 und 17). Soll die
Schleifscheibe ausgewechselt werden, so dreht man bei still
stehender Schleifscheibe den Ring 105 in Löserichtung (Pfeil
112). Dabei rollen die Rollen 96, die den Taschen 98 zuge
ordnet sind, solange auf den ebenen Teilen der Stirnfläche
des Grundkörpers 93 ab, bis sie die Schrägflächen 99 er
reichen. Beim Eintreten der Rollen in die Taschen 98 wird
der Spanndruck für die Schleifscheibe aufgehoben. Die Spann
mutter kann von Hand wieder gelöst und abgeschraubt werden.
Nach dem gleichen Prinzip wie der vorbeschriebene, mehrtei
lige Spannflansch 92, ist eine Spannmutter 113 aufgebaut. Ein
Grundkörper 114 besitzt ein Muttergewinde 115. Die Nabe des
Grundkörpers 114 ist an ihrem Ende beidseitig abgeflacht und
hat einander parallel gegenüberliegende Flächen 116. Auf dieses
Ende ist ein Spannflansch 117 mit einer entsprechenden zen
tralen Ausnehmung mit zueinander parallelen Flächen 118 auf
geschoben. Daraus ergibt sich ein Drehformschluß zwischen
dem Grundkörper 114 und dem Spannflansch 117. Ein noch auf
die Nabe des Grundkörpers 114 aufgepreßter Klemmring 119
hält den Grundkörper 114 und den Spannflansch 117 so zu
sammen, daß ein für den Spannvorgang ausreichendes Axial
spiel zwischen den beiden Teilen bleibt. Zwischen den
Flansch 120 des Grundkörpers 114 und dem Spannflansch
117 sind ebenfalls zwei Rollenkäfige 95 mit Rollen 96 und
eine Scheibe 97 eingesetzt. Die Taschen 98 mit den Schräg
flächen 99, die Feder 108, der Anschlag 109 und das Wider
lager 110 sind identisch denen im Spannflansch 92. Dabei
können die Taschen usw. sowohl am Grundkörper 114 als auch
am Spannflansch 117 angebracht sein. Vorteilhafterweise ist
der Grundkörper 114 sicherheitshalber mit Stiftlöchern 121
versehen, die ein Lösen mit Werkzeug möglich machen, falls
Rost oder dergleichen Schäden das Lösen erschweren sollten.
Die Scheibe 97 ist hier mit einem Ring 122 fest verbunden.
Dieser Ring 122 übergreift nur den Flansch 120, die Schei
be 97 und die Rollenkäfige 95 mit den Rollen 96. Die
Funktion dieser Spannmutter 113 entspricht der des Spann
flansches 92. Sie hat demgegenüber aber den Vorteil, zur
Nachrüstung bereits vorhandener Maschinen sofort einsetzbar
zu sein.
Claims (30)
1. Vorrichtung zum lösbaren Befestigen eines scheibenför
migen Werkzeugs auf einer Arbeitsspindel, mit zwei am Werk
zeug anliegenden Flanschen, von denen einer durch Freigabe
eines ihn gegen axiales Verschieben auf der Arbeitsspindel
sichernden Stützmittels vom Einspanndruck für das Werkzeug
entlastbar ist, dadurch gekennzeichnet, daß als Stützmittel
in einen Raum zwischen der Arbeitsspindel (1, 17, 54) oder
einem mit dieser axial unverschiebbar verbundenen Zwischen
stück (38, 56, 73, 93, 114) und dem Spannflansch (12, 27,
45, 62, 77, 94, 117) eingebrachte Rollkörper (11, 40, 41, 96)
dienen, die quer zu ihrer Stützrichtung willkürlich in einen
Ausweichraum (4, 10, 20, 21, 39, 50, 58, 65, 98) bewegbar
sind.
2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß
die Rollkörper (11, 40, 41, 96) unter die Wirkung mindestens
einer Feder (5, 22, 51, 85, 108) gestellt sind, die sie stets
in ihre Stützstellung drängt.
3. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß
die Rollkörper in einer Querbohrung (10, 20, 39, 58, 79) der
Arbeitsspindel (1, 17) oder eines mit dieser axial unverschieb
bar verbundenen Zwischenstücks (38, 56, 73) geführte Kugeln
(11, 40, 41) sind von denen einige (11, 41) in ihrer Stütz
stellung an einer zur Spannebene geneigten Fläche (13, 36, 49,
71, 75) an einem der Spannflanschen (12, 27, 45, 61, 73) an
liegen und die anderen (11, 40) diese einigen (11, 41) in ihrer
Stützstellung für den Spannflansch abstützen.
4. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß
eine mittlere Kugel (11) einer Ausweichbohrung (4, 21) gegen
übergestellt ist, die mittels eines von außen her betätigbaren
Entspannstiftes (7, 24) oder dergleichen gegen die Wirkung
einer in dieser Ausweichbohrung angeordneten Feder (5, 22) aus
ihrer Stützstellung für die anderen Kugeln (11) heraus hinein
gedrängt werden kann, um so den von ihr bis dahin besetzten
Raum (10, 20) als Ausweichraum für die anderen Kugeln (11)
freizugeben.
5. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß
die Ausweichbohrung eine Axialbohrung (4) in der Arbeits
spindel (1) ist, die mit einem gleichgerichteten Entspann
stift (7) und einer diesen führenden anderen Axialbohrung
(4) fluchtet.
6. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß
die Ausweichbohrung eine Radialbohrung (21) in der Arbeits
spindel (17) ist, die mit einem gleichgerichteten Entspann
stift (24) und einer diesen führenden anderen Radialbohrung
(21, 23) fluchtet.
7. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß
die geneigte Fläche (36, 49, 71, 75) an einem der Spann
flanschen (27, 45, 61, 73) in einer Tasche (31, 48, 70, 74)
in diesem Spannflansch (27, 45, 61, 73) ausgebildet ist.
8. Vorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß
der Spannflansch (27, 45, 61, 73) mehrere Taschen (31, 48,
70, 74) mit einer geneigten Fläche (36, 49, 71, 75) und ent
sprechend die Arbeitsspindel (17) oder das fest mit ihr ver
bundene Zwischenstück (38, 56, 77) mehrere Querbohrungen (20,
39, 58, 79) mit Stützkugeln (11, 40, 41) hat.
9. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß
einer der Spannflanschen ein Teil einer mehrteiligen Spann
mutter (37) ist, die aus einem Grundkörper (38) mit einem
Muttergewinde (44), einem von einem Nabenteil (43) dieses
Grundkörpers (38) getragenen Spannflansch (45), einem Ring
(46) zum Zusammenhalten des Grundkörpers (38) und des Spann
flansches (45), einem den Grundkörper (38) und dem Spann
flansch (45) umschließenden Ring (52) mit einer Kugelrinne
(53) in seiner zylindrischen Innenfläche und mindestens drei
Kugelpaaren (40, 41) besteht.
10. Vorrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß
der Grundkörper (38) drei um 120° versetzte Radialbohrungen
(39) zur radialen Führung der drei Kugelpaare (40, 41) und
anschließend an diese Radialbohrungen (39) drei in Umfangs
richtung des Grundkörpers (38) verlaufende, in Löserichtung
der Spannmutter (37) zur Aufnahme der äußeren Kugeln (40) der
Kugelpaare (40, 41) geeignete Taschen (50) hat, daß der Spann
flansch (45) eine Nabe (57) hat, die in einen ringförmigen,
an den den Spannflansch (45) tragen Nabenteil (43) des Grund
körpers (38) anschließenden Einstich (42) eingreift und mit
Taschen (48) mit einer zur Spannebene geneigten Fläche (49)
zur Aufnahme der inneren Kugeln (41) der Kugelpaare (40) ver
sehen ist.
11. Vorrichtung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß
in die in Umfangsrichtung im Grundkörper (38) verlaufenden
Taschen (50) Federn (51) eingelegt sind, die die äußeren
Kugeln (40) stets in ihre Spannstellung drängen.
12. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß
ein auf einer Arbeitsspindel (54) befestigter Spannflansch
(55) analog zur mehrteiligen Spannmutter (37) nach Anspruch
9 mehrteilig ausgebildet ist und aus einem Grundkörper (56),
einem Spannflansch (61), einem diese beiden Teile zusammen
haltenden und umschließenden Ring (66) mit einer Kugelrinne
(67) in seiner zylindrischen Innenfläche, und mit mindestens
drei Kugelpaaren (40, 41) besteht.
13. Vorrichtung nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet,
daß der Grundkörper (56) drei um 120° versetzte Radial
bohrungen (58) zur radialen Führung der drei Kugelpaare
(40, 41) und anschließend an diese Radialbohrungen (58)
drei in Umfangsrichtung des Grundkörpers (56) verlaufende,
in Löserichtung gerichtete, zur Aufnahme der äußeren Kugeln
(40) der Kugelpaare (40, 41) geeignete Taschen (65) hat,
daß der Spannflansch (61) eine Nabe (60) hat, die in einen
ringförmigen Einstich (59) im Grundkörper (56) eingreift
und mit Taschen (70) mit einer zur Spannebene geneigten
Fläche (71) zur Aufnahme der inneren Kugeln (41) der Kugel
paare (40, 41) versehen ist.
14. Vorrichtung nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß
in die in Umfangsrichtung im Grundkörper (56) verlaufende
Taschen (65) Federn (51) eingelegt sind, die die äußeren
Kugeln (40) stets in ihre Sperrstellung drängen.
15. Vorrichtung nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß
der Grundkörper einstückig mit der Arbeitsspindel ausgebil
det ist.
16. Vorrichtung nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß
der Grundkörper (56) auf eine Arbeitsspindel (54) aufgepreßt
ist.
17. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß
die Arbeitsspindel (54) in einem zweiteiligen Spannflansch
mit einer den eigentlichen Spannflansch bildenden Hülse (62)
und einem auf diese Hülse (62) aufgeschobenen Stützflansch
(61) gelagert ist, daß die Hülse (62) ihrerseits in einem
Kugellager (64) gelagert ist und ein Antriebsrad (63) für den
Drehantrieb des Werkzeugs trägt, daß der Stützflansch (61)
mehrere Taschen (70) mit einer zur Spannebene geneigten Fläche
(71) hat, daß dem Stützflansch (61) ein Zwischenstück (56)
zugeordnet ist, das axial nicht verschiebbar auf der Ar
beitsspindel (54) befestigt ist und entsprechend den Taschen
(70) im Stützflansch (61) mehrere Radialbohrungen (58) zur
Führung von eben so vielen Kugelpaaren (40, 41) hat, von
denen die äußeren Kugeln (40) in in Umfangsrichtung im äußeren
Mantel des Zwischenstücks (56) angeordnete, in Löserichtung
verlaufende Taschen (65) eintreten können und die inneren
Kugeln (41) den Taschen (70) mit den geneigten Flächen (71)
im Stützflansch (61) zugeordnet sind, und daß das Zwischenstück
(56) und der Stützflansch (61) von einem Ring (66) umgeben sind,
der in seiner zylindrischen Innenfläche eine Kugelrinne (67)
zur Führung der äußeren Kugeln (40) der Kugelpaare (40, 41)
hat.
18. Vorrichtung nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet,
daß der Ring (66) mit Kerben (68) versehen ist, in die ein
Sperrglied (69) eingreifen kann, das manuell betätigbar ist.
19. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,
daß die Rollkörper Rollen (96) in einem Rollenkäfig (95)
sind, die als Axiallager angeordnet sind, zwischen axial
gegeneinander verdrehbaren und verschiebbaren Teilen (93,
94, 97, 114, 117) eines Spannflansches (92) oder einer
Spannmutter (113).
20. Vorrichtung nach Anspruch 19, dadurch gekennzeichnet,
daß als Ausweichraum radial verlaufende Vertiefungen (98)
in der Stirnfläche von wenigstens einem der verdrehbaren
und verschiebbaren Teile (93, 94, 97, 114, 117) mit einer
schrägen Ein- bzw. Auslauffläche (99) dienen, die in
gleicher Anzahlung und Teilung vorhanden sind wie die
stützenden Rollen (96).
21. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 19 und 20, dadurch
gekennzeichnet, daß der Spannflansch (92) aus einem Grund
körper (93) mit einer ringförmigen Stirnfläche in die radial
verlaufende Vertiefungen (98) mit schräger Anlauffläche (99)
eingearbeitet sind, und mit einem Flansch (94) mit zwei
ebenen Stirnflächen, einer Scheibe (97) mit zwei ebenen
Stirnflächen zwischen dem Grundkörper (93) und dem Flansch
(94), zwei Axialrollenlagern (95/96), je eines zwischen dem
Flansch (94) und der Scheibe (97) und der Scheibe (97) und
dem Grundkörper (93), und einem äußeren, sowohl den Grund
körper (93) als auch den Flansch (94) und die zwischen diesen
angeordneten Teile (95, 96, 97) umschließenden Ring (105)
besteht, wobei letzterer fest verbunden ist mit der Scheibe
(97).
22. Vorrichtung nach Anspruch 21, dadurch gekennzeichnet, daß
der Grundkörper (93) und der Flansch (94) mit Vorsprüngen
(101) und entsprechenden Ausnehmungen (102) für diese Vor
sprünge (101) axial ineinander greifen, daß in die von den
Vorsprüngen (101) und den Feldern zwischen den Ausnehmungen
(102) gebildete, zylindrische Innenfläche eine Ringnut (103)
eingebracht ist und daß in dieser Nut (103) ein schmalerer
Federring (104) eingelegt ist, der so den Grundkörper (93)
und den Flansch (94) mit Axialspiel zusammenhält.
23. Vorrichtung nach Anspruch 21, dadurch gekennzeichnet, daß
der Grundkörper (93) und der Spannflansch (94) mit Dicht
ringen (106) versehen sind, die den Innenraum mit der Schei
be (97) und den Axialrollenlagern (95/96) abdichten.
24. Vorrichtung nach Anspruch 21, dadurch gekennzeichnet, daß
dem Axialrollenlager (95/96) das an der Stirnfläche mit den
radial verlaufenden Vertiefungen (98) anliegt, eine drehend
auf das Axialrollenlager einwirkende Feder (108) zugeordnet
ist, die ihr Widerlager (110) an dem Grundkörper (93) mit
den Vertiefungen (98) hat, und daß die Drehbewegung des
Axialrollenlagers (95/96) in Richtung der Wirkung dieser
Feder (108) durch einen Anschlag (109) des Grundkörpers
(93) begrenzt ist.
25. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 19 und 20, da
durch gekennzeichnet, daß die Spannmutter (113) aus einem
Grundkörper (114) einen Spannflansch (117) mit einer glatten
Stirnfläche und einer Stirnfläche in die radial verlaufende
Vertiefungen (98) mit schräger Anlauffläche (99) eingearbei
tet sind, einer Scheibe (97), zwei der Scheibe (97) benach
barten Axialrollenlagern (95/96) und einem einen Flansch (120)
des Grundkörpers (114), die Scheibe (97) und die Axialrollen
lager (95/96) umschließenden Ring (122) besteht, wobei
letzterer Ring (122) mit der Scheibe (97) fest verbunden
ist.
26. Vorrichtung nach Anspruch 25, dadurch gekennzeichnet,
daß der Grundkörper (114) äußere Schlüsselflächen (116)
und der Spannflansch (117) auf diese äußeren Schlüssel
flächen (116) passende innere Schlüsselflächen (118) hat,
so daß der Grundkörper (114) und der Spannflansch (117)
durch Formschluß gegen Verdrehen zueinander gesichert
sind, und daß auf das durch den Spannflansch (117) hin
durchragende Ende des Grundkörpers (114) ein Klemmring
(119) aufgepreßt ist, der alle Teile (95/96, 97/114, 117,
122) der Spannmutter (113) so zusammenhält, daß der Spann
flansch (117) ein zum Festspannen ausreichendes Axial
spiel auf dem Grundkörper (114) hat.
27. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet,
daß einer der Spannflanschen mehrteilig ausgebildet ist,
mit einem Stützflansch (73), der Taschen (74) mit Stütz
flächen (75) aufweist und eine Nabe (76) hat, einem Spann
flansch (77), der mit einem Sicherungsring (78) auf der
Nabe (76) mit Axialspiel festgehalten ist, drei um 120°
gegeneinander versetzten Radialbohrungen (79) zur Auf
nahme von jeweils einem Kugelpaar (40, 41), die einmal
in ihrem inneren Teil zu den Taschen (74) mit den Stütz
flächen (75) hin und zum anderen in ihrem äußeren Teil
in entgegengesetzter Richtung dazu seitlich geöffnet
sind, und mit einem den Spannflansch (77) mit den Kugel
paaren (40, 41) umschließenden Ring (80).
28. Vorrichtung nach Anspruch 27, dadurch gekennzeichnet,
daß der Spannflansch (77) und der Ring (80) durch auf dem
äußeren, ringförmigen Abschnitt des Spannflansches (77)
verteilte Schrauben (81) und unter die Köpfe dieser Schrau
ben (81) in Senkungen (84) eingesetzte Schraubenfedern (85)
axial federnd zusammengehalten sind.
29. Vorrichtung nach Anspruch 27, dadurch gekennzeichnet,
daß der Ring (80) in seinem Innendurchmesser abgestuft ist,
so daß eine innere Zylinderfläche mit axial verlaufenden
Rinnen (90) und eine äußere Zylinderfläche (91) entstehen
konnten, und daß die Stufe (89) den äußeren Kugeln (40) so
zugeordnet ist, daß sie bei der zugelassenen Axialbewegung
des Ringes (80) an der Auflagestelle der Kugeln (40) am Ring
(80) vorbeibewegt wird.
30. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß
die dem Ausweichraum zugeordnete Kugel (11, 40) vom Ausweich
raum weg leicht versetzt ist, um durch die so bei herrschendem
Spanndruck auftretende geringfügige Verkeilung als Sicherung
gegen unbeabsichtigtes Lösen durch Rütteln zu nutzen.
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