DE4029744A1

DE4029744A1 - Quick-release clamping ring for grinding wheels - has split nut allowing release of clamping force by moving two halves apart

Info

Publication number: DE4029744A1
Application number: DE19904029744
Authority: DE
Inventors: Bernd Bindig; Karl Diez; Norbert Schur
Original assignee: Metabowerke GmbH and Co
Current assignee: Metabowerke GmbH and Co
Priority date: 1990-09-20
Filing date: 1990-09-20
Publication date: 1992-03-26

Abstract

The grinding wheel (3) is clamped between a collar (2) screwed onto the spindle nose (1) and a nut (6) on the outer side of the wheel. Between the nut and wheel is a bearing ring (10) with balls (12) recessed in the ring face to reduce friction. A cup-shaped cover (8) has pins (9) which engage elongated holes in the nut. The nut is split diametrically into two halves. The wheel is clamped by turning the cover (6) clockwise by hand. When the wheel is to be changed the cover is turned anti-clockwise. Because the sides of the holes are inclined to the circumferential direction the two halves of the nut open slightly releasing the clamping force and facilitating easy removal of the grinding wheel. USE/ADVANTAGE - Simple, robust and easy to use. Requires no additional hand tool.

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Spannvorrichtung der im Gattungsbegriff des Patentanspruchs 1 näher bezeichneten Art.The invention relates to a clamping device in the Generic term of claim 1 designated in more detail Art.

Eine solche Spannvorrichtung ist in der DE 37 05 638 C1 be schrieben, mit der ein Lösen der Spannmutter ohne Zuhilfe nahme eines besonderen Werkzeuges von Hand möglich ist. Allerdings ist der Aufbau der bekannten Spannvorrichtung kompliziert, denn dort ist die einstückige Spannmutter auf das Zusammenwirken mit einer Spannscheibe angewiesen, wobei zwischen der Spannmutter und der Spannscheibe in radialer Richtung beaufschlagbare Stützkörper vorgesehen sind, die sich an Keilflächen der Spannmutter und der Spannscheibe abstützen. Bei dieser bekannten Spannvorrichtung wird die radiale Beweglichkeit der Stützkörper in eine Axialver schiebung der Spannscheibe relativ zur Spannmutter umge setzt. Für das Lösen der Spannvorrichtung werden die Stützkörper in radialer Richtung etwas freigegeben, damit sich der axiale Abstand zwischen der Spannmutter und der Spannscheibe entsprechend verringern kann. Hierdurch wird die Reibkraft zwischen dem Werkzeug und der Spannscheibe, die am Werkzeug im Spannzustand anliegt, soweit abgebaut, bis die gesamte Spannvorrichtung durch Drehen der Spann mutter auf dem Gewindeansatz der Antriebsspindel von Hand abgenommen werden kann. Die Keilflächen an den Stützkörpern der Spannmutter und der Spannscheibe müssen einen erheb lichen Keilwinkel haben, um eine Selbsthemmung zu verhin dern, das aber bedingt hohe Stellkräfte und eine An fälligkeit gegen Verschmutzungen.Such a tensioning device is in DE 37 05 638 C1 wrote, with a loosening of the clamping nut without help a special tool by hand is possible. However, the structure of the known tensioning device complicated, because there is the one-piece clamping nut on instructing the interaction with a tension disc, whereby between the clamping nut and the clamping washer in radial Supportable support bodies are provided which on the wedge surfaces of the clamping nut and the clamping washer support. In this known tensioning device radial mobility of the support body in an axial ver shift of the clamping washer relative to the clamping nut puts. For releasing the clamping device, the Support body released somewhat in the radial direction, so the axial distance between the clamping nut and the Can reduce the tension plate accordingly. This will the frictional force between the tool and the spring washer, which is in contact with the tool in the clamping state, if dismantled, until the entire jig by turning the jig the nut on the threaded shoulder of the drive spindle by hand can be removed. The wedge surfaces on the support bodies the clamping nut and the clamping washer must be raised wedge angle to prevent self-locking change, but that requires high actuating forces and an on due to pollution.

Der Erfindung liegt nun die Aufgabe zugrunde, eine Spannvor richtung der gattungsbildenden Art zu schaffen, die einfach aufgebaut, unempfindlich und leicht zu bedienen ist.The invention is based on the object, a Spannvor direction of the generic type to create the simple built, insensitive and easy to use.

Diese Aufgabe wird bei einer Spannvorrichtung der gattungs gemäßen Art nach der Erfindung durch die kennzeichnenden Merkmale des Patentanspruchs 1 gelöst.This task is the generic type in a clamping device in accordance with the invention by the characterizing Features of claim 1 solved.

Der besondere Vorteil einer erfindungsgemäßen Spannvorrich tung liegt darin, daß die für das Lösen der Spannmutter er forderliche axiale Verschiebung über die ohnehin vorhandene Flankenneigung der Gewinde des Gewindeansatzes der Spindel und der Spannmutter bewirkt wird, wobei es insbesondere da rauf ankommt, daß aus der zusammengedrückten Lage der Ringsegmente im Spannzustand durch das Auseinanderrücken in radialer Richtung senkrecht zur Teilungsdiametralen auch ei ne axiale Wegkomponente vom Werkzeug weg zur Verfügung steht, deren verhältnismäßig geringe Länge bei der Steifig keit der vorhandenen Materialien bereits ausreicht, um die hohen Reibkräfte abzubauen, die im Spannzustand ein Lösen der Spannvorrichtung verhindern. Es bedarf also keiner zusätzlichen Keilflächen sowie keiner separaten Spreiz glieder, um das axiale Nachgeben der Spannmutter beim Lösevorgang zu ermöglichen.The particular advantage of a tensioning device according to the invention tion is that he for loosening the clamping nut required axial displacement over the already existing Flank inclination of the thread of the threaded shoulder of the spindle and the clamping nut is effected, it being there in particular arrives that from the compressed position of the Ring segments in the tensioned state by moving them apart in radial direction perpendicular to the pitch diametrals also egg ne axial path component away from the tool stands, the relatively short length of the stiff existing materials are already sufficient to meet the requirements reduce high frictional forces, which is a loosening in the tensioned state prevent the tensioning device. So no one is needed additional wedge surfaces and no separate spread limbs to ensure the axial yielding of the clamping nut at Allow release process.

Die radiale Beaufschlagung der Ringsegmente der Spannmutter senkrecht zur diametralen Teilungsebene ist mit einfachen Mitteln möglich. Dazu haben vorteilhaft die Ringsegmente der Spannmutter für den Eingriff der Mitnehmer des Drehringes Aussparungen, die etwa parallel zur Umfangsrichtung länglich sind und eine in der Spanndrehrichtung radial ansteigende Kontur haben. Dafür können entsprechend gestaltete Lang löcher in den Ringsegmenten vorgesehen werden, in denen im Durchmesser angepaßte Stifte als Mitnehmer des Drehringes parallel zur Umfangsrichtung verschieblich sind. Wird im Spannzustand der Drehring mit seinen Mitnehmern entgegen dem radialen Anstieg der kurvenartigen Kontur der Aussparungen der Ringsegmente bewegt, dann können die Ringsegmente in radialer Richtung, also vom Außengewinde des Gewindeansatzes der Antriebsspindel weg, ausweichen, wobei zugleich aufgrund der Neigung der Gewindeflanken auch ein axiales Nachgeben in der Richtung vom Werkzeug weg erfolgt.The radial action on the ring segments of the clamping nut perpendicular to the diametrical division plane is simple Funds possible. The ring segments of the Clamping nut for the engagement of the drivers of the rotating ring Recesses that are approximately parallel to the circumferential direction are and a radial increase in the direction of rotation Have a contour. For this, appropriately designed Lang holes are provided in the ring segments in which Pins adapted to the diameter as drivers of the rotating ring are displaceable parallel to the circumferential direction. Will in Clamping condition of the rotating ring with its drivers against radial increase in the curve-like contour of the recesses of the ring segments moves, then the ring segments in radial direction, i.e. from the external thread of the threaded attachment the drive spindle away, dodging, at the same time due the inclination of the thread flanks also gives in axially the direction away from the tool.

Grundsätzlich kann die Spannmutter mit ihren beiden Ringseg menten das Werkzeug unmittelbar beaufschlagen. Um die Leichtgängigkeit beim Lösen zu fördern, ist es vorteilhaft, zwischen den Ringsegmenten und dem Werkzeug eine Spannschei be vorzusehen, die über den Drehring zum Werkzeug hin vor stehen muß. Die Spannscheibe stabilisiert die Ringsegmente der Spannmutter in einer Ebene senkrecht zur Gewindeachse, so daß im Spannzustand die Ringsegmente der Spannmutter und die Spannscheibe in radialen Ebenen nebeneinander liegen. Damit die Ringsegmente über den Drehring und seine Mitnehmer leicht beim Lösevorgang gelockert werden können, ist es vor teilhaft, zwischen der Spannscheibe und den Ringsegmenten Wälzkörper als Axiallager vorzusehen. Basically, the clamping nut with its two ring segments the tool immediately. To the To promote smoothness when loosening, it is advantageous a chuck between the ring segments and the tool be provided that the rotating ring towards the tool must stand. The tension disc stabilizes the ring segments the clamping nut in a plane perpendicular to the thread axis, so that the ring segments of the clamping nut and the spring washer lie side by side in radial planes. So that the ring segments over the rotating ring and its drivers it can be easily loosened during the loosening process partial, between the tension disc and the ring segments Rolling elements to be provided as axial bearings.

Darüberhinaus ergeben sich noch weitere vorteilhafte Ausge staltungsmerkmale der Erfindung aus den Unteransprüchen.In addition, there are further advantageous features design features of the invention from the dependent claims.

Die Erfindung wird nachfolgend anhand der Zeichnung an einem Ausführungsbeispiel noch näher erläutert. Dabei zeigen:The invention is based on the drawing of a Embodiment explained in more detail. Show:

Fig. 1 einen Längsschnitt gemäß der Schnittlinie in Fig. 2 durch die Werkzeugaufnahme eines Winkel schleifers mit einer Spannvorrichtung für das scheibenförmige Werkzeug, Fig. 1 shows a longitudinal section according to the section line in Fig. 2 by the chuck of an angle grinder, with a clamping device for the disc-shaped tool

Fig. 2 einen Querschnitt gemäß der Schnittlinie in Fig. 1 durch die Spannvorrichtung in Höhe der Außen seite der Spannmutter und Fig. 2 shows a cross section along the section line in Fig. 1 by the clamping device at the level of the outer side of the clamping nut and

Fig. 3 eine geschnittene Teilansicht des Gewindes der Spannmutter der Spannvorrichtung und des Gewin deansatzes der maschinenseitigen Antriebsspin del. Fig. 3 is a partial sectional view of the thread of the clamping nut of the clamping device and the thread of the machine-side drive spindle del.

Im einzelnen zeigt Fig. 1 das abtriebsseitige Ende einer An triebsspindel eines Winkelschleifers, auf das zumindest in axialer Richtung fest ein innerer Flansch 2 als Widerlager für ein scheibenförmiges Werkzeug 3, wie eine Schleifschei be, aufgesetzt ist. Gegen den Flansch 2 wird das scheiben förmige Werkzeug 3 mittels einer Spannvorrichtung 5 ver spannt, die auf einen durch das Werkzeug 3 hindurchtretenden Gewindeansatz 4 der Antriebsspindel 1 aufgeschraubt wird.In detail, Fig. 1 shows the output end of a drive spindle of an angle grinder, on which at least in the axial direction an inner flange 2 as an abutment for a disk-shaped tool 3 , such as a grinding wheel, is placed. Against the flange 2, the discs shaped tool 3 is ver-tensioned by means of a clamping device 5, which is screwed onto a passing through the tool 3 threaded projection 4 of the drive spindle. 1

Dazu weist die Spannvorrichtung 5 eine Spannmutter 6 auf, die in einem gehäuseartig gestalteten Drehring 7 angeordnet ist, der mit einer äußeren Stirnwand 8 die vom Werkzeug 3 abgelegenen Seite der Spannmutter 6 überdeckt. In die im we sentlichen parallel zur Spannmutter 6 liegende äußere Stirn wand 8 des Drehringes 7 sind Mitnehmer 9 in Gestalt achspa rallel vorstehender Stifte fest eingesetzt, die in Ausspa rungen 15 (Fig. 2) der Spannmutter 6 eingreifen, worauf wei ter unten noch näher eingegangen werden wird.For this purpose, the clamping device 5 has a clamping nut 6 , which is arranged in a housing-shaped rotating ring 7 , which covers the side of the clamping nut 6 remote from the tool 3 with an outer end wall 8 . In the essential we lying parallel to the clamping nut 6 outer end wall 8 of the rotating ring 7 are driver 9 in the form of axially parallel pins protruding, which engage in recesses 15 ( Fig. 2) of the clamping nut 6 , what we ter below even closer will be received.

In axialer Richtung zu dem zu spannenden Werkzeug 3 hin grenzt an die Spannmutter 6 eine Spannscheibe 10 an, die in dem gehäuseartigen Drehring 7 mittels eines Sicherungsringes 11 gegen Herausfallen gesichert ist, zur Beaufschlagung des Werkzeugs 3 jedoch zumindest mit einer stirnseitigen Ring fläche über den Drehring 7 übersteht. Damit die Spannmutter 6 auch noch im Spannzustand leicht gegenüber der Spannschei be 10, die unter Aufbaus einer erheblichen Reibkraft am Werkzeug 3 anliegt, gedreht werden kann, sind zwischen der Spannmutter 6 und der Spannscheibe 10 Wälzkörper 12 als Axiallager angeordnet.In the axial direction to be clamped tool 3 toward adjacent to the tightening nut 6, a tensioning pulley 10, which is secured in the housing-like rotary ring 7 by means of a circlip 11 against falling out, for acting on the tool 3 or at least with a front annular face on the rotary ring 7 survives. So that the clamping nut 6 can be easily rotated even in the clamping state with respect to the clamping washer 10 , which rests on the tool 3 while building up a considerable frictional force, 10 rolling elements 12 are arranged as axial bearings between the clamping nut 6 and the clamping washer.

Der Fig. 2 entnimmt man, daß die Spannmutter 6 in diame traler Richtung in zwei spiegelbildlich zueinander liegende Ringsegmente 13 unterteilt ist, die im Spannzustand in der von der Diametralen 14 in Achsrichtung aufgespannten Ebene aneinanderliegen. Über ein Verdrehen des von außen zugäng lichen Drehringes 7 können die beiden Ringsegmente 13 von einander senkrecht zur Diametralen 14 abgerückt werden, was eine Verdrehung voraussetzt, wodurch eine axiale Verschiebung der Ringsegmente 13 möglich wird, um im Spann zustand die Spannkräfte abzubauen. Die Aussparungen 15 der Ringsegmente 13 für den Eingriff der Mitnehmer 9 des Dreh ringes 7 haben die Gestalt von Langlöchern, die in ihrer Längsrichtung bogenförmig gekrümmt sind. Die bogenförmige Krümmung ist nicht konzentrisch zur Gewindeachse, vielmehr haben die Aussparungen 15 an beiden Lochrändern eine Kontur 16, die in der Spanndrehrichtung der Spannmutter 6 radial ansteigt, also in dieser Richtung einen zunehmenden Abstand von der Gewindeachse hat. Wird der Drehring 7 in Spannrich tung gedreht, bewegen sich in den Aussparungen 15 die Mit nehmer 9 in Richtung des radialen Anstiegs und üben dabei nicht nur eine Drehkraft auf die gesamte Spannmutter 6 son dern auch eine Druckkraft auf die beiden Ringsegmente 13 der Spannmutter 6 in Richtung gegeneinander aus. In umgekehrter Drehrichtung des Drehringes 7, in der beim Lösen der Spann vorrichtung 5 gedreht wird, nehmen die Mitnehmer 9 des Dreh ringes 7 die Ringsegmente 13 zunächst in radialer Richtung mit, womit sie voneinander etwas abrücken, was zugleich eine axiale Verschiebung der gesamten Spannmutter 6 zum Abbau der Spannkräfte ermöglicht. Darauf wird nachstehend noch anhand von Fig. 3 eingegangen. Die Drehrichtungen des Drehringes 7 für das Lösen und das Spannen sind in Fig. 2 durch eine Pfeildarstellung parallel zur Umfangsrichtung angegeben.One takes the Fig. 2 that the clamping nut is divided into Diame tral direction into two mirror-images of each other disposed ring segments 13 6, which rest against one another in clamping state in the plane spanned by the diametrical plane 14 in the axial direction. By rotating the externally accessible union ring 7 , the two ring segments 13 can be moved from each other perpendicular to the diametral 14 , which presupposes a rotation, whereby an axial displacement of the ring segments 13 is possible to reduce the clamping forces in the clamping state. The recesses 15 of the ring segments 13 for the engagement of the driver 9 of the rotary ring 7 have the shape of elongated holes which are curved in an arcuate manner in their longitudinal direction. The arcuate curvature is not concentric to the thread axis, rather the recesses 15 have a contour 16 on both hole edges, which increases radially in the clamping direction of rotation of the clamping nut 6 , that is to say it has an increasing distance from the thread axis in this direction. If the rotating ring 7 is rotated in the direction of tensioning, the drivers 9 move in the recesses 15 in the direction of the radial increase and not only exert a torque on the entire tensioning nut 6 but also a compressive force on the two ring segments 13 of the tensioning nut 6 in Towards each other. In the opposite direction of rotation of the rotating ring 7 , in which the device 5 is rotated when the clamping device is released, the drivers 9 of the rotating ring 7 initially take the ring segments 13 in the radial direction, thus moving them slightly apart, which at the same time results in an axial displacement of the entire clamping nut 6 to reduce the clamping forces. This will be discussed below with reference to FIG. 3. The directions of rotation of the rotating ring 7 for loosening and tensioning are indicated in FIG. 2 by an arrow representation parallel to the circumferential direction.

Die beiden Ringsegmente 13 der Spannmutter 6 haben Innen gewindeabschnitte 17, die jeweils an beiden Seiten nicht ganz bis an die Teilungsebene der Spannmutter 6 heranrei chen. Dadurch wird die "axiale Atmungsfähigkeit" der Spann mutter 6 beim Lösevorgang unter Vermeidung von Spannungs spitzen noch begünstigt.The two ring segments 13 of the clamping nut 6 have internally threaded sections 17 , each of which is not quite up to the division plane of the clamping nut 6 on both sides. As a result, the "axial breathability" of the clamping nut 6 is still favored during the release process while avoiding voltage peaks.

Die Ringsegmente 13 der Spannmutter 6 haben entlang ihres Außenumfanges jeweils eine Ausnehmung 18, die eine Feder 20 aufnimmt, welche sich einerseits an einer der beiden Flanken der Ausnehmung 18, also an dem Ringsegment 13, und anderer seits an einem Dorn 19 abstützt, der am Drehring 7 bzw. an seiner äußeren Stirnwand 8 jeweils sitzt. Dadurch wird für den Spannvorgang ein Spiel des Drehringes 7 vermieden, der durch die beiden Federn 20 relativ zur Spannmutter 6 in der Spanndrehrichtung vorgespannt wird, um die beiden Ringseg mente 13 der Spannmutter 6 zusammenzuhalten. Die zusätzliche Überwindung der Kraft der Federn 20 beim Lösevorgang ist un problematisch.The ring segments 13 of the clamping nut 6 each have a recess 18 along their outer circumference, which receives a spring 20 which is supported on one side on one of the two flanks of the recess 18 , i.e. on the ring segment 13 , and on the other hand on a mandrel 19 which is on the Rotating ring 7 or on its outer end wall 8 each sits. Characterized a game of the rotating ring 7 is avoided for the clamping process, which is biased by the two springs 20 relative to the clamping nut 6 in the clamping direction of rotation to hold the two Ringseg elements 13 of the clamping nut 6 together. The additional overcoming of the force of the springs 20 during the release process is unproblematic.

Fig. 3 veranschaulicht schließlich, daß die Flanken der Gewindegänge des Innengewindes der Spannmutter 6 und des Außengewindes des Gewindeansatzes 4 der Antriebsspindel 1 gegenüber der Gewindeachse um den Winkel geneigt sind; es handelt sich um einen spitzen Winkel, wie er bei den sogenannten Spitzgewinden üblich ist. Wenn es der Spannmutter 6 bzw. ihren Ringsegmenten 13 möglich ist, in radialer Richtung auszuweichen, ergibt sich damit zugleich ein Spiel in axialer Richtung, was durch die überdimensional dargestellten Pfeile angedeutet ist. Dadurch ist bei einem radialen Ausweichen der Ringsegmente 13 zugleich eine solche Axialverschiebung gegeben, die bei der hohen Steifigkeit der für die gesamte Vorrichtung verwendeten Metallmaterialien ohne merkliche elastische Verformung für einen Abbau der Reibkräfte im Spannzustand sorgt. Fig. 3 finally illustrates that the flanks of the threads of the internal thread of the clamping nut 6 and the external thread of the threaded attachment 4 of the drive spindle 1 are inclined by the angle with respect to the threaded axis; it is an acute angle, as is common with the so-called pointed threads. If the clamping nut 6 or its ring segments 13 are able to dodge in the radial direction, this also results in play in the axial direction, which is indicated by the oversized arrows. As a result, in the event of radial deflection of the ring segments 13, there is at the same time such an axial displacement which, given the high rigidity of the metal materials used for the entire device, ensures a reduction in the frictional forces in the tensioned state without any noticeable elastic deformation.

Claims

1.Device for axially clamping a disk-shaped tool against an abutment on a work spindle, such as a grinding wheel against an inner flange on the drive spindle of an angle grinder, with an end-side threaded attachment of the drive spindle and with a clamping nut which can be screwed thereon, the flanks of the thread of the threaded attachment and the clamping nut is inclined relative to the threaded axis, characterized in that the clamping nut ( 6 ) is divided diametrically into ring segments ( 13 ) which are arranged relative to one another at least with one directional component perpendicular to the pitch diametrically movable in a housing-like rotating ring ( 7 ), and in that the rotary ring (7) engaging on the ring segments (13), this during clamping compressive and wegrückende from one another when releasing catch (9) are arranged.

2. Device according to claim 1, characterized in that the ring segments ( 13 ) of the clamping nut ( 6 ) for the engagement of the driver ( 9 ) of the rotary ring ( 7 ) Ausspa ments ( 15 ) which are approximately parallel to the circumferential direction and an elongated have a radially increasing contour ( 16 ) in the clamping direction of rotation.

3. Apparatus according to claim 2, characterized in that the recesses ( 15 ) of the ring segments ( 13 ) of the clamping nut ( 6 ) elongated holes and the driver ( 9 ) of the rotary ring ( 7 ) therein pins engaging axially parallel.

4. The device according to claim 1, characterized in that the rotary ring ( 7 ) has a clamping nut ( 6 ) on its remote from the tool axially outwardly supporting end wall ( 8 ).

5. Apparatus according to claim 3 and 4, characterized in that in the end wall ( 8 ) of the rotary ring ( 7 ), the drivers ( 9 ) are firmly inserted.

6. The device according to claim 1, characterized in that the ring segments ( 13 ) of the clamping nut ( 6 ) have internal thread sections ( 17 ) which end on both sides at a distance from the relevant end of the ring segment ( 13 ) for pitch diametrals ( 14 ).

7. The device according to claim 1, characterized in that in the rotating ring ( 7 ) an axially displaceable, axially secured to the tool side axially secured clamping disc ( 10 ) is arranged, which is partially applied to the tool ( 3 ) axially via the rotating ring ( 7 ) withstands and with its inside on the ring segments ( 13 ) of the clamping nut ( 6 ) at least in the clamping state.

8. The device according to claim 7, characterized in that between the clamping disc ( 10 ) and the ring segments ( 13 ) of the clamping nut ( 6 ) rolling elements are arranged as axial bearings.

9. Device according to one of claims 2-8, characterized in that between the ring segments ( 13 ) of the clamping nut ( 6 ) and the rotary ring ( 7 ) these are arranged in the clamping direction of impacting springs ( 20 ).