DE3626851A1 - Befestigungsvorrichtung fuer rotative schleifwerkzeuge, insbesondere schleifscheiben, auf einer spindel - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Befestigungsvorrichtung für rotative Schleifwerkzeuge, insbesondere Schleifscheiben, auf einer Spindel, wobei der Aufnahmeflansch des Schleif­ werkzeuges eine verhältnismäßig lange kegelförmige Aufnah­ mebohrung aufweist, die den mit einem entsprechend langen Aufnahmekegel versehenen Spindelkopf aufnimmt.

Unter rotativen Schleifwerkzeugen werden hierbei außer Schleifscheiben auch Abrichtscheiben, Profilierrollen und dergleichen verstanden.

Spindeln mit einem langen Aufnahmekegel zur Aufnahme rota­ tiver Schleifwerkzeuge sind allgemein bekannt. Hierbei entspricht diesem Aufnahmekegel eine in den aufzuschieben­ den Werkzeugen befindliche konzentrische, konische Bohrung. Nachteilig ist bei diesen herkömmlichen Langkegelaufnahmen insbesondere, daß eine definierte axiale Position des Werkzeuges auf der Spindel nicht möglich ist. Außerdem neigt der lange Aufnahmekegel bekanntlich zur Selbsthemmung, was einen automatischen Schleifscheiben­ wechsel praktisch unmöglich macht. In Erkenntnis dieser Nachteile ist man deshalb zu einem sogenannten Kurzkegel übergegangen, wie er beispielsweise in der DE-OS 34 19 397 der Anmelderin und in der DE-PS 34 03 361 beschrieben ist.

Hierbei weisen die Spindel und das Schleifwerkzeug je einen relativ kurzen Aufnahmekegel (Außen- bzw. Innenkegel) auf, der die Montage und Demontage des Schleifwerkzeuges erleichtert. Dabei werden durch diese Kegel die radialen Stützkräfte aufgenommen, während die Drehmomente über stirnseitige Anschlagflächen zwischen Schleifwerkzeug und Spindel übertragen werden, wobei diese Anschlagflächen gleichzeitig eine definierte axiale Positionierung des Schleifwerkzeuges auf der Spindel gewährleisten. Diese Kurzkegelaufnahmen haben sich im allgemeinen gut bewährt, jedoch sind ihnen bei schweren Schleifscheiben Grenzen gesetzt.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine mit einer Langkegelaufnahme versehene Befestigungsvorrichtung für rotative Schleifwerkzeuge, insbesondere Schleifscheiben, auf einer Spindel weiter zu verbessern, so daß sie unter Vermeidung der eingangs genannten Nachteile für den auto­ matischen Werkzeugwechsel geeignet ist.

Erfindungsgemäß wird das erreicht durch die Kombination folgender Merkmale:

• a) Einer Zentrierung des Schleifwerkzeuges auf der Spindel mittels des Aufnahmekegels,
• b) einer definierten axialen Positionierung des Schleif­ werkzeuges auf der Spindel mittels eines stirnseitig angeordneten axialen Anschlagmittels und
• c) einer Drehmomentübertragung durch stirnseitig angeord­ nete formschlüssige Übertragungsmittel.

Durch die hierdurch erfolgte Trennung der Funktionen der Zentrierung, der aixalen Positionierung und der Dreh­ momentübertragung ist eine Kegel-Flansch-Verbindung ge­ schaffen worden, die einen automatisierten Werkzeugwechsel, insbesondere einen Wechsel schwerer Schleifscheiben, ermöglicht.

Ein weiteres erfindungsgemäßes Merkmal besteht darin, daß das axiale Anschlagmittel aus einer an der Kegelstirn­ seite befindlichen Anlagefläche besteht, die im montierten Zustand des Schleifwerkzeuges an einer Gegenanlagefläche eines mit dem Aufnahmeflansch stirnseitig verbundenen Flanschteiles anliegt.

Aufgrund der Fertigungstoleranzen bei der getrennten Herstellung des Aufnahmekegels der Spindel und des Innenke­ gels des Aufnahmeflansches kann sich ein unterschiedlich breiter Spalt zwischen den Stirnseiten des Aufnahmeflan­ sches und des mit ihm zu verbindenden zentrischen Flansch­ teiles ergeben.

Es ist deshalb gemäß der Erfindung vorgesehen, daß das Flanschteil am Aufnahmeflansch unter Zwischenlage eines Ausgleichringes definierter Stärke befestigt ist. Unter "definierter Stärke" ist hierbei eine durch die jeweilig gemessene Spaltbreite bestimmte Ringbreite zu verstehen.

Die Erfindung ist ferner dadurch gekennzeichnet, daß die formschlüssigen Übertragungsmittel zur Drehmomentüber­ tragung aus stirnseitig am Flanschteil angeordneten Mitneh­ mern bestehen, die in entsprechende Ausnehmungen an der Stirnseite des Kegels eingreifen.

Ein weiteres erfindungsgemäßes Merkmal besteht darin, daß zum Lösen des Flansches vom Aufnahmekegel eine Löse­ hilfe vorgesehen ist. Diese trägt zusätzlich zur Erleich­ terung des Lösevorganges beim Werkzeugwechsel bei. Diese Lösehilfe besteht erfindungsgemäß aus einem durch ein Druckfederelement beaufschlagten Druckstück, welche beide konzentrisch zum Schaft der den Flansch am Aufnahmekegel befestigenden Spannschraube im Aufnahmekegel angeordnet sind.

Eine bevorzugte Ausführungsform des Druckfederelementes besteht erfindungsgemäß darin, daß es als Tellerfeder ausgebildet ist.

Ein weiteres erfindungsgemäßes Merkmal ist darin zu sehen, daß das Druckstück im Aufnahmekegel axial beweglich ange­ ordnet ist, so daß es beim Lösen der Spannschraube unter der Kraft des Druckfederelementes auf das Flanschteil, den Lösevorgang unterstützend, wirkt.

Schließlich besteht die Erfindung auch darin, daß am Flanschteil eine Ausnehmung zum Eingriff eines Elementes für ein für das Anziehen und Lösen der Spannschraube auf­ zubringendes Gegenmoment vorgesehen ist.

Die Erfindung soll nachstehend anhand eines Ausführungs­ beispieles näher erläutert werden.

In den Zeichnungen zeigen

Fig. 1 eine Befestigungsvorrichtung für eine Schleif­ scheibe auf einer Schleifspindel im Längsschnitt,

Fig. 2 den Schnitt A-A nach Fig. 1.

Eine Spindel 1 (Schleifspindel) ist gemäß Fig. 1 durch Kugellager 2 drehbar in einem Spindelgehäuse 3 gelagert, welches stirnseitig mittels eines Dichtringes 4 abgedichtet ist. Die Spindel 1 ist an ihrem einen Ende als Kegel 6 für die Aufnahme eines Flansches 7 ausgebildet, der aus zwei Teilen 7 a, 7 b besteht und eine Schleifscheibe 8 aufnimmt. Die beiden Teile 7 a, 7 b des Flansches 7 sind axial durch Schrauben 9 miteinander verbunden. Der Flansch 7, d. h. sein Teil 7 a, weist eine dem Aufnahmekegel 6 entsprechende kegelförmige Aufnahmebohrung 11 auf. Der Aufnahmekegel 6 sowie die entsprechende Aufnahmebohrung 11 sind als sogenannte Langkegel ausgebildet. Eine solche Langkegel­ paarung neigt im allgemeinen zur Selbsthemmung. Das bedeu­ tet, daß deren Lösung nur mit verhältnismäßig hohem Kraft­ aufwand möglich ist.

Um dem zu begegnen und ein für einen automatischen Schleif­ scheibenwechsel notwendiges leichtes Lösen des Flansches 7 vom Aufnahmekegel 6 zu erreichen, sind die bei einer solchen Kegel-Flansch-Verbindung notwendigen Funktionen der Zentrierung, der axialen Positionierung des Flansches auf dem Kegel und der Drehmomentübertragung voneinander getrennt.

Die Zentrierung der Schleifscheibe 8 mit ihrem Aufnahme­ flansch 7 erfolgt hierbei durch den Kegel 6 und die kegel­ förmige Aufnahmebohrung 11. Ein drehmomentübertragender Kraftschluß soll dabei zwischen dem Kegel 6 und der Auf­ nahmebohrung 11 nicht hergestellt werden. Vielmehr ist zur Drehmomentübertragung von der Spindel 1 auf die Schleif­ scheibe 8 ein an die Kegelstirnseite 12 anschließender zylindrischer Ansatz 13 mit Ausnehmungen 14 a, 14 b (Fig. 2) für den Eingriff von Mitnehmern 16 a, 16 b (Fig. 1 und 2) vorgesehen, die an einem mit dem Flansch 7 mittels Schrauben 17 fest verbundenen Flanschteil 18 angeordnet sind. Für eine definierte axiale Positionierung des Flansches 7 auf dem Aufnahmekegel 6 sind am kegelstirnseitigen An­ satz 13 eine Anlagefläche 19 und an der dieser zugewandten Stirnseite des Flanschteiles 18 eine Gegenanlagefläche 21 vorhanden, die im montierten Zustand aneinanderliegen. Die Anlagefläche 19 ist gebildet durch die Stirnflächen der beiderseits der Ausnehmungen 14 a, 14 b (Fig. 2) stehen­ gebliebenen Segmente 22 a, 22 b des Ansatzes 13.

Die Gegenanlagefläche 21 besteht hingegen aus den beider­ seits der Mitnehmer 16 a, 16 b befindlichen, hier nicht sichtbaren stirnseitigen Restflächen des Flanschteiles 18, die in der Wurzelebene der Mitnehmer 16 a, 16 b liegen. Im Berührungszustand liegen die Anlagefläche 19 und die Gegenanlagefläche 21 somit gemeinsam in der in Fig. 1 strichliniert dargestellten Berührungslinie.

Zwischen dem Aufnahmeflansch 7 und dem Flanschteil 18 ist ein Ausgleichring 23 angeordnet. Dieser Ausgleichring 23 wird in seiner Dicke nach der sich einstellenden Spalt­ breite zwischen dem Aufnahmeflansch 7 und dem Flanschteil 18 bemessen, die sich aus den Fertigungstoleranzen von Aufnahmekegel 6 und kegelförmiger Aufnahmebohrung 11 ergibt. Das Flanschteil 18 mit dem Flansch 7 ist mit dem Aufnahme­ kegel 6 zentrisch mittels einer Spannschraube 24 verbun­ den.

Zur Unterstützung des Lösens des Aufnahmeflansches 7 vom Kegel 6 bei einem Schleifscheibenwechsel ist eine im Kegel 6 angeordnete Lösehilfe 26 vorgesehen. Diese besteht aus einem Druckstück 27, welches durch ein Druckfederelement 28, das vorzugsweise als Tellerfeder ausgebildet ist, axial in Löserichtung beaufschlagt ist. Das Druckstück 27 und das Druckfederelement 28 sind konzentrisch zum Schaft 29 der Spannschraube 24 innerhalb des Kegels 6 angeordnet.

Beim Lösevorgang der Spannschraube 24 wird das Druckstück 27 bis zur Entspannung des Druckfederelementes 28 ein Stück aus dem Kegel 6 herausgetrieben, wobei es auf das Flanschteil 18 drückt und eine Lösekraft auf dieses ausübt. Mittels eines federnden Ringes 31, der in einer Ringnut 32 des Druckstückes 27 angeordnet ist, ist das Druckstück 27 zwar axial verschiebbar, wird aber gegen Herausfallen gesichert.

Im eingeschraubten Zustand der Spannschraube 24 dient die Lösehilfe 26 als Schraubensicherung, da das Druckfe­ derelement 28 dann wie ein bekannter Federring wirkt. Das Flanschteil 18 ist mit einer Ausnehmung 33 versehen, in die ein nicht gezeigtes Element, beispielsweise ein Verriegelungsbolzen, eingreifen kann, um das Mitdrehen des Flanschteiles 18 und somit des Aufnahmeflansches 7 mit der Schleifscheibe 8 beim Anziehen und Lösen der Spann­ schraube 24 zu verhindern.

Am Flanschteil 18 sind außerdem periphere Angriffsflächen 34 für den hier nicht gezeigten automatischen Schleifschei­ benwechsler vorhanden. Der Schleifscheibenwechsler ergreift beim Wechselvorgang auch die Spannschraube 24 an einer Ringrille 36 und bewirkt deren Ein- und Ausdrehen durch entsprechenden Angriff am Sechskant 37. Die Schleifscheibe 8 wird also komplett im Satz mit deren Aufnahmeflansch 7 und dem mit diesem verbundenen Flanschteil 18 gewechselt.

Claims (9)

1. Befestigungsvorrichtung für rotative Schleifwerkzeuge, insbesondere Schleifscheiben, auf einer Spindel, wobei der Aufnahmeflansch des Schleifwerkzeuges eine verhältnis­ mäßig lange kegelförmige Aufnahmebohrung aufweist, die den mit einem entsprechend langen Aufnahmekegel versehenen Spindelkopf aufnimmt, gekennzeichnet durch die Kombination folgender Merkmale:

• a) Einer Zentrierung des Schleifwerkzeuges (8) auf der Spindel (1) mittels des Aufnahmekegels (6),
• b) einer definierten axialen Positionierung des Schleif­ werkzeuges (8) auf der Spindel (1) mittels eines stirn­ seitig angeordneten axialen Anschlagmittels und
• c) einer Drehmomentübertragung durch stirnseitig angeordne­ te formschlüssige Übertragungsmittel.

2. Befestigungsvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das axiale Anschlagmittel aus einer an der Kegelstirnseite befindlichen Anlagefläche (19, 22 a, 22 b) besteht, die im montierten Zustand des Schleif­ werkzeuges (8) an einer Gegenanlagefläche (21) eines mit dem Aufnahmeflansch (7) stirnseitig verbundenen Flansch­ teiles (18) anliegt.

3. Befestigungsvorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Flanschteil (18) am Aufnahmeflansch (7) unter Zwischenlage eines Ausgleichringes (23) defi­ nierter Stärke befestigt ist.

4. Befestigungsvorrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die formschlüssigen Übertragungsmittel zur Drehmomentüber­ tragung aus stirnseitig am Flanschteil (18) angeordneten Mitnehmern (16 a bzw. 16 b) bestehen, die in entsprechende Ausnehmungen (14 a bzw. 14 b) an der Stirnseite des Kegels (6) eingreifen.

5. Befestigungsvorrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß zum Lösen des Flansches (7) vom Aufnahmekegel (6) eine Löse­ hilfe (26) vorgesehen ist.

6. Befestigungsvorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Lösehilfe (26) aus einem durch ein Druckfederelement (2 B) beaufschlagten Druckstück (27) besteht, welche beide konzentrisch zum Schaft (29) der den Flansch (7, 18) am Aufnahmekegel (6) befestigen­ den Spannschraube (24) im Aufnahmekegel (6) angeordnet sind.

7. Befestigungsvorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß das Druckfederelement (28) als Teller­ feder ausgebildet ist.

8. Befestigungsvorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß des Druckstück (27) im Aufnahmekegel (6) axial beweglich angeordnet ist, so daß es beim Lösen der Spannschraube (24) unter der Kraft des Druckfederele­ mentes (28) auf das Flanschteil (18), den Lösevorgang unterstützend, wirkt.

9. Befestigungsvorrichtung nach einem oder mehreren der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß am Flanschteil (18) eine Ausnehmung (33) zum Eingriff eines Elementes für ein für das Anziehen und Lösen der Spannschraube (24) aufzubringendes Gegenmoment vorgesehen ist.