DE3643066A1 - Drehendes elektrowerkzeug, insbesondere winkelschleifer - Google Patents
Drehendes elektrowerkzeug, insbesondere winkelschleiferInfo
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- B24—GRINDING; POLISHING
- B24B—MACHINES, DEVICES, OR PROCESSES FOR GRINDING OR POLISHING; DRESSING OR CONDITIONING OF ABRADING SURFACES; FEEDING OF GRINDING, POLISHING, OR LAPPING AGENTS
- B24B23/00—Portable grinding machines, e.g. hand-guided; Accessories therefor
- B24B23/02—Portable grinding machines, e.g. hand-guided; Accessories therefor with rotating grinding tools; Accessories therefor
- B24B23/028—Angle tools
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- Mechanical Engineering (AREA)
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Description
Die Erfindung geht aus von einem drehenden Elektrowerkzeug,
insbesondere Winkelschleifer, der im Oberbegriff
des Anspruchs 1 definierten Gattung.
Bei Winkelschleifern sind die Abtriebswelle des Elektromotors
und die die Schleifscheibe tragende Arbeitswelle
senkrecht zueinander ausgerichtet und stehen über das
als Schaftritzel ausgebildete Koppelglied miteinander
in Eingriff, so daß die Rotationsbewegung der Abtriebswelle
auf die Arbeitswelle übertragen wird. Das Schaftritzel
ist hierzu in der Abtriebswelle eingeschraubt und
kämmt mit einem Zahnkranz in einem auf der Arbeitswelle
drehfest sitzenden Gegenkranz.
Zum Einschrauben des Schaftritzels muß die Abtriebswelle
einen ausreichend großen Durchmesser aufweisen.
Um diesen nicht unnötig groß bemessen zu müssen - was wiederum
Rückwirkungen auf die Lagerung von Abtriebswelle
und Schaftritzel hat - ist man bestrebt, im Einschraubbereich
den Durchmesser des Schaftritzels möglichst
klein zu halten, jedoch einen für die Drehmomentübertragung
ausreichend großen Kernquerschnitt in der
Gewindeverbindung beizubehalten.
Von den üblichen Befestigungsgewinden würde sich hierzu
ein Feingewinde anbieten, das im Vergleich zu einem
Regelgewinde bei gleichem Außendurchmesser einen größeren
Kerndurchmesser aufweist und damit größeren Längskräften
standhält. Die üblichen Befestigungsgewinde
dienen dabei dem Zweck, mit geringem Anzugsdrehmoment
eine hohe Längskraft in der Schraube zu bewirken. Bei
drehenden Elektrowerkzeugen muß die Gewindeverbindung
zwischen Abtriebswelle und Schaftritzel jedoch ein hohes
Anzugsdrehmoment übertragen können. Bei der Verwendung
eines Feingewindes würde die größere Längskraft zwar die
Gewindekopfreibung erhöhen, woraus wiederum ein etwas
größeres Anzugsdrehmoment resultiert, jedoch sinkt wegen
der geringen Steigung des Feingewindes der im Gewinde zu
übertragende Anteil des Drehmomentes, wodurch die Schub-
oder Torsionsspannung zu Lasten der Zugspannung im Kern
der Gewindeverbindung verringert wird. Der Werkstoff wird
damit nicht optimal ausgenutzt. Ein Feingewinde ist daher
trotz des Vorteils eines größeren Kerndurchmessers bei
gleichem Außendurchmesser nicht brauchbar.
Das erfindungsgemäße Elektrowerkzeug mit den kennzeichnenden
Merkmalen des Anspruchs 1 hat den Vorteil, daß
die Gewindeverbindung zwischen Abtriebswelle und Koppelglied
ein hohes Anzugsdrehmoment bei optimal ausgenutztem
Werkstoff überträgt. Optimale Ausnutzung des Werkstoffs
bedeutet, daß die im Kernmaterial der Gewindeverbindung
auftretende Vergleichsspannung σ r , die
sich aus der Schub- oder Torsionsspannung τ und aus
der Zugspannung σ z gemäß
berechnet, wobei a = 1,43 für Stahl zu setzen ist, ein
Minimum annimmt. Da die Schub- bzw. Torsionsspannung τ gemäß
mit a=Steigungswinkel, ρ=Reibwinkel, d₂=Flanken-
oder mittlerer Durchmesser, d₁=Kerndurchmesser, von der
Zugspannung σ z und vom Steigungswinkel α des Gewindes abhängig
ist, läßt durch entsprechende Wahl des Steigungwinkels
α das Verhältnis von Zugspannung σ z und
Torsionsspannung τ hinsichtlich einer Minimierung der
Vergleichsspannung σ z optimieren. Durch die Mehrgängigkeit
des Gewindes kann dabei die Steigung α beliebig eingestellt
werden, ohne daß dies eine Verringerung des Kerndurchmessers
nach sich zieht, wie dies bei Regelgewinden der
Fall ist. Will man das Verhältnis von Kern- zum Außendurchmesser - das
dem günstigen Verhältnis eines Feingewindes
entspricht - konstant halten, so muß mit zunehmender Steigung
α die Gangzahl des Gewindes entsprechend erhöht
werden.
Bei dem erfindungsgemäßen Elektrowerkzeug wird durch
das mehrgängige Gewinde zwischen Abtriebswelle und
Koppelglied eine Gewindeverbindung mit einem eine
geringe Gewindetiefe aufweisenden Feingewindeprofil
aber mit einem gegenüber einem metrischen Feingewinde
wesentlich größeren Steigungswinkel α erzielt. Damit
werden die vorteilhaften Eigenschaften eines Feingewindes
- nämlich dessen größerer Kerndurchmesser im
Verhältnis zum Außendurchmesser - nutzbar gemacht,
ohne dessen für den vorliegenden Anwendungsfall nach
teiligen Eigenschaften - nämlich der kleine Steigungswinkel
α - in Kauf zu nehmen. Durch die Wahl der Gangzahl
läßt sich ein beliebiger Steigungswinel α ohne
Rückwirkung auf den Kerndurchmesser einstellen, der
in Hinblick auf eine Optimierung des Verhältnisses
zwischen Zugspannung σ z und Torsionsspannung τ im
Werkstoff des Kerns des Gewindes im Koppelglied und
der Abtriebswelle zu wählen ist.
Mehrgängige Schraubengewinde wurden bislang nur bei
Bewegungsgewinden verwendet, die zur Umsetzung von
Dreh- in Längsbewegung und umgekehrt dienen, z. B. bei
Antriebsspindeln. Bei diesen Bewegungsgewinden bewirkt
die mit der Mehrgängigkeit erzielte Erhöhung des Stei
gungswinkels eine Verbesserung des Wirkungsgrades.
Die Erfindung ist anhand eines in der Zeichnung dargestellten
Ausführungsbeispiels in der nachfolgenden Beschreibung
näher erläutert. Es zeigt
Fig. 1 ausschnittweise einen Längsschnitt eines
Winkelschleifers,
Fig. 2 eine vergrößerte perspektivische Darstellung
des Abschnittes A in Fig. 1.
Der in Fig. 1 als Beispiel eines drehenden Elektrowerkzeuges
im Längsschnitt und nur ausschnittweise dargestellte
Winkelschleifer enthält in einem Kunststoffgehäuse
10 einen Elektromotor 11, dessen Stator mit 12,
dessen Rotor mit 13 und dessen mit dem Rotor 13 starr
verbundene Abtriebswelle mit 14 bezeichnet ist. Senkrecht
zur Abtriebswelle 14 ist im Gehäuse 10 eine Arbeitswelle
15 gelagert, auf welcher das Schleifblatt befestigt
wird. Auf der Arbeitswelle 15 sitzt drehfest ein Zahnrad
16, das mit einem Schaftritzel 17 kämmt. Das Schaftritzel
17 ist drehfest mit der Abtriebswelle 14 des Elektromotors
11 verbunden, wozu eine axiale Sackbohrung 18 in
der Abtriebswelle 14 ein Innengewinde 19 trägt, in welches
das Schaftritzel 17 mit einem auf einem Längsabschnitt
angeordneten Außengewinde 20 eingeschraubt ist.
Die aus Außen- und Innengewinde 19, 20 bestehende Gewinde
verbindung ist als mehrgängiges Gewinde mit einem bei
metrischen Feingewinden zu findenden Dreiecksprofil aus
geführt.
In Fig. 2 ist das Außengewinde 20 des Schaftritzels 17
im Bereich des Ausschnittes A perspektivisch dargestellt.
Das Außengewinde 20 ist hier als viergängiges Gewinde
ausgeführt, wobei zur vereinfachten Darstellung ein
Rechteckprofil des Gewindes angenommen worden ist. Vor
zugsweise wird aber ein Dreiecksprofil verwendet, wie
es im Querschnitt in Fig. 2 links zu sehen ist. Die
Gangzahl des Außengewindes 20 ist von dem gewünschten
Steigungswinkel α abhängig, der wiederum in Hinblick auf
eine Optimierung des Verhältnises zwischen Zugspannung σ z
und Schub- bzw. Torsionsspannung τ im Kernquerschnitt
des Schaftritzels 17 gewählt wird. Im einzelnen ist
dies eingangs unter Abschnitt "Vorteile der Erfindung"
dargelegt. Im allgemeinen wird zur Erzielung eines
großen Kerndurchmessers bei von dem Durchmesser der
Abtriebswelle 14 vorgegebenem Außendurchmesser des
Außengewindes 20 des Schaftritzels 17 bei Übertragung
eines hohen Anzugsdrehmomentes und einer optimierten
Materialausnutzung ein zweigängiges Gewinde genügen.
In speziellen Fällen kann durch Erhöhung der Gangzahl
jedoch jeder Steigungswinkel a eingestellt und damit
eine sehr genaue Optimierung in Hinblick auf ein Minimum
der Vergleichsspannung σ r im Material des Schaft
ritzels 17 ereicht werden. Die Erhöhung der Gangzahl
findet nur dort eine Grenze, wo das Gewinde die Selbsthemmung
verliert.
In Fig. 2 ist lediglich das Außengewinde 20 des Schaftritzels
17 dargestellt. Es versteht sich von selbst, daß
das Innengewinde 19 der Sackbohrung 18 in der Abtriebs
welle 14 in gleicher Weise auszubilden ist.
Claims (2)
1.Drehendes Elektrowerkzeug, insbesondere Winkelschleifer,
mit einem eine Abtriebswelle aufweisenden
Elektromotor und mit einem die Rotationsbewegung
der Abtriebswelle auf eine Arbeitswelle übertragenden
Koppelglied, insbesondere Schaftritzel,
das mittels eines Außengewindes in eine mit einem
entsprechenden Innengewinde versehene axiale Sackbohrung
in der Abtriebswelle eingeschraubt ist,
dadurch gekennzeichnet, daß
Außen- und Innengewinde (19, 20) als mehrgängiges
Gewinde ausgebildet sind.
2.Elektrowerkzeug nach Anspruch 1, dadurch
gekennzeichnet, daß das mehrgängige
Gewinde (19, 20) Dreiecksprofil aufweist.
Priority Applications (3)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE19863643066 DE3643066A1 (de) | 1986-12-17 | 1986-12-17 | Drehendes elektrowerkzeug, insbesondere winkelschleifer |
DE8787117079T DE3777975D1 (de) | 1986-12-17 | 1987-11-19 | Drehendes elektrowerkzeug, insbesondere winkelschleifer. |
EP87117079A EP0271734B1 (de) | 1986-12-17 | 1987-11-19 | Drehendes Elektrowerkzeug, insbesondere Winkelschleifer |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE19863643066 DE3643066A1 (de) | 1986-12-17 | 1986-12-17 | Drehendes elektrowerkzeug, insbesondere winkelschleifer |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE3643066A1 true DE3643066A1 (de) | 1988-06-30 |
Family
ID=6316386
Family Applications (2)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DE19863643066 Withdrawn DE3643066A1 (de) | 1986-12-17 | 1986-12-17 | Drehendes elektrowerkzeug, insbesondere winkelschleifer |
DE8787117079T Expired - Lifetime DE3777975D1 (de) | 1986-12-17 | 1987-11-19 | Drehendes elektrowerkzeug, insbesondere winkelschleifer. |
Family Applications After (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DE8787117079T Expired - Lifetime DE3777975D1 (de) | 1986-12-17 | 1987-11-19 | Drehendes elektrowerkzeug, insbesondere winkelschleifer. |
Country Status (2)
Country | Link |
---|---|
EP (1) | EP0271734B1 (de) |
DE (2) | DE3643066A1 (de) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US6241027B1 (en) | 1998-07-21 | 2001-06-05 | Black & Decker Inc. | Hand operated electric tool, especially a jigsaw |
Family Cites Families (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US3623281A (en) * | 1969-06-16 | 1971-11-30 | Robert H Moffat | Mounting fixture |
DE2007849C3 (de) * | 1970-02-20 | 1975-07-03 | Robert Bosch Gmbh, 7000 Stuttgart | Vorrichtung zum kraftschlüssigen Befestigen eines Zahnrades auf einer keillosen Welle |
-
1986
- 1986-12-17 DE DE19863643066 patent/DE3643066A1/de not_active Withdrawn
-
1987
- 1987-11-19 DE DE8787117079T patent/DE3777975D1/de not_active Expired - Lifetime
- 1987-11-19 EP EP87117079A patent/EP0271734B1/de not_active Expired - Lifetime
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US6241027B1 (en) | 1998-07-21 | 2001-06-05 | Black & Decker Inc. | Hand operated electric tool, especially a jigsaw |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
DE3777975D1 (de) | 1992-05-07 |
EP0271734A2 (de) | 1988-06-22 |
EP0271734B1 (de) | 1992-04-01 |
EP0271734A3 (en) | 1990-01-31 |
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Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
8141 | Disposal/no request for examination |