DE4306829A1 - Schalenförmiger Befestigungsanker zur lösbaren Befestigung eines damit verbundenen Schleifringes am Ende einer Antriebswelle - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft einen schalenförmigen Befestigungs­ anker zur lösbaren Befestigung eines damit verbundenen Schleifringes, nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.

Ähnliche Befestigungsanker sind aus den PS FR 1370707, GB 711496, US 2418883, US 2351129 und DE 32 30 645 C2 be­ kannt.

Schleifmaschinen, bei denen mit definierten Zustellungen Material zerspant wird, können grundsätzlich bzgl. des Zu­ sammenwirkens von Schleifscheibe, Schleifscheiben-Aufnahme, Zustell- Vorrichtungen, Material- Festhalte- Vorrichtungen, Führungsbahnen usw. allein durch entsprechende Auslegung von der Maschinenbauseite her in einen Zustand versetzt werden, der es erlaubt, von stabilen Schleifoperationen zu sprechen.

Bei den o.g. PS geht es im wesentlichen um die Aufnahme von Schleifscheiben auf Schleifmaschinen mittels flansch­ artiger Planscheiben, wobei die erwünschte Stabilität zwi­ schen Schleifscheibe und Planscheibe dadurch erreicht wird, daß eine Vielzahl von Befestigungsankern zum Anschrauben der Schleifscheibe dient.

In allen Bereichen, in denen unter Einsatz von handge­ führten Antriebsmaschinen Material zerspant bzw. geschlif­ fen wird, sieht es völlig anders aus: hier kann bestenfalls von instabilen Verhältnissen gesprochen werden, weil eine permanente Wechselwirkung zwischen Material, Schleifschei­ be, Maschine und Mensch stattfindet, wobei der letztere durch Kraft, Geschicklichkeit und Gefühl einen Ausgleich aller Wechselwirkungen herbeiführt, um so letztlich das ge­ wünschte Schleifergebnis zu erreichen.

Handgeführte Antriebsmaschinen kommen v.a. im metallver­ arbeitenden und steinbearbeitenden Bereich zum Einsatz, wo­ bei in ersterem meist hochtourige, in letzterem meist nie­ dertourige Maschinen verwendet werden.

Insbesonders bei den niedertourigen Maschinen im Steinbe­ reich werden Stirnschleifringe eingesetzt, die im Gegensatz zu den Schleifscheiben der o.g. PS nur einen einzigen Be­ festigungsanker haben, der jedoch alle Kräfte aufnehmen können muß.

Meistens wird in diesem Bereich der Stoßdämpfung halber zwischen Antriebsmaschinenwelle und Stirnschleifring ein flexibles Element gesetzt; welches, vergleichbar mit einem Kardangelenk, axial (eingeschränkt zusätzlich auch radial) abweichende Bewegungen/Krafteinwirkungen des/auf den Stirn­ schleifring sowohl zuläßt als auch diese gleichzeitig wirk­ sam dämpft.

Als sehr vorteilhaft haben sich hierzu sogen. Gummikupp­ lungen bewährt, die zur Aufnahme auf die Antriebsmaschine aus einer Art Schraubmutterplatte und zum Anschrauben des Stirnschleifringes aus einer Art Schraubenplatte bestehen, wobei zwischen beiden Platten der Dämpfungsgummi angeordnet und mittig eine Durchgangsbohrung für die Wasserzuführung vorhanden ist, um naß schleifen zu können.

Niedertourige Maschinen in Verbindung mit den Gummikupp­ lungen ermöglichen einen Schliff ohne Rattermarken auf Na­ turstein, wobei fast ausschließlich im Naßschliff und in einer Art ziehendem Schliff, d. h. der Stirnschleifring wird nicht vollflächig belastet, gearbeitet wird. Wird ohne ein dämpfendes Element gearbeitet, gibt es unweigerlich uner­ wünschte Schleifspuren durch viel zu harten Lauf des Stirn­ schleifringes, kommt - auch mit flexiblem Element - dieser z. B. versehentlich mit seiner gesamten Stirnfläche auf die zu schleifende Fläche, kann die Schleifoperation, insbeson­ ders bei mangelhafter Wasserzufuhr, sehr leicht indifferent werden, was ebenfalls zu unerwünschten Ergebnissen führt.

Somit wird klar, daß vielfältige und ständig wechselnde axiale und radiale Krafteinwirkungen entstehen, die über­ wiegend von der Gummikupplung aufgenommen werden sollen. In der Praxis haben sich die Verbindung zwischen Gummikupplung und Maschine sowie die Geeignetheit von Gummikupplungen zur Aufnahme aller entstehenden Axial- und Radialkräfte als un­ kritisch erwiesen. Theoretisch ist auch die Verbindung zwi­ schen Gummikupplung und Stirnschleifring unkritisch, so­ fern der ideale Kraftlinienfluß erreicht werden kann, näm­ lich Übertragung der Kräfte in/über die Gummikupplung mög­ lichst weit von ihrem Zentrum (Schraubenzapfen) entfernt, d. h. möglichst am äußeren Umfang.

Die bekannten Gummikupplungen haben nahezu alle eine be­ sonders nachteilige Gemeinsamkeit: die zur Aufnahme des Stirnschleifringes bestimmte Schraubenplatte ist ein im Drehverfahren hergestelltes Rotationsteil, dessen Gewinde­ gänge fertigungstechnisch bedingt drei bis vier Millimeter vor der Platte enden. Dies führt dazu, daß bei Schleifrin­ gen, deren Befestigungsanker bzw. Gewindemuttern in der Be­ festigungsebene bündig abschließen, immer die Gefahr be­ steht, daß der Scheibenkörper mit der Schraubenplatte kei­ nen Kontakt hat und somit alle Kräfte nur über die Schrau­ bengänge bzw. die Gewindemutter übertragen werden können. Derartig ungünstige Krafteinwirkungen führen zum vorzeiti­ gen Verschleiß der Schraubengänge und zu der Gefahr, daß der Befestigungsanker oder Teile davon aus dem Schleifring herausgerissen werden und dieser dadurch zu Abfall wird.

Man hat sich dadurch zu helfen versucht, daß man die Be­ festigungsanker der Stirnschleifringe einfach etwas tiefer in die Schleifkörper einbettete, um so Freiraum für den ge­ windelosen Schraubenzapfenteil zu schaffen. Dies geht na­ türlich ebenso nachteilig zu Lasten der nutzbaren Höhe des Schleifringes wie andere Versuche, hier Abhilfe zu schaffen: die Gewindemutter mit einem Freistich für den gewindelosen Schraubenzapfenteil zu versehen. Auch hierdurch wird der nicht nutzbare Rest des Schleifringes vergrößert, weil die Mutter entsprechend hoch sein muß.

Weiterhin wirkt sich das in der Praxis immer wieder not­ wendige An- und Abschrauben von Schleifringen unterschied­ licher Körnungen und Beschaffenheit insofern nachteilig auf die Schraubenplatte aus, als in der Befestigungsebene her­ vorstehende Teile des Schleifringes allmählich die Schrau­ benplatte am äußeren Umfang überproportional verschleißen lassen, was wiederum zur Folge hat, daß die Krafteinwirkun­ gen mehr und mehr in Richtung Gewindemutter bzw. Schrauben­ gänge verschoben werden.

Hier versucht man sich häufig dadurch zu helfen, daß ir­ gendein Stück Karton, meist herumliegende Wellpappe o.a., in der Befestigungsebene zwischengelegt wird. Dies wird je­ doch unter den Schleifbedingungen (Naßschliff) aufgeweicht, und der scheinbare Vorteil weicht ebenfalls mit dahin.

Versuche, diese Problematik mit Hilfe einer mittigen Ab­ senkung des Befestigungsankers zu lösen, wurden bereits ge­ macht. Bei diesen hat sich als nachteilig herausgestellt, daß entweder die Gewindemutter,bedingt durch die Absenkung, sehr tief in den Schleifkörper hineinragt oder daß sie, falls sie in der Absenkungsebene mit dem Grundkörper ver­ stemmt ist, bei minimaler Rotationskrafteinwirkung durch­ rutscht. Das kann so weit gehen, daß der Schleifring auf Grund der durchrutschenden Gewindemutter nicht mehr ab­ schraubbar ist, unter Zerstörung des Befestigungsankers ge­ waltsam abgerissen werden muß und dadurch zu Abfall wird.

Insbesonders bei letztgenannten Befestigungsankern, die im Prinzip aus einem Verbund von Blechplatten und Gewinde­ muttern bestehen, hat sich darüberhinaus als besonders nachteilig die generelle Verwendung von rohem oder nur man­ gelhaft korrosionsgeschütztem Blech herausgestellt. Grund­ sätzlich besteht in diesen Fällen die Gefahr, daß der Ver­ bund zwischen Befestigungsanker und Stirnschleifring durch Korrosionseinwirkung geschwächt wird, und es ist keine Sel­ tenheit, daß Befestigungsanker auf Grund unsachgemäßer La­ gerung der Schleifkörper bereits begonnen haben, sich durch Rostbildung vom Schleifkörper abzulösen. Derartige Schleif­ körper können - je nach Fortschritt der Korrosion - entwe­ der von vornherein nicht mehr verwendet werden oder es be­ steht die Gefahr, daß sie im Einsatz abfallen, weil sie den Krafteinwirkungen nicht mehr standhalten können.

Als ungeeignet haben sich all die Befestigungsanker er­ wiesen, die offensichtlich aus Kostenüberlegungen zu klein gehalten und/oder nicht hinreichend fest genug durch Ver­ ankerungen mit dem Stirnschleifkörper verbunden wurden.

Aufgabe der Erfindung ist es, einen konstruktiv einfach­ en Befestigungsanker der eingangs genannten Art anzugeben, der - bei minimiertem Materialeinsatz und geringstmöglicher Eintauchtiefe in einen damit verbundenen Schleifkörper - die beim Schleifen auftretenden Axial- und Radialkräfte sowohl sicher aufnehmen als auch funktional richtig auf eine Gum­ mikupplung übertragen kann, ohne daß die als nachteilig er­ kannten Probleme der Korrosion und Kleinflächigkeit auftre­ ten können.

Erfindungsgemäß wird hierzu vorgeschlagen, die eingebür­ gerte kreisrunde Form durch eine rechteckige - vorzugsweise quadratische - zu ersetzen, weil es keine Rolle spielt, ob Kraftangriffspunkte auf einem Kreis oder einem Quadrat lie­ gen: maßgeblich sind allein die Hebellängen.

Der Vorteil des erfindungsgemäßen Befestigungsankers hin­ sichtlich Materialeinsatz-Minimierung ist darin zu sehen, daß bei Aufrechterhaltung der Hebellängen die quadratische Grundform ca. 36% weniger Materialeinsatz erfordert als die vergleichbare Kreisform (angenommen: Durchmesser Kreis = Diagonale Quadrat).

Vorteilhaft gegenüber der Kreisform ist weiter, daß z. B. bei Fertigung des Grundkörpers des Befestigungsankers aus Blech nahezu ohne Abfälle produziert werden kann.

Die dadurch insgesamt erzielbaren Einsparungen können zur Realisierung technisch erforderlicher Vorteile, wie z. B. Verwendung weitgehend korrosionsfreier Werkstoffe, sinnvoll eingesetzt werden.

Durch die rechteckige Gestaltungsweise ergibt sich vor­ teilhaft ein sehr weites Hinausragen von vier "Kraftarmen" (Diagonalenenden) in symmetrischer Anordnung. Wie sich er­ wiesen hat, sind abgekrümmte Außenränder vorteilhaft für die Aufnahme von Kräften geeignet. Wesentlich kommt es je­ doch darüberhinaus darauf an - und diese Anforderung wird durch den erfindungsgemäßen Befestigungsanker erfüllt - daß zusätzliche Verankerungen vorhanden sind, welche insbeson­ ders in axialer Richtung hoch belastbar sind.

Als besonders vorteilhaft können hier die in Eckennähe angebrachten Durchzüge angesehen werden,weil sie einerseits dazu dienlich sind, die Radialkräfte durch zusätzliche Nie­ derhaltung der Ecken sicher aufzunehmen und sie anderer­ seits durch ihre krallenartigen Enden eine derart innige Verbindung mit dem Schleifkörper gewährleisten, daß nur ge­ waltsame Axialkräfte zum Ausreißen des Befestigungsankers führen können.

Die mittige Absenkung ist vorteilhaft so weit abgesenkt, daß zusammen mit dem Durchbruch genug Freiraum für den ge­ windelosen Schraubenzapfenteil einer Gummikupplung vorhan­ den ist und vom Durchmesser her so ausgelegt, daß jede Gum­ mikupplung nur mit dem Außenbereich der Schraubenplatte aufliegt, wodurch die Kräfte funktional richtig in/über die Gummikupplung geleitet werden können.

Um die aus wirtschaftlichen Gründen übergeordnete Anfor­ derung nach geringstmöglicher Eintauchtiefe des Befesti­ gungsankers in den damit verbundenen Schleifkörper zu er­ füllen, ist die mittig angebrachte Gewindemutter vorteil­ haft so extrem flach gehalten, daß sie nicht über die durch die Krallenenden und die abgekrümmten Außenränder gebildete Ebene hinausragt, wodurch sich eine Maximierung der nutz­ baren Höhe des Schleifkörpers ergibt.

Zweckmäßigerweise ist die Gewindemutter ferner mit dem Grundkörper des Befestigungsankers derart fest verbunden, daß sie die auftretenden Drehmomente übertragen kann.

Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen angegeben.

In der Zeichnung sind Ausführungsbeispiele des erfin­ dungsgemäßen Befestigungsankers dargestellt. Es zeigt:

Fig. 1 eine Draufsicht auf einen Befestigungsanker, der in einen Schleifring eingebettet ist,

Fig. 2 einen Schnitt nach der Linie O-O in Fig. 1,

Fig. 3 einen Schnitt durch einen Befestigungsanker mit Ge­ winde im Durchzug,

Fig. 4 einen Schnitt durch einen Befestigungsanker, dessen Gewindemutter in einem Käfiggehäuse sitzt,

Fig. 5 einen Schnitt durch einen Befestigungsanker, der einstückig ausgeführt ist,

Fig. 6 einen Schnitt durch einen Befestigungsanker mit kreisförmiger Sicke,

Fig. 7 einen Schnitt durch einen Befestigungsanker mit Gewindemutter in der Absenkung,

Fig. 8 einen Schnitt durch einen Befestigungsanker mit Gewindemutter oberhalb der Absenkung.

Fig. 1 zeigt den in einen Schleifring 18 eingebetteten Be­ festigungsanker 10. In der Befestigungsebene O-O liegt die durch die Eckpunkte 15 gebildete rechteckige Ebene des Befestigungsankers 10, während die kreisförmige Absenkung 11, die Durchzüge 12 und der abgekrümmte Außenrand 13 un­ terhalb dieser Ebene in den Schleifring 18 hineinragen. Auf den Diagonalen zwischen den Eckpunkten 15 und der Absenkung 11 sind die mit dem Material des Schleifringes 18 ausgefül­ lten Durchzüge 12 zu erkennen. Die Gewindegänge 19 der mit­ tig unterhalb der Absenkung 11 angebrachten Gewindemutter 17 sind unterhalb des Durchbruchs der Absenkung 11 zu er­ kennen.

In Fig. 2 ist zu sehen, daß das Ende des abgekrümmten Aus­ senrandes 13, die krallenartigen Enden 14 der Durchzüge 12 und die extrem flache Gewindemutter 17 etwa gleich tief in den Schleifring 18 hineinragen. Hier ist auch erkennbar, daß die Krallenenden 14 über die teilweise zylindrische Durchzugsfläche 16 hinaus nach außen gebogen sind, um zu­ sätzlich möglichst viel Halt für den eingebetteten Befesti­ gungsanker zu erreichen

Fig. 3 zeigt einen einstückigen Befestigungsanker 10, bei dem die Gewindegänge 19 im mittigen zylindrischen Durchzug 20 angebracht sind.

Fig. 4 zeigt, wie der Grundkörper 10 des Befestigungsan­ kers die Gewindemutter 17 mit einem Käfig 21 umhüllt.

In Fig. 5 ist zu sehen, daß die Gewindemutter 17 gewisser­ maßen Bestandteil des Grundkörpers 10 des Befestigungsan­ kers ist.

Fig. 6 zeigt, daß an Stelle der Absenkung 11 eine kreis­ förmige Sicke 22 angebracht ist, in deren Mitte die Gewin­ demutter 17 beispielsweise unterhalb des Durchbruchs im Befestigungsanker sitzt.

Fig. 7 zeigt einen Befestigungsanker, bei dem die Gewin­ demutter 17 teils unter dem mittigen Durchbruch des Grund­ körpers 10 liegt und teils durch diesen hindurch nach oben ragt.

In Fig. 8 ist zu sehen, daß die Gewindemutter 17 des Be­ festigungsankers oberhalb des Durchbruchs in der Absenkung 11 mittig angebracht ist.

Claims (7)

1. Schalenförmiger Befestigungsanker zur lösbaren Befes­ tigung eines damit verbundenen Schleifringes am Ende einer Antriebswelle, an welcher meist ein Metall-/Gummifederungs­ element angebracht ist,
dadurch gekennzeichnet, daß

• - die Grundform rechteckig - vorzugsweise quadratisch - ist,
• - der Grundkörper (10) des Befestigungsankers in der Be­ festigungsebene (O----O) mittig kreisförmig abgesenkt ist (11)
• - auf den Diagonalen mittig zwischen der kreisförmigen Ab­ senkung (11) und den durch den gekrümmten Außenrand (13) gebildeten Ecken (15) sich Durchzüge (12) befinden, de­ ren Enden (14) krallenartig über die teilweise zylin­ drische Durchzugsfläche (16) hinaus nach außen gebogen sind,
• - die extrem flache Gewindemutter (17) mittig unterhalb der durchbrochenen Absenkung (11) angeordnet ist und mit dem Grundkörper (10) so fest verbunden ist, daß auftretende Drehmomente übertragen werden können,
• - Gewindemutter (17), Krallenenden (14) und die abgekrüm­ mten Außenränder (13) möglichst wenig und gleichtief in den Schleifring (18) hineinragen

und Grundkörper (10) sowie Gewindemutter (17) des Befesti­ gungsankers aus weitgehend korrosionsfreiem Material sind.

2. Befestigungsanker nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß Grundkörper (10) und Gewindemutter (17) nicht durch Zu­ sammenfügen den Befestigungsanker bilden, sondern dieser einstückig gefertigt ist, wobei die Gewindegänge (19) in der Innenwand des zylindrischen Durchzuges (20) ange­ bracht sind.

3. Befestigungsanker nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Grundkörper (10) aus Kunststoff oder Metall besteht und die Gewindemutter (17) von einem Käfiggehäuse (21) fest umhüllt wird.

4. Befestigungsanker nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß Grundkörper (10) und Gewindemutter (17) einstückig im Spritz- und/oder Gießverfahren aus Kunststoff oder Me­ tall gefertigt sind.

5. Befestigungsanker nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß für konstruktive Sonderausführungen von Metall-/Gummi­ federungselementen an Stelle der Absenkung (11) eine kreisförmige Sicke (22) angebracht ist, in deren Mitte die Gewindemutter (17) unter- oder innerhalb des Durch­ bruchs angeordnet ist.

6. Befestigungsanker nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß für konstruktive Sonderausführungen von Metall-/Gummi­ federungselementen die Gewindemutter (17) mittig in oder oberhalb der durchbrochenen Absenkung (11) angeordnet ist, wobei sie mit der Befestigungsebene (O-O) bündig sein oder darüber hinausragen kann.