DE4426969A1

DE4426969A1 - Handwerkzeugmaschine mit einer ein scheibenförmiges, lösbar befestigtes Werkzeug tragenden Arbeitsspindel

Info

Publication number: DE4426969A1
Application number: DE19944426969
Authority: DE
Inventors: Manfred Kirn
Original assignee: Robert Bosch GmbH
Current assignee: Robert Bosch GmbH
Priority date: 1994-07-29
Filing date: 1994-07-29
Publication date: 1996-02-01
Anticipated expiration: 2014-07-30
Also published as: DE4426969B4

Description

Stand der Technik

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.

Vorteile der Erfindung

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.

Zeichnung

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.

Beschreibung des Ausführungsbeispiels

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

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.