DE4233727A1

DE4233727A1 - Exzentertellerschleifer

Info

Publication number: DE4233727A1
Application number: DE4233727A
Authority: DE
Inventors: Guenther Berger; Stefan Heess; Mario Dipl Ing Frank
Original assignee: Robert Bosch GmbH
Current assignee: Robert Bosch GmbH
Priority date: 1992-10-07
Filing date: 1992-10-07
Publication date: 1994-04-14
Also published as: US5425666A; EP0591875B1; EP0591875A1; DE59306919D1

Description

Stand der Technik

Die Erfindung geht aus von einem Exzentertellerschleifer nach der Gattung des Anspruchs 1.

Durch die DE-OS 36 25 655 ist ein gattungsgemäßer Exzenterteller schleifer bekannt. Dessen Schleifteller wird von einem Motor ange trieben. Die Drehung des Motors wird über ein Winkelgetriebe auf eine einen exzentrischen Zapfen tragende Welle in die Arbeitsbewe gung umgewandelt, die sich aus einer Drehbewegung und einer kreisen den Bewegung des Schleiftellers zusammensetzt. Die zweifach gelager te Welle trägt an ihrem freien Ende drehbar einen Exzenterzapfen. Dieser ist mit einer Exzentrizität "e" zur Welle drehbar an dieser in zwei Wälzlagern angeordnet. Der Exzenterzapfen ist drehfest mit dem Schleifteller gekoppelt und kreist mit diesem gemeinsam mit der Exzentrizität "e" um die Achse der Welle und rotiert dabei infolge der Lagerreibung mit der Welle.

Die Lager zwischen Exzenterwelle und Welle sind hoher, ungleichför miger Belastung ausgesetzt. Dies führt zu starker Wärmeentwicklung und Verschleiß, wenn nicht außergewöhnlich intensive Wärmeabfuhr be trieben wird, beispielsweise mittels Kühlventilator.

Die Kühlung der Lager in abrasivmittelhaltiger Luft, typisch für Schleifmaschinen, erfordert besonders aufwendige Abdichtungen der La ger, die für Kugellager einfacher als für Rollenlager aufgebaut sind.

Wegen der erforderlichen guten Wärmeableitung müssen hier Metallventi latoren verwendet werden, die schwerer als Kunststoffventilatoren sind und stärkere Lager als diese erfordern.

Obwohl schon vereinzelt die Abtriebswellen schwingungstechnisch einfa cher Handwerkzeugmaschinen mit geringer Abrasivstaubbelastung, bei spielsweise Bohrmaschinen und Stichsägen, in Radial-Axial-Lagerpaaren gelagert werden - wobei die Radiallager auf der dem Werkzeug zuge wandten Seite angeordnet sind - , war diese Lösung nicht auf Exzenter tellerschleifer übertragbar. Die Lagerberechnungen für Exzenterteller schleifer ergaben aufgrund der komplizierten Bewegungsüberlagerungen und der Unwucht nur grobe Näherungslösungen. Die tatsächlichen Lager kräfte konnten nur durch hohen versuchstechnischen Aufwand genau er mittelt werden. Nur das erlaubte schließlich die erfindungsgemäße La geranordnung.

Aufgrund der übervorsichtigen Lagerberechnungen wurden bisher meist überdimensionierte Axial-Radial-Kugellager verwendet, obwohl Rollen- bzw. Nadellager bekanntermaßen deutlich preisgünstiger sind als Kugel lager. Dies verteuerte die bekannten Geräte unnötig.

Vorteile der Erfindung

Der erfindungsgemäße Exzentertellerschleifer mit den kennzeichnenden Merkmalen des Anspruchs 1 hat demgegenüber den Vorteil deutlich gerin gerer Wärmeentwicklung, infolgedessen geringeren Verschleißes, gerin geren Gewichtes und Vibrationen und geringerer Herstellungskosten, weil die axialen und die radialen Kräfte getrennt und durch zwei un terschiedliche Lager aufgenommen werden.

Weitere, vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus den dem Anspruch 1 folgenden Ansprüchen.

Zeichnung

Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in der nachfolgenden Beschrei bung anhand der zugehörigen Zeichnung näher erläutert.

Es zeigen

Fig. 1 eine Schnittdarstellung eines erfindungsgemäßen Ex zentertellerschleifers, Fig. 2 ein weiteres Ausführungsbeispiel ei nes Exzentertellerschleifers und Fig. 3 ein weiter ausgestaltetes Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 2.

Beschreibung des Ausführungsbeispiels

Der in Fig. 1 dargestellte Exzentertellerschleifer 1 hat ein Motorge häuse 2, an dem ein elektrisches Anschlußkabel 3 und ein Ein- und Aus schalter 4 angeordnet sind. Am Motorgehäuse 2 ist ein Winkeltriebge häuse 5 angeflanscht, das einen mit einem Schleifteller 6 wirkverbun denen Winkeltrieb 7 enthält. Der Winkeltrieb 7 besteht aus einem klei nen Kegelrad 8, das auf einer nichtdargestellten Motorwelle sitzt und die Motorbewegung auf ein großes Kegelrad 9 überträgt. Das Kegelrad 9 umgreift konzentrisch, drehfest eine um eine Drehachse 10 drehbare Welle 11. Die Welle 11 ist im Winkeltriebgehäuse 5 in einem schleif tellerzugewandten und einem schleiftellerabgewandten Bereich in Lagern 12, 13 gelagert.

An ihrem unteren freien Ende trägt die Welle 11 einen Ventilator 14. Der Ventilator 14 dient der Staubabsaugung und der Lager-Kühlung und zugleich als Massenausgleich. Er besteht aus leichtem Werkstoff, ins besondere aus Kunststoff mit geringer Wärmeleitfähigkeit. Der Ventila tor 14 hat auf der der Welle 11 abgewandten Seite eine zur Drehachse 10 exzentrische Bohrung 15. In der Bohrung 15 sitzt ein Exzenterzapfen 16 mit einer Achse 17. Die Achse 17 verläuft zur Drehachse 10 parallel beabstandet mit der Exzentrizität "e". Der Exzenterzapfen 16 ist kon zentrisch zur Achse 17 in einem oberen, axialen, als Kugellager ausge stalteten Festlager 18 und in einem unteren, nur radiale Kräfte auf nehmenden Nadellager 19 geführt.

Am Exzenterzapfen 16 ist über einen Bolzen 20 der Schleifteller 6 an geschraubt. Der Schleifteller 6 ist mit regelmäßig über seine Flächen verteilten Ausnehmungen 22 versehen, durch die Schleifstaub vom Werk stück über einen Rohrstutzen 21 mittels des Ventilators 14 oder eines nichtdargestellten externen Gebläses abgesaugt werden kann.

Die Lager 12, 18 haben einen Innenringdurchmesser von mindestens 5 mm, einen Außenringdurchmesser von mindestens 15 mm sowie eine Lagerbreite von mindestens 5 mm. Die Lager 13, 19 haben einen Innenhülsen-Innen durchmesser von mindestens 6 mm, einen Außenhülsen-Außendurchmesser von mindestens 10 mm sowie eine Lagerbreite von mindestens 6 mm. Der axiale Abstand der Lager 12, 13 zueinander beträgt 10 bis 30 mm, der axiale Abstand der Lager 18, 19 beträgt 5 bis 20 mm. Diese Maßbe reiche ergaben sich aus Versuchen und erwiesen sich als besonders günstig.

Bei Einschalten des nichtdargestellten Motors mittels des Ein- und Ausschalters 4 drehen sich die Kegelräder 8, 9. Das Kegelrad 9 dreht sich gemeinsam mit der Welle 11 um die Drehachse 10. Die Welle 11 nimmt den Ventilator 14 mit, der den in seiner exzentrischen Bohrung 15 gelagerten Exzenterzapfen 16 mitnimmt. Der Exzenterzapfen 16 kreist um die Drehachse 10 mit der Exzentrizität "e" und rotiert infolge der Reibung in den Lagern 18, 19, wobei der Schleifteller 6 dieser Bewe gung folgt.

Die Anordnung der nur radiale Kräfte aufnehmenden, als Nadellager aus gestalteten Lager 13, 19 näher zum Schleifteller 6 und die Anordnung der im wesentlichen nur axiale Kräfte aufnehmenden Kugellager 12, 18 fern des Schleiftellers 6 verbessert wesentlich den Wirkungsgrad der Bewegungsübertragung und erhöht die Lebensdauer des Exzenterteller schleifers 1 gegenüber den bekannten Geräten deutlich.

Das in Fig. 2 dargestellte Ausführungsbeispiel eines Exzenterteller schleifers 31 zeigt ein Motorgehäuse 32, an dem ein elektrisches An schlußkabel 33 und ein Ein- und Ausschalter 34 angeordnet sind. An das Motorgehäuse 32 ist ein Winkeltriebgehäuse 35 angeflanscht, das einen mit einem Schleifteller 36 wirkverbundenen Winkeltrieb 37 enthält. Der Winkeltrieb 37 besteht aus einem kleinen Kegelrad 38 das auf einer Mo torwelle 39 sitzt und die Motorbewegung auf ein großes Kegelrad 40 überträgt. Das große Kegelrad 40 umgreift konzentrisch drehfest eine Hohlwelle 41 mit einer exzentrischen, durchgehenden Bohrung 42.

Die Hohlwelle 41 ist auf ihrer dem Schleifteller 36 abgewandten Seite in einem im wesentlichen axiale Kräfte aufnehmenden Kugellager 43 und auf ihrer schleiftellernahen Seite in einem im wesentlichen nur radi ale Kräfte aufnehmenden Nadellager 44 im Winkeltriebgehäuse 35 gela gert. In der exzentrischen, kreisrunden Bohrung 42 ist eine Exzenter welle 45 in einem schleiftellerfernen, axiale Kräfte aufnehmenden zweiten Kugellager 46 und in einem schleiftellernahen, im wesentlichen radiale Kräfte aufnehmenden zweiten Nadellager 47 angeordnet. Zwischen dem Schleifteller 36 und dem Nadellager 44 ist auf der Hohlwelle 41 ein Ventilator 48 angeordnet, der zur Lagerkühlung und zum Staubabsau gen sowie als Massen- bzw. Unwuchtausgleich dient.

Am unteren freien Ende der Exzenterwelle 45 ist der Schleifteller 36 mit einem Bolzen 49 angeschraubt.

Die Hohlwelle 41 hat eine zentrische Achse 50, um die sie sich dreht. Die Exzenterwelle 45 hat eine Wellenachse 51, die mit der Achse der exzentrischen Bohrung 42 übereinstimmt. Die Achse 50 hat von der Wel lenachse 51 den Abstand "e", die Exzentrizität, mit der der Schleif teller 36 kreist.

Der Schleifteller 36 weist mehrere Staubabsaugöffnungen 52 auf, durch die mittels des Ventilators 48 der zwischen Schleifteller 36 und Werk stück entstehende Staub abgesaugt und über einen Rohrstutzen 53 ab transportiert wird.

Am oberen freien Ende der Exzenterwelle 45 ist drehbar ein Wälzrad 54 angeordnet, das sich an einer Wälzbahn 55 abwälzen kann.

Die Lager 43, 46 haben einen Innenringdurchmesser von mindestens 5 mm, einen Außenringdurchmesser von mindestens 15 mm sowie eine Lagerbreite von mindestens 5 mm. Die Lager 44, 47 haben einen Innenhülsen-Innen durchmesser von mindestens 6 mm, einen Außenhülsen-Außendurchmesser von mindestens 10 mm sowie eine Lagerbreite von mindestens 6 mm. Der axiale Abstand der Lager 43, 44 zueinander beträgt 30 bis 70 mm, der axiale Abstand der Lager 46, 47 beträgt 20 bis 60 mm. Diese Maßbe reiche ergaben sich aus Versuchen und erwiesen sich als besonders günstig.

Bei Einschalten des nichtdargestellten Motors mittels des Ein- und Ausschalters 34 drehen sich die Kegelräder 38, 40. Das Kegelrad 40 dreht sich gemeinsam mit der Hohlwelle 41 und dem Ventilator 48 um die zentrische Achse 50. Dabei wird die Welle 45 um die Achse 50 kreisend mitgenommen. Der Abstand der zentrischen Achse 50 von der Wellenachse 51 bestimmt das Maß der Exzentrizität "e", mit der die Welle 45 und damit der Schleifteller 36 bewegt wird.

Infolge der Reibung in den Lagern 46, 47 wird auf die Welle 45 eine Eigenrotation um deren Achse 51 übertragen. Die Kreisbewegung und die Eigenrotation bestimmen die Arbeitsbewegung des Schleiftellers 36. Die Eigenrotation der Welle 45 infolge der Lagerreibung wird durch Abwäl zen des Wälzrades 54 auf der Wälzbahn 55 vermindert.

Sowohl die Anordnung der Radiallager 44, 47 näher zum Schleifteller als auch die Anordnung der Axiallager 43, 46 weiter vom Schleifteller 36 entfernt, verbessern den Wirkungsgrad der Bewegungsübertragung zwi schen dem Motor und dem Schleifteller 36 und erhöhen infolge der ver ringerten Reibung die Lebensdauer und Belastbarkeit des Exzenterteller schleifers gegenüber den bekannten Exzentertellerschleifern deutlich.

Das in Fig. 3 dargestellte Ausführungsbeispiel eines Exzenterteller schleifers 61 zeigt im wesentlichen übereinstimmend mit Fig. 2 fol gende Teile: Ein Motorgehäuse 62 mit Ein- und Ausschalter 64, ein Win keltriebgehäuse 65, einen Schleifteller 66, einen Winkeltrieb 67, eine Hohlwelle 71 mit einer exzentrischen Bohrung 72, einem im wesentlichen axiale Kräfte aufnehmenden Kugellager 73, einem im wesentlichen nur radiale Kräfte aufnehmenden Nadellager 74, eine Exzenterwelle 75 mit einem schleiftellerfernen, axiale Kräfte aufnehmenden zweiten Kugella ger 76, einem schleiftellernahen, im wesentlichen radiale Kräfte auf nehmenden zweiten Nadellager 77, einem Massenausgleich 78, eine zen trische Achse 80, eine Wellenachse 81, die mit der Achse der exzen trischen Bohrung 72 übereinstimmt, und die zur Achse 80 mit dem Ab stand "e" angeordnet ist, ein Wälzrad 86 und eine Wälzbahn 87. Das La ger 74 ist ein abgedichtetes Nadellager mit nichtdargestellter Abdeck hülse. Außerdem ist zwischen einer Stirnfläche 79 des Massenausgleichs 78 und der Stirnseite eines Bundes 82 des Winkeltriebgehäuses 65 eine Labyrinthdichtung 83 angeordnet, die das Eindringen von Staub zum La ger 74 von der Seite des Schleiftellers 66 her verhindert. Auf der der Labyrinthdichtung 83 abgewandten Seite ist der Spalt zwischen dem Bund 82 und der Hohlwelle 71 und damit das Lager 74 durch einen mit der Hohlwelle 71 mitdrehenden Filzring 84 zum Winkeltrieb 67 hin gegen Schmiermittelaustritt abgedichtet. Darüber hinaus ist der Ringspalt zwischen der Exzenterwelle 75 und der Hohlwelle 71 vor dem Nadellager 77 auf der dem Schleifteller 66 zugewandten Seite durch eine mit der Hohlwelle 71 mitdrehende als Ring ausgestaltete Filzdichtung 85 abge dichtet.

Die Lager 73, 76 haben einen Innenringdurchmesser von mindestens 5 mm, einen Außenringdurchmesser von mindestens 15 mm sowie eine Lagerbreite von mindestens 5 mm. Die Lager 74, 77 haben einen Innenhülsen-Innen durchmesser von mindestens 6 mm, einen Außenhülsen-Außendurchmesser von mindestens 10 mm sowie eine Lagerbreite von mindestens 6 mm. Der axiale Abstand der Lager 73, 74 zueinander beträgt 30 bis 70 mm, der axiale Abstand der Lager 76, 77 beträgt 20 bis 60 mm. Diese Maßbe reiche ergaben sich aus Versuchen und erwiesen sich als besonders günstig.

Die Bedienung und Funktion des Exzentertellerschleifers entspricht dem gemäß Fig. 2.

Bei einem nichtdargestellten Ausführungsbeispiel der Erfindung ist die Abdichtung zwischen der Hohlwelle und der Exzenterwelle dadurch ge löst, daß eine Filzdichtung drehfest auf der Exzenterwelle angeordnet ist, wobei auf der Hohlwelle ein Rückfördergewinde angeordnet ist. Da mit wird eventuell herantretender Staub abgewiesen bzw. ausgeworfen. Außerdem ist zusätzlich zur Filzdichtung ein Radialwellendichtring an geordnet.

Claims

1. Exzentertellerschleifer (1; 31) mit einem, insbesondere mehrtei ligen, Gehäuse (2, 5; 32, 35), in dem ein Motor über mindestens eine in Lagern (12, 13; 43, 44) geführte Welle (11; 41), die einen Exzen terzapfen oder eine Exzenterwelle (16; 45) trägt, einen Schleifteller (6; 36) exzentrisch kreisend und drehend antreibt, wobei der Schleifteller (6; 36) gegenüber der Welle (11; 41) um die Achse (17; 50) des Exzenterzapfens oder der Exzenterwelle (16; 45) in Lagern (18, 19; 46, 47) drehbar ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Welle (11; 41) und/oder die Exzenterwelle (16; 45) auf ihrer dem Schleifteller (6; 36) zugewandten Seite in mindestens einem La ger (19, 13; 47, 44), das im wesentlichen radiale Kräfte aufnimmt, gelagert ist/sind und auf ihrer dem Schleifteller (6; 36) abgewand ten Seite in mindestens einem Lager (18, 12; 46, 43), das im wesent lichen axiale Kräfte aufnimmt, gelagert ist/sind.

2. Exzentertellerschleifer nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das mindestens eine näher dem Schleifteller (6; 36) angeordnete Lager (19, 13; 47, 44) ein Nadellager und das mindestens eine ferner dem Schleifteller (6; 36) angeordnete Lager (18, 12; 46, 43) ein Ku gellager ist.

3. Exzentertellerschleifer nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekenn zeichnet, daß die Exzenterwelle (45) in einer exzentrischen Bohrung (42) einer beidenends offenen Hohlwelle (41) gelagert ist.

4. Exzentertellerschleifer nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Exzenterwelle (45), insbesondere auf der dem Schleifteller (36) abgewandten Seite, ein Wälzrad (54) trägt, das sich an einer Wälzbahn (55) abwälzt.

5. Exzentertellerschleifer nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Lager (12, 18; 43, 46) einen Innen ringdurchmesser von mindestens 5 mm, einen Außenringdurchmesser von mindestens 15 mm sowie eine Lagerbreite von mindestens 5 mm haben.

6. Exzentertellerschleifer nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Lager (13, 19; 44, 47) einen Innenhül sen-Innendurchmesser von mindestens 6 mm, einen Außenhülsen-Außen durchmesser von mindestens 10 mm sowie eine Lagerbreite von mindestens 6 mm haben.

7. Exzentertellerschleifer nach einem der Ansprüche 1, 2, 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, daß der axiale Abstand der Lager (12, 13) zu einander 10 bis 30 mm, der axiale Abstand der Lager (18, 19) zueinan der 5 bis 20 mm beträgt.

8. Exzentertellerschleifer nach einem der Ansprüche 3, 4, 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, daß der axiale Abstand der Lager (43, 44) zu einander 30 bis 70 mm, der axiale Abstand der Lager (46, 47) zueinan der 20 bis 60 mm beträgt.

9. Exzentertellerschleifer nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Welle (11; 41) einen Ventilator (14, 48) aus leichtem Werkstoff, insbesondere aus Kunststoff mit geringer Wärmeleitfähigkeit, vorzugsweise als Massenausgleich dienend, trägt.

10. Exzentertellerschleifer nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Achse des Motors quer zur Exzenterwel le (16; 45) verläuft.

11. Exzentertellerschleifer nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Achse des Motors parallel zur Exzen terwelle (16; 45) verläuft.

12. Exzentertellerschleifer nach einem der Ansprüche 3 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß das Lager (77) und/oder das Lager (74) ein abge dichtetes Nadellager, insbesondere mit Abdeckscheibe, ist.

13. Exzentertellerschleifer nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß das Lager (77) auf der dem Schleifteller (66) zugewandten Seite durch eine Labyrinthdichtung (82) zwischen der Hohlwelle (71) und dem Winkeltriebgehäuse (65) und auf der dem Schleifteller (66) abgewandten Seite durch eine mitdrehende Filzdichtung (83) abgedichtet ist.

14. Exzentertellerschleifer nach Ansprüchen 12 oder 13, dadurch gekenn zeichnet, daß das Lager (74) auf der dem Schleifteller (66) zuge wandten Seite durch einen im wesentlichen drehbar zur Exzenterwelle (75) angeordneten Filzring (84) und/oder mindestens einen Radialwel lendichtring abgedichtet ist.