DE4426969A1 - Handwerkzeugmaschine mit einer ein scheibenförmiges, lösbar befestigtes Werkzeug tragenden Arbeitsspindel - Google Patents
Handwerkzeugmaschine mit einer ein scheibenförmiges, lösbar befestigtes Werkzeug tragenden ArbeitsspindelInfo
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Description
Die Erfindung geht aus von einer Handwerkzeugmaschine nach
der Gattung des Anspruchs 1.
Durch die DE-OS 36 23 555 ist eine Handwerkzeugmaschine be
kannt, deren Werkzeug ohne gesondertes Hilfswerkzeug durch
im Inneren der Handwerkzeugmaschine enthaltene, von außen
bedienbare Mittel lösbar ist. Diese Mittel, durch einen auf
der dem Werkzeug abgewandten Seite der Handwerkzeugmaschine
angeordneter Hebel betätigbar, wirken auf mindestens einen
der auf der Arbeitsspindel angeordneten Spannflansche, zwi
schen die das Werkzeug gespannt ist. Der Flansch ist über
hydraulische Mittel axial so verschiebbar, daß dabei der
Spanndruck auf das Werkzeug reduziert wird und der zweite,
als Befestigungsmutter ausgestaltete Spannflansch damit
leicht von Hand lösbar ist.
Diese Maschine arbeitet zuverlässig. Sie ist jedoch wegen
der vielen notwendigen komplizierten Einzelteile aufwendig
herzustellen.
Durch die EP 345 271 ist eine zuverlässige und robuste
Spannmutter zum schnellen, werkzeuglosen Lösen von Schleif
scheiben bekannt. Diese Spannmutter wird im Austausch gegen
herkömmliche, mit Zusatzwerkzeug zu lösende Spannmuttern auf
die Arbeitsspindel geschraubt und muß beim Auswechseln der
Schleifscheibe vollständig abgeschraubt werden. Zum weiteren
ungehinderten Arbeiten mit beiden Händen muß der Bedienende
die Spannmutter ablegen, die dabei erfahrungsgemäß leicht
verloren gehen kann. Da diese Spannmutter gegenüber einfa
chen mit Hilfswerkzeug zu lösenden Spannmuttern teuerer ist,
ist mit deren Verwendung auch ein wirtschaftlich höheres Ri
siko verbunden.
Durch die EP 0170 604 ist eine Spannvorrichtung für schei
benförmige Werkzeuge an Handwerkzeugmaschinen bekannt, die
verhältnismäßig einfach aufgebaut ist, die jedoch von der
Seite des Werkzeugs aus zu betätigen ist, mit der Gefahr,
daß beispielsweise beim Anstoßen mit dem Betätigungsmittel
an ein Werkstück, die Schleifscheibe ungewollt gelöst wird.
Die erfindungsgemäße Handwerkzeugmaschine mit den kennzeich
nenden Merkmalen des Anspruchs 1 hat demgegenüber den Vor
teil, daß sie eine von der vom Werkzeug abgewandten Seite
aus bedienbare, einfach herstellbare, zuverlässige Spannvor
richtung für scheibenförmige Werkzeuge hat. Die Spannvor
richtung ist robuster, insbesondere sicher gegen Staub und
Verschleiß und einfacher herstellbar.
Dadurch, daß die Spannvorrichtung im Inneren der Handwerk
zeugmaschine angeordnet ist, ist deren ungewolltes Betätigen
von der Werkzeugseite aus, beispielsweise beim Anstoßen des
Gewindestutzen oder der Sicherungsmutter am Werkstück, aus
geschlossen.
Weitere, vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung ergeben
sich aus den abhängigen Ansprüchen.
Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der nachfol
genden Beschreibung anhand der zugehörigen Zeichnung näher
erläutert.
Es zeigen
Fig. 1 eine Schnittansicht des vorderen Bereichs
eines erfindungsgemäßen Winkelschleifers, Fig. 2 zeigt die
Schnittansicht einer erfindungsgemäßen Arbeitsspindel des
Winkelschleifers gemäß Fig. 1, Fig. 3 zeigt die Arbeits
spindel gemäß Fig. 2 in der seitlichen Ansicht um 90° ge
dreht, Fig. 4 zeigt das Halteteil, das im Inneren der Ar
beitsspindel gemäß Fig. 2 und 3 angeordnet ist, Fig. 5
zeigt die Seitenansicht des Halteteils gemäß Fig. 4, die
Fig. 6, 7 zeigen einen erfindungsgemäßen, im Inneren der
Arbeitsspindel angeordneten Rastkeil von zwei Seiten, die
Fig. 8, 9 zeigen gemäß Fig. 1 eine im Inneren der
Arbeitsspindel gemäß Fig. 1 geführte Betätigungsstange von
zwei Seiten, die Fig. 10, 11, 12 zeigen den am unteren
Ende der Arbeitsspindel montierten Spannring von 3 Seiten
und die Fig. 13, 14 zeigen den gemäß Fig. 1 gegenüber
dem Spannring angeordneten Stützflansch.
Ein in Fig. 1 dargestellten vorderer Abschnitt eines Win
kelschleifers 10 zeigt dessen Getriebekopf 12 mit einer
motorgetriebenen Antriebswelle 14, mit einem drehfest darauf
montierten kleinen Kegelrad 16, das mit einem großen
Kegelrad 18 kämmt.
Das große Kegelrad 18 umgreift drehfest mittig eine Arbeits
spindel 20. Die Arbeitsspindel 20 ist mit ihrem oberen Ende
über ein Wälzlager 22 im Gehäuse 24 des Getriebekopfes 12
und auf der entgegengesetzten Seite in einem werkzeugnahen
Kugellager 26 drehbar gelagert. Die Arbeitsspindel 20 trägt
an ihrem unteren Ende einen Gewindestutzen 28 mit einem Au
ßengewinde 30. Auf das Außengewinde 30 ist eine Sicherungs
mutter 32 mit einem Innengewinde 34 aufschraubbar.
Die Arbeitsspindel 20 ist mit einer zentrischen Bohrung 36
versehen, in der ein bolzenartiges Betätigungsglied 38 axial
verschiebbar geführt ist. Am oberen Ende der Arbeitsspindel
20 ist in der Bohrung 36 eine Führungsbuchse 40 angeordnet,
die das Betätigungsglied 38 lose umgreift. Das obere Ende
des Betätigungsglieds 38 ragt axial über die Arbeitsspindel
20 hinaus um einen Längenbetrag, der größer ist als der
nachfolgend erläuterte notwendige axiale Hub des Betäti
gungsgliedes 38.
Axial beabstandet gegenüber dem Ende des Betätigungsglieds
38 ist im Gehäuse 24 ein Druckknopf 42 angeordnet. Das unte
re Ende des Druckknopfes 42 ist als Druckplatte 44 ausge
staltet. Der Druckknopf 42 durchgreift eine Bohrung 45 in
der Wand 25 des Gehäuses 24 und hält sich daran mittels ei
ner Zugfeder 46 fest. Anstelle der Zugfeder 46 kann auch ei
ne Druckfeder außen zwischen dem Betätigungsknopf 42 und dem
Getriebegehäuse 25 angeordnet sein.
Das Betätigungsglied 38 trägt auf seinem dem Betätigungs
knopf 42 entgegengesetzten unteren Ende einen Zweiflach 48.
An diesem stützen sich beidseitig rollbar je eine Rolle 50,
52 ab, die sich auf der jeweils gegenüberliegenden Seite des
Zweiflachs 48 rollbar gegen Stützflächen 51, 53 jeweils ei
nes Keils 54, 56 abstützen, der in der Beschreibung zu den
Fig. 6, 7 gesondert erläutert wird.
In Betrachtungsrichtung nach unten stützen sich die Rollen
50, 52 gegen eine anschlagartige Querfläche 57 eines T-för
migen Halteteils 58, das in der Beschreibung zu Fig. 4, 5
näher erläutert ist.
Die Keile 54, 56 tragen in Betrachtungsrichtung unterhalb
der ebenen Stützflächen 51, 53 jeweils einen durch eine kon
kav gewölbte Fläche gebildeten Ausweichraum 55, 59. Der Aus
weichraum 55, 59 hat etwa die Negativform der Wölbung der
Rollen 50, 52.
Das Halteteil 58 tritt mit seinem der Querfläche 57 abge
wandten unteren Ende in das Bohrungsende 37 ein, wobei es
sich gegen eine Druckfeder 60 stützt. Diese umgreift den zy
lindrischen Bereich des Halteteils 58 und stützt sich unten
am Boden des Bohrungsendes 37 ab.
Die Rollen 50, 52 stützen sich in Betrachtungsrichtung nach
oben gegen die Wand einer Querbohrung 62 in der Arbeitsspin
del 20, die in der Beschreibung zu den Fig. 2, 3 erläu
tert ist. Die Querbohrung 62 verläuft parallel zu einem Bund
64, gegen dessen Unterseite sich die Keile 54, 56 radial
verschiebbar abstützen.
Die Arbeitsspindel 20 wird unterhalb des Bundes 64 konzen
trisch von einem Spannring 66 umgriffen, der in der Be
schreibung zu den Fig. 10 bis 13 näher erläutert ist. Mit
an seiner oberen Stirnfläche angeordneten Kegelmantel-
Schrägflächen 68, 69 stützt sich der Spannring 66 axial an
die Gegenschrägen 70, 72 der Keile 54, 56.
Der Spannring 66 ist gegenüber der Arbeitsspindel 20 axial
verschieblich und drehfest angeordnet. In Betrachtungsrich
tung nach unten stützt sich der Spannring 66 mit seiner un
teren als Ringkeil 67 ausgestalteten Stirnseite gegen die
obere, als Ringkeil 75′ ausgestaltete Stirnseite eines
Stützflansches 74, der an der Arbeitsspindel 20 drehbar und
axial verschiebbar angeordnet ist. An der dem Spannring 66
abgewandten Stirnseite 75 des Stützflansches 74 stützt sich
axial eine Schleifscheibe 76 ab. Diese wird auf der gegen
überliegenden Seite durch die Sicherungsmutter 32 gegen den
Stützflansch 74 angepreßt.
Der Spannring 66 wird gegenüber der Arbeitsspindel 20 durch
die Keile 52, 54 drehfest gehalten, die an seiner oberen
Stirnseite in die als Ausnehmung ausgestaltete Kegelmantel-Schrägfläche
axial formschlüssig eingreifen.
Zwischen der Innenbohrung des Stützflansches 74 und dem Um
fang der Arbeitsspindel 20 ist ein Dichtring 78 eingelegt,
der das Eindringen von Staub oder Spänen zwischen die Ar
beitsspindel 20 und den Stützflansch 74 verhindert. Eine
Axialsicherung 80 am unteren Ende der Arbeitsspindel 20 si
chert den Stützflansch 74, den Spannring 66, die Keile 54,
56 und die Rollen 50, 52 gegen Verlieren bzw. gegen Lösen
von der Arbeitsspindel 20.
In Fig. 2 ist die Arbeitsspindel 20 als Einzelteil teilwei
se im Längsschnitt gezeigt. Die zentrale Bohrung 36 ist als
Sackbohrung im Bohrungsende 37 erkennbar. Deutlich erkennbar
werden auch die Querbohrung 62 und der Bund 64, deren Funk
tion in der Beschreibung zu Fig. 1 erläutert ist.
Die in Fig. 3 gezeigte Seitenansicht der Arbeitsspindel 20
zeigt, daß die Querbohrung 62 als viereckiger Durchbruch
ausgestaltet ist. Außerdem ist der Gewindestutzen 28 deut
lich erkennbar.
In den Fig. 4, 5 ist das T-förmige Halteteil 58 mit
seiner Querfläche 57 einzeln dargestellt, wobei erkennbar
ist, daß es ein einfaches Blech-Stanzteil sein kann.
In den Fig. 6, 7 ist der Keil 56, der identisch mit dem
Keil 54 ist, in der Seitenansicht gezeigt. Hier sind die ke
gelmantelartige Gegenschräge 72, die Stützflächen 51, 53 und
der Ausweichraum 55 erkennbar.
In den Fig. 8, 9 ist das Betätigungsglied 38 mit dem
Zweiflach 48 - jeweils um 90° gedreht - von zwei Seiten
deutlich gezeigt.
In den Fig. 10, 11, 12 ist der Spannring 66 als Einzel
heit gezeigt, wobei in Fig. 10 der seitliche Querschnitt
die Schrägflächen 68, 69 und die als Keilring ausgestaltete
untere Kontur der unteren Stirnseite 67 des Spannrings 66
zeigt. Bei Betrachtung der Arbeitsspindel 20 gemäß Fig. 3
wird klar, daß die in der Querbohrung 62 angeordneten Keile
54, 56 durch formschlüssigen Eingriff in die als Vertiefung
ausgestalteten Schrägflächen 68, 69 als Verdrehsicherung für
den Spannring 66 wirken.
Die Fig. 13, 14 zeigen einen Querschnitt bzw. die Sei
tenansicht des ringartigen Stützflansches 74, dessen obere
Stirnseite 75′ ebenfalls als Ringkeil, entsprechend der
Stirnseite 67 des Spannringes 66, ausgestaltet sind. Außer
dem ist die untere Stützfläche 75 erkennbar, gegen die sich
axial die Schleifscheibe 76 abstützt.
Wird der nicht dargestellte Motor des Winkelschleifers 10
durch Betätigen eines nicht dargestellten elektrischen
Schalters in Drehung versetzt, dreht sich mit den Kegelrä
dern 16, 18 auch die Arbeitsspindel 20 mit den Rollen 50,
52, den Keilen 54, 56, dem Halteteil 58, dem Betätigungs
glied 38, der Druckfeder 60, dem Spannring 66, dem Stütz
flansch 74, der Schleifscheibe 76 und der Sicherungsmutter
32. Wird nun die Schleifscheibe 76 an eine Werkstückoberflä
che bearbeitend angesetzt, so verzögert die Reibkraft zwi
schen dem Werkstück und dem Werkzeug die Schleifscheibe 76
gegenüber der Arbeitsspindel 20. Die Schleifscheibe 76 dreht
sich gegenüber bzw. zwischen dem Stützflansch 74 und der Si
cherungsmutter 32.
Infolge der Reibung zwischen der Schleifscheibe 76 und der
Sicherungsmutter 32 dreht sich diese gemeinsam mit der
Schleifscheibe 76 und zieht sich durch das Anlaufmoment bzw.
den Anlaufruck der Handwerkzeugmaschine 10 auf dem Außengewinde
30 des Gewindestutzens 28 fest. Je größer dabei die
auf die Schleifscheibe 76 wirkenden Reibkräfte sind, umso
fester wird die Sicherungsmutter 32 angezogen. Je fester die
Sicherungsmutter 32 gegenüber der Schleifscheibe 76 festge
dreht ist, umso größer wird die nötige Kraft zum Losdrehen
der Sicherungsmutter 32, beispielsweise zum Auswechseln der
abgenutzten Schleifscheibe 76 gegen eine neue.
Durch Betätigen des Druckknopfes 42 wird das Betätigungs
glied 38 in Betrachtungsrichtung nach unten in der Arbeits
spindel 20 verschoben. Beim Verschieben des Betätigungsglie
des 38 werden die Rollen 50, 52 durch den Zweiflach 48 in
Betrachtungsrichtung nach unten gerollt, so daß nach einem
Hub des Betätigungsgliedes 38 von etwa 5 Millimetern die Rol
len 50, 52 in die Ausweichräume 55, 57 eintreten. Da nun die
Keile 54, 56 radial entspannt sind, können sie der durch die
Sicherungsmutter 32 eingeleiteten axialen Spannkraft radial
nach innen nachgeben. Dadurch geben die Schrägflächen 68, 69
ihre Abstützposition gegenüber den Gegenschrägen 70, 72 des
Spannrings 76 frei, so daß sich dieser gemeinsam mit dem
Stützflansch 74 axial weg von der Schleifscheibe 76 bewegen
kann. Dadurch wird die auf die Sicherungsmutter 32 wirkende
axiale Spannkraft so stark reduziert, daß die Sicherungsmut
ter 32 leicht von Hand vom Außengewinde 30 ohne Hilfswerk
zeug abschraubbar ist.
Nach dem Losdrehen der Sicherungsmutter 32 bewegt sich die
beim Auslösen des Betätigungsglieds 38 gespannte Druckfeder
60 und somit auch das Halteteil 58 in die Ursprungslage zu
rück. Das Halteteil 58 bewegt mit seiner Querfläche 57 die
Rollen 50, 52 aus den Ausweichräumen 55, 57 in ihre Spann
stellung an den Stützflächen 51, 53 der Keile 54, 56 zurück.
Der Druckknopf 42 wird durch die Zugfeder 46 nach jedem Be
tätigen in seine Ausgangslage zurückbewegt. Damit ist gesi
chert, daß beim Drehen der Arbeitsspindel 20 das Teil 44
nicht das Betätigungsglied 38 reibend berührt.
Die Wirkung der Keilflächen 67 bzw. 75 zwischen dem Spann
ring 66 und dem Stützflansch 74 als Scheibenablaufsicherung
ist durch die DE-OS 41 31 514 bekannt: Beim starken, insbe
sondere schlagartigen Abbremsen der Arbeitsspindel 20 sucht
sich die Schleifscheibe 76 gegenüber dem Stützflansch 74 und
der Sicherungsmutter 32 zu drehen. Dabei nimmt sie den
Stützflansch 74 und die Sicherungsmutter 32 drehend mit. Der
Stützflansch 74 bewegt sich infolge der aufeinander aufglei
tenden Ringkeilflächen 75′, 76 axial gegen die Schleifschei
be 76 und gegen die Sicherungsmutter 32. Damit wird verhin
dert, daß die Schleifscheibe 76 durch trägheitsbedingtes
Weiterdrehen die Sicherungsmutter 32 und damit sich selbst
ungewollt vom Winkelschleifer 10 löst. Damit wird die Ge
fährdung von Personen und Gegenständen in der Nähe des Ar
beitsortes, an dem der Winkelschleifer 10 verwendet wird,
ausgeschlossen.
Bei einem nicht dargestellten Ausführungsbeispiel der Erfin
dung wird der Ausweichraum für die Rollen auf einer bündig
zu den Abstützflächen der Rollen angeordneten Schicht ela
stisch verformbaren bzw. verdrängbaren Materials gebildet.
Dadurch ist ein weicherer Lösevorgang beim Auslösen des Be
tätigungsgliedes möglich. Außerdem werden durch die elasti
sche Werkstoffschicht Federmittel gebildet, die die Rollen
in die Spannstellung an die Stützflächen der Keile zurück
zubewegen suchen.
Claims (9)
1. Handwerkzeugmaschine mit einer Arbeitsspindel (20), die
ein scheibenförmiges, Werkzeug (76) lösbar zwischen zwei
Spannflanschen (32; 74) trägt, von denen einer mit Hilfe
eines Betätigungsgliedes (38) durch Freigabe mindestens ei
nes ihn gegen axiales Verschieben auf der Arbeitsspindel
(20) sichernden Stützmittels (50; 52; 54; 56) vom Einspann
druck für das Werkzeug (76) insbesondere schlagartig, ent
lastbar ist, wobei die in einem Raum zwischen der Arbeits
spindel (20) und dem Spannflansch (74) eingebrachten Stütz
mittel in Gestalt mindestens zweier Rollkörper (50; 52) in
einen Ausweichraum (55; 57) bewegbar sind, dadurch gekenn
zeichnet, daß die Rollkörper (50; 52) in der Spannposition
an Stützflächen (51; 53) eines Stützkörpers (54; 56) anlie
gen, der in einer Querbohrung (62) der Arbeitsspindel (20)
radial verschiebbar geführt ist und der mit mindestens einer
Kegelmantel-Schrägfläche (70; 72) eine dazu parallele Fläche
(68; 69) eines sich axial am Spannflansch (74) axial ver
schieblich abstützenden Spannrings (66) beaufschlagt, wobei
die Stützkörper (54; 56) neben den Stützflächen (51; 53) je
einen Ausweichraum (55; 57) tragen, in welchen die Rollkör
per (50; 52) - zum Mindern des Spanndruckes ohne Hilfswerk
zeug - mit dem Betätigungsglied (38) gegen die Wirkung einer
Feder (60) von den Stützflächen (51; 53) aus hineinrollbar
sind, um so zumindest teilweise den Stützkörper (54; 56) für
eine begrenzte radiale Verschiebung freizugeben.
2. Handwerkzeugmaschine nach Anspruch 1, dadurch gekenn
zeichnet, daß ein Betätigungsknopf (42), insbesondere dreh
fest, vom Betätigungsglied (38) axial beabstandet, auf der
dem Werkzeug (76) abgewandten Seite des Winkelschleifers
(10) angeordnet ist.
3. Handwerkzeugmaschine nach Anspruch 1 oder 2, dadurch ge
kennzeichnet, daß der Ausweichraum (55, 57) eine Negativkon
tur der Wölbung der Rollkörper (50, 52) aufweist.
4. Handwerkzeugmaschine nach einem der vorhergehenden An
sprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Rollkörper (50, 52)
am Betätigungsglied (38) und den Keilen (54, 56) abrollbar
angeordnet sind.
5. Handwerkzeugmaschine nach einem der vorhergehenden An
sprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Stützflansch (74)
mit Mitteln versehen ist, die ihn beim Verdrehen gegenüber
der Arbeitsspindel in deren Drehrichtung beim Betrieb der
Handwerkzeugmaschine axial zur Sicherungsmutter (32) bzw.
zur Schleifscheibe (76) hin verschieben und als Scheiben
ablaufsicherung dienen.
6. Handwerkzeugmaschine nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, daß anstelle des Ausweich
raumes (55, 57) elastisch verform- oder verdrängbares
Material (Werkstoff) mit einer bestimmten Schichtdicke an
den Keilen (54, 56) angeordnet ist.
7. Handwerkzeugmaschine nach einem der vorhergehenden An
sprüche, dadurch gekennzeichnet, daß ein axialer Bereich des
Betätigungsgliedes (38), insbesondere des Zweiflachs (48),
mit Ausweichräumen bzw. einer bündigen Schicht elastisch
verdrängbaren Werkstoffs versehen ist, benachbart zu den
Flächen, an denen sich die Rollen (50, 52) in der Spann
stellung abstützen und die sie in der Lösestellung einneh
men.
8. Handwerkzeugmaschine nach einem der vorhergehenden An
sprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Betätigungsglied
(38) zum Verschieben der Rollen in die Lösestellung dient
und daß ein durch das Betätigungsglied verschiebbares Hal
teteil (58) (gesondertes) zum Zurückbefördern der Rollen
(50, 52) in die Spannposition dient.
9. Handwerkzeugmaschine nach einem der vorhergehenden An
sprüche, dadurch gekennzeichnet, daß als Verdrehsicherung
zwischen der Arbeitsspindel (20) und dem Spannring (66) die
Keile (54, 56) dienen.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE19944426969 DE4426969B4 (de) | 1994-07-29 | 1994-07-29 | Handwerkzeugmaschine mit einer ein scheibenförmiges, lösbar befestigtes Werkzeug tragenden Arbeitsspindel |
Applications Claiming Priority (1)
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DE19944426969 DE4426969B4 (de) | 1994-07-29 | 1994-07-29 | Handwerkzeugmaschine mit einer ein scheibenförmiges, lösbar befestigtes Werkzeug tragenden Arbeitsspindel |
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