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Die
vorliegende Erfindung bezieht sich allgemein auf das Gebiet der
kraftangetriebenen Drehwerkzeuge. Insbesondere bezieht sich die
vorliegende Erfindung auf einen werkzeuglosen Mechanismus zum Klemmen
von austauschbarem Drehwerkzeugzubehör wie Schleifscheiben, Kreissägenblättern usw.
gemäß dem Oberbegriff
von Anspruch 1. Eine derartige Klemmanordnung ist aus der
US-A-6050741 bekannt.
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Bei
verschiedenen Arten von kraftangetriebenen Drehwerkzeugen muss ein
Benutzer ein Werkzeugzubehör,
wie eine Schleifscheibe, gezielt anbringen. Im Verlauf eines bestimmten
Projekts oder eines bestimmten Arbeitszeitraums ist es möglich, dass
verschiedenes derartiges Zubehör
verwendet und abgenutztes oder beschädigtes Zubehör ausgetauscht
werden muss. Praktisches Entfernen und Ersetzen des austauschbaren
Werkzeugzubehörs
ist daher wünschenswert.
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Zum
Klemmen derartiger Zubehörscheiben kommen
verschiedene Verfahren zur Anwendung. Bei gegenwärtigen Ausgestaltungen von
Schleifmaschinen beispielsweise hat eine ersetzbare Schleifscheibe
ein Loch in der Mitte. Das Loch in der Schleifscheibe passt über das
Ende der Ausgangswelle oder der Antriebsspindel der Schleifmaschine,
wobei die Ebene der Schleifscheibe quer zur Achse der Welle liegt. Über eine
gewisse radiale Strecke hinweg liegt die Innenfläche der Scheibennabe an einem
flachen Absatz der Welle oder einer inneren Unterlegscheibe, die
mit der Welle verbunden ist, an.
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Herkömmlicherweise
ist die Schleifscheibe mit einer über ein Gewindeende der Antriebsspindel geschraubte
Sicherungsmutter gegen den Absatz oder die innere Unterlegscheibe
festgeklemmt. Zwischen die Mutter und die Nabe der Schleifscheibe kann
eine äußere Unterlegscheibe
gelegt werden. Beim Austausch von Schleifscheiben muss die Mutter
gelockert und entfernt werden. Das Anziehen und Lockern der Mutter
kann teilweise von Hand erfolgen, aber aufgrund der Größe und der
Form der Mutter ist ein ordnungsgemäßes Anziehen und ein darauffolgendes
anfängliches
Lockern rein von Hand schwierig und/oder umständlich. Daher muss ein Schraubenschlüssel oder
ein ähnliches
Werkzeug verwendet werden, um ein ausreichendes Drehmoment auf die
Sicherungsmutter aufzubringen.
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Beim
Anziehen oder Lockern der Mutter muss außerdem verhindert werden, dass
sich die Welle/Spindel dreht, da eine relative Bewegung zwischen
der Mutter und der drehbaren Spindel sonst schwer zu erzielen wäre. Herkömmlicherweise
muss die Bedienperson während
des Lockerns und des Anziehens sowohl die Welle/Spindel als auch
die Mutter gleichzeitig mit zwei getrennten Schraubenschlüsseln o. Ä. ergreifen.
Dann wird ein Drehmoment auf die Mutter aufgebracht, während die
Welle festgehalten wird. Das ist ein ohnehin umständlicher Vorgang,
der dadurch, dass auch noch das Gewicht des Werkzeugs gestützt werden
muss, noch umständlicher
wird.
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In
letzter Zeit sind Werkzeuge mit einem Verriegelungsmechanismus ausgestaltet
worden, mit dem die Welle/Spindel bezüglich des Werkzeuggehäuses verriegelt
wird. Somit kann die Drehung der Welle verhindert werden, indem
einfach die eingebaute Wellenverriegelung verwendet wird. Bei einem derartigen
kraftangetriebenen Werkzeug muss zum Lockern oder Anziehen der Mutter
nur ein Schraubenschlüssel
eingesetzt werden.
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Schon
die Notwendigkeit des Einsatzes eines Handwerkzeugs zum Austausch
von Schleifscheiben ist jedoch unpraktisch. Wenn beispielsweise
eine Ersatzscheibe benötigt
wird, muss der Werkzeugbenutzer seine Arbeit unterbrechen und einen Schraubenschlüssel holen,
der nicht unbedingt immer zur Hand ist.
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Damit
der Ersatz einer Schleifscheibe ohne Werkzeug erfolgen kann, sind
mehrere Klemmvorrichtungen erfunden worden, die von Hand angezogen
und gelockert werden können.
Derartige bekannte Vorrichtungen haben mehrere Nachteile; unter
anderem stört
die Höhe
der Klemmvorrichtung beim Einsatz des Schleifwerkzeugs, die Klemmvorrichtung zieht
sich nicht selbst während
des Betriebs an, oder sie lässt
sich nicht ohne Weiteres von Hand lösen, selbst wenn sie sich selbst
anzieht, und die Eingliederung einer Rutschkupplungswirkung, um
zu starkes Anziehen zu verhindern.
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Ein
Beispiel einer derartigen schnellwirkenden Klemmvorrichtung wird
in dem
U.S.-Patent Nr. 5 707
275 von Preis et al. beschrieben, die in der von der INA
Wälzlager
Schaeffler oHG hergestellten FIXTEC
® Schnellsicherungsmutter
ausgeführt
ist. Die Klemmvorrichtung nach der
US
5 707 275 hat eine Rutschkupplungswirkung, dank derer zwar
ein zu starkes Anziehen der Klemmvorrichtung verhindert wird, durch
die aber auch das nutzbare Drehmoment der Schleifmaschine unnötigerweise
beschränkt wird.
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In
der
US 6 050 741 wird
eine Sicherungsmutter mit einem Körper beschrieben, der auf die
mit einem Gewinde versehene Ausgangswelle eines kraftangetriebenen
Werkzeugs aufgeschraubt wird. Die Sicherungsmutter weist einen Betriebsring
auf, bei dem Rampenflächen
und Kugellager zum Einsatz kommen, um das Drehmoment, das aufgebracht wird,
wenn die Mutter auf das Werkzeug aufgeschraubt wird, in eine axiale
Bewegung eines Flanschelements zu verwandeln.
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Daher
besteht eine Aufgabe der Erfindung darin, eine verbesserte Vorrichtung
zum einfachen und zuverlässigen
axialen Klemmen einer Werkzeugzubehörscheibe wie einer kreisförmigen Schleifscheibe
ohne den Einsatz von irgendwelchen Handwerkzeugen bereitzustellen.
Weitere Ziele der vorliegenden Erfindung sind:
- • eine kompakte
Auslegung mit geringer Höhe,
- • einfach
geformte und leicht herzustellende Teile,
- • niedrige
Herstellungskosten
- • Selbstanziehen
unter Last ohne Verlust der Möglichkeit
des Lockerns von Hand.
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Diese
und andere Aufgaben der Erfindung werden erfindungsgemäß mit einer
Klemmanordnung mit den Merkmalen von Anspruch 1 gelöst. Eine derartige
Anordnung ist aus gestapelten Bauteilen aufgebaut, die aus einer
ersten Stellung mit einer ersten Schichthöhe in eine zweite Stellung
mit einer zweiten Schichthöhe,
die geringer als die erste Schichthöhe ist, manipuliert werden
können.
Die Klemmanordnung wird installiert und in die erste Stellung mit
der größeren Schichthöhe angezogen.
Nach dem Anziehen würde
das Aufschrauben aufgrund der axialen Reaktionslast auf der Klemmanordnung ein
bedeutendes Drehmoment erfordern. Indem die Anordnung zuerst in
die zweite Stellung manipuliert und dadurch die Schichthöhe der Anordnung
verringert wird, wird jedoch die axiale Reaktionslast bedeutend
reduziert. Das zum Aufschrauben der Vorrichtung notwendige Drehmoment
ist somit auf ein Niveau reduziert, bei dem ein Aufbringen von Hand möglich ist.
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Bei
einer bevorzugten Ausführungsform weist
die Klemmanordnung einen Klemmflansch auf, der axial nach innen
gegen die Nabe der Schleifscheibe positioniert ist. Ein erster Rollenkäfig ist
axial außerhalb
des Klemmflansches aufgesetzt. Der Rollenkäfig hat mehrere winkelmäßig beabstandete
Löcher.
Ein erster Satz Rollelemente ist drehbar in den Löchern befestigt.
Bei den Rollelementen kann es sich um Nadellager handeln, die die
axiale Last verteilen und die Gesamtstapelhöhe der Klemmanordnung minimieren;
es kommen aber auch andere Lagerarten in Frage. Axial außerhalb
des ersten Rollenkäfigs
ist eine mittlere Druckplatte aufgesetzt, die ebenfalls mehrere
winkelmäßig beabstandete
Löcher hat,
deren Anzahl der der Rollelemente entspricht. Anstatt der Löcher könnten sich entsprechend
beabstandete Einbuchtungen angemessener Größe auf gegenüberliegenden
Seiten der mittleren Druckplatte befinden.
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Axial
außerhalb
der mittleren Druckplatte ist ein zweiter Rollenkäfig aufgesetzt,
der mehrere winkelmäßig beabstandete
Löcher
hat. In den Löchern des
zweiten Rollenkäfigs
befindet sich ein zweiter Satz Rollelemente. Der erste und der zweite
Rollenkäfig
sind verbunden, so dass sie sich gemeinsam drehen, wobei die beiden
Sätze Rollelemente
axial fluchten. Diese Verbindung kann mittels einer Kombination
aus Nase und Schlitz am Außenumfang
der Rollenkäfige
erfolgen.
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Die
mittlere Druckplatte liegt zwischen den Rollenkäfigen und kann sich bezüglich dieser
drehen. Ein Vorspannmittel spannt die mittlere Druckplatte in Drehrichtung
in eine Bereitschafts- oder Verriegelungsstellung bezüglich der
Rollenkäfige
vor, wobei die beiden Sätze
Rollelemente nicht in den Löchern
der mittleren Druckplatte, sondern auf den gegenüberliegenden flachen Flächen der
mittleren Druckplatte ruhen. Als Vorspannmittel können Federn
in Frage kommen.
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Axial
außerhalb
des zweiten Rollenkäfigs
ist eine Flanschmutter mit einer axial vorstehenden Nabe aufgesetzt.
Die Nabe ist mit der Welle des Schleifwerkzeugs in Schraubeingriff
bringbar. Der Klemmflansch ist drehfest mit der Flanschmutter verriegelt,
aber zwischen ihnen besteht begrenzte axiale Bewegung. Der Dreheingriff
des Klemmflansches und der Flanschmutter lässt sich durch den Einsatz von
zusammenpassenden Doppel-D-Flächen
in der Nähe
des radial inneren Umfangs der beiden Elemente erreichen.
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Zwischen
dem Klemmflansch und der Flanschmutter liegt drehbar ein Ringbund,
der die aufgesetzte mittlere Druckplatte und die Rollenkäfige umgibt.
Der Außenumfang
des Ringbunds hat eine Grifffläche.
Innerhalb des Innenumfangs des Ringbunds können sich die miteinander verriegelten
Rollenkäfige
drehen. Die mittlere Druckplatte ist mit dem Ringbund verbunden,
so dass sich die Druckplatte dreht, wenn sich der umgebende Ringbund
dreht. Diese Verbindung lässt
sich mittels einer Kombination aus Nase und Schlitz zwischen dem
Innenumfang des Ringbunds und dem Außenumfang der mittleren Druckplatte
erreichen.
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In
ihrer Bereitschafts- oder Verriegelungsstellung ist die mittlere
Druckplatte in Drehrichtung so durch die Federn vorgespannt, dass
die Rollelemente zwar in ihren jeweiligen Löchern in den Rollenkäfigen, aber
außerhalb
der Löcher
in der mittleren Druckplatte liegen und ihre flachen Flächen sich
berühren.
Somit hat die Unterbaugruppe aus den Rollenkäfigen, den Rollelementen und
der mittleren Druckplatte in der Bereitschafts- oder Verriegelungsstellung
eine erste Schichthöhe.
Dementsprechend hat die gesamte Klemmanordnung eine Bereitschafts-
oder Verriegelungshöhe.
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Zur
Installierung der Klemmanordnung auf der Schleifmaschinenwelle ergreift
der Benutzer den Ringbund und dreht ihn im Uhrzeigersinn, um die
Anordnung auf die Welle zu schrauben. Die Drehung des Ringbunds
wird auf die mittlere Druckplatte übertragen. Die Drehung der
mittleren Druckplatte wird durch ein Drehmomentübertragungsmittel auf die Flanschmutter übertragen.
Durch die Drehung der Flanschmutter bewegt sich ihr Gewinde axial
die mit einem Gewinde versehene Schleifmaschinewelle hinunter.
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Das
Drehmomentübertragungsmittel
gestattet eine gewisse begrenzte Drehbewegung zwischen der mittleren
Druckplatte und der Flanschmutter. Das Drehmomentübertragungsmittel
kann einen Vorsprung am Innenumfang der mittleren Druckplatte aufweisen,
der mit einer flachen Fläche
an der Nabe der Flanschmutter eingreifen kann. Beim Anziehen im
Uhrzeigersinn berührt
der Vorsprung die flache Fläche
an einem ersten Punkt; wenn jedoch zum Lockern gegen den Uhrzeigersinn
umgeschaltet wird, muss sich die mittlere Druckplatte so lange bezüglich der Flanschmutter
drehen, bis der Vorsprung mit der flachen Fläche an einem zweiten Punkt
eingreift.
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Als
Alternative kann das Drehmomentübertragungsmittel
die Form einer Blattfeder am Innenumfang der mittleren Druckplatte
haben. Beim Anziehen nimmt der Innenumfang der mittleren Druckplatte
die Nabe in Eingriff und versetzt die Flanschmutter in Drehung.
Beim Lockern gegen den Uhrzeigersinn berührt jedoch die Blattfeder die
Nabe der mittleren Druckplatte und gestattet eine begrenzte Drehung der
mittleren Druckplatte bezüglich
der Flanschmutter, indem sie zusammengedrückt wird.
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Wenn
die Klemmanordnung an der Welle hinuntergeschraubt wird, berührt der
Klemmflansch die Nabe der Schleifscheibe. Durch weiteres Anziehen der
Anordnung wird die Schleifscheibe mit einer Klemmkraft beaufschlagt,
und eine entsprechende axiale Reaktionskraft wird in den Klemmflansch übertragen.
Die axiale Reaktionskraft wird vom Klemmflansch über den ersten Satz Rollelemente,
dann die mittlere Druckplatte, dann den zweiten Satz Rollelemente
und schließlich
in die Flanschmutter übertragen.
Die Flanschmutter überträgt die axiale
Reaktionskraft über
ihr Gewinde in die Schleifmaschinenwelle.
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Obwohl
die Klemmanordnung anfangs nur von Hand angezogen wurde, bewirkt
der Betrieb der Schleifmaschine, dass sie sich selbst anzieht. Während des
Betriebs wird die durch Rutschen verursachte Drehung der Schleifscheibe
durch Reibung auf den Klemmflansch übertragen. Die so dem Klemmflansch
verliehene Drehung wird auf die Flanschmutter übertragen und bewirkt, dass
das Gewinde an der Schleifmaschinenwelle hinunterläuft, wodurch
die durch die Klemmanordnung ausgeübte Klemmkraft erhöht wird,
bis die Schleifscheibe nicht mehr rutscht.
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Zum
Lockern der Klemmanordnung ergreift der Benutzer den Ringbund und
dreht ihn gegen den Uhrzeigersinn. Durch das Drehen des Ringbunds dreht
sich auch die mittlere Druckplatte. Aufgrund des oben beschriebenen
Drehmomentübertragungsmittels
liegt zwischen der mittleren Druckplatte und der Flanschmutter ein
gewisses Maß an
Drehbewegungsverlust vor. Daher können sich die mittlere Druckplatte
und der verbundene Ringbund anfangs ohne Aufbringen des Drehmoments
drehen, das ansonsten zur Überwindung
der axialen Reaktionskraft auf der Flanschmutter notwendig wäre.
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In
diesem begrenzten Drehbereich dreht sich die mittlere Druckplatte
bezüglich
der Rollenkäfige. Der
erste Satz Rollelemente rollt zwischen der mittleren Druckplatte
und dem Klemmflansch, und der zweite Satz Rollelemente rollt zwischen
der mittleren Druckplatte und der Flanschmutter. Die Rollelemente rollen
trotz des auf sie ausgeübten
Drucks die flachen Flächen
der mittleren Druckplatte entlang, bis sie in deren Löcher hineinrollen.
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Mit
den Rollelementen in den Löchern
der mittleren Druckplatte und nicht auf deren flachen Flächen ist
die Klemmanordnung in der unverriegelten Stellung. In der unverriegelten
Stellung hat die Unterbaugruppe aus Rollenkäfigen, Rollelementen und mittlerer
Druckplatte eine zweite Schichthöhe.
Die Schichthöhe
der unverriegelten Stellung ist geringer als die Schichthöhe der oben
beschriebenen Bereitschafts- oder Verriegelungsstellung. Die mittlere Druckplatte
ist so dick, dass die durch den Klemmflansch ausgeübte Klemmkraft
wesentlich verringert ist, wenn sich die Rollelemente in den Löchern der mittleren
Druckplatte und nicht auf den flachen Flächen befinden. Da die auf die
Klemmanordnung wirkende axiale Reaktionskraft entsprechend reduziert ist,
kann das Übertragungsmittel
nun die Flanschmutter in Eingriff nehmen, die sich ohne Weiteres von
Hand abschrauben lässt.
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Während des
Lockerungsvorgangs verursacht die relative Drehbewegung zwischen
der mittleren Druckplatte und den miteinander verriegelten Rollenkäfigen das
Zusammendrücken
der Federn. Wenn die Flanschmutter gelockert und die axiale Reaktionskraft
zwischen den Elementen der Klemmanordnung reduziert ist, bewirkt
die Feder, dass sich die mittlere Druckplatte bezüglich der
Rollenkäfige
dreht. Die Rollelemente rollen aus den Löchern in der mittleren Druckplatte
heraus und kehren in die oben beschrieben Bereitschaftsstellung
auf den flachen Flächen
der mittleren Druckplatte zurück.
In dieser Bereitschaftsstellung ist die Klemmanordnung zum Wiedereinbau
und zum Anziehen bereit.
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Bei
einer besonderen Ausführungsform
kann die flache Fläche
der mittleren Druckplatte eine Abfasung am Rand ihrer Löcher aufweisen.
Während
des Lockerns reduziert die Abfasung die Rollreibung, die auf die
Rollelemente wirkt, während
diese über
die flachen Flächen
zu den Löchern
hin rollen. Durch diese Verringerung der Rollreibung verringert
sich das anfängliche
Entriegelungsdrehmoment, das die Betriebsperson während des
Lockerns von Hand auf den Ringbund aufbringen muss, wodurch sich
die Klemmanordnung leichter entriegeln lässt. Die genaue Form und die
genauen Abmessungen der Abfasung sowie die Anzahl von Löchern, die
eine Abfasung aufweisen, lassen sich so wählen, dass das vom Konstrukteur
gewünschte
Entriegelungsdrehmoment erzielt wird.
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Aus
der Lektüre
der folgenden ausführlichen Beschreibung
werden unter Bezug auf die Zeichnungen zusätzliche Ausführungsformen
ersichtlich.
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1 ist
eine Explosionsdarstellung einer erfindungsgemäßen Klemmanordnung,
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2 ist
eine perspektivische Ansicht der Klemmanordnung aus 1,
die an einem beispielhaften Schleifwerkzeug installiert ist,
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3 ist
eine perspektivische Ansicht eines Abschnitts der Klemmanordnung
aus 1 in der Verriegelungsposition,
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4 ist
eine Seitenansicht des Abschnitts gemäß 3 der Klemmanordnung
aus 1,
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5 ist
eine perspektivische Ansicht eines Abschnitts der Klemmanordnung
aus 1 in der Entriegelungs- oder Freigabeposition,
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6 ist
eine Seitenansicht des Abschnitts gemäß 5 der Klemmanordnung
aus 1,
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7 ist
eine Explosionsdarstellung einer alternativen Ausführungsform
einer erfindungsgemäßen Klemmanordnung,
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8 ist
eine perspektivische Ansicht in Großaufnahme eines Abschnitts
der mittleren Druckplatte mit in Durchsicht dargestellten Rollelementen gemäß der alternativen
Ausführungsform
aus 7,
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9 ist
eine Großaufnahme
eines Abschnitts der mittleren Druckplatte und eines Verriegelungselements
gemäß der alternativen
Ausführungsform
aus 7 von oben,
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10 ist
eine perspektivische Ansicht einer mittleren Druckplatte der alternativen
Ausführungsform
aus 7, und
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11 ist
eine perspektivische Ansicht der Rückseite der mittleren Druckplatte
aus 10.
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Die
vorliegende Erfindung stellt eine manuelle Klemmanordnung für kraftangetriebene
Drehwerkzeuge bereit, bei denen sich drehendes Zubehör wie Schleifscheiben
und Kreissägenblätter zum
Einsatz kommt. In den Zeichnungen werden zwar verschiedene Ausführungsformen
einer Klemmanordnung für eine
tragbare Schleifmaschine gezeigt, aber für Fachleute ist offensichtlich,
dass der Schutzumfang der Erfindung nicht darauf beschränkt ist.
In dieser Hinsicht versteht es sich, dass die Lehren der vorliegenden
Erfindung ohne Weiteres an den Einsatz mit jedem Werkzeug angepasst
werden können,
das gegenwärtig
eine Klemmanordnung aus Gewindebolzen oder Gewindemutter und Unterlegscheibe
zum Halten von Drehwerkzeugzubehör
(z. B. Schleifmaschinen, Glattschleifmaschinen, Handkreissägen, Kreissägen usw.)
aufweist. Die vorliegende Erfindung wird zwar außerdem in der ganzen Schrift
auf eine Scheibe oder ein Blatt bezogen beschrieben, sie ist aber
an beliebiges austauschbares Werkzeugzubehör anpassbar, das dazu ausgelegt
ist, sich um eine mittlere Nabe zu drehen.
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Unter
allgemeinem Bezug auf die Zeichnungen, in denen identische oder
entsprechende Elemente mit ähnlichen
Bezugszahlen versehen sind, und unter besonderem Bezug auf 1 und 2 wird
eine manuelle Klemmanordnung gezeigt, die die Bezugszahl 10 trägt. Die
Klemmanordnung 10 wirkt mit einem kraftangetriebenen Drehwerkzeug
zusammen, das allgemein die Bezugszahl 100 trägt, um scheibenförmiges Zubehör für kraftangetriebene Werkzeuge,
hier eine Schleifscheibe 120, zu klemmen und zu halten.
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Die
besondere gezeigte Klemmanordnung ist aus gestapelten Bauteilen
einschließlich
eines Klemmflansches 20 aufgebaut, der axial nach innen gegen
die axial äußere Nabe
der Schleifscheibe 120 positioniert ist. Der Klemmflansch 20 hat
die Form einer ringförmigen
Scheibe, deren innerer Ring 22 eine Doppel-D-Konfiguration
hat.
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Axial
außerhalb
des Klemmflansches 20 ist ein erster Rollenkäfig 30 aufgesetzt.
Der Rollenkäfig 30 hat
die Form einer dünnen
ringförmigen
Scheibe. Der Rollenkäfig 30 hat
mehrere sich radial erstreckende und winkelmäßig beabstandete rechteckige Löcher 32.
Vier Schlitze 36 sind winkelmäßig um den Außenumfang 34 des
ersten Rollenkäfigs 30 beabstandet.
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Ein
erster Satz Rollelemente 42 ist so in den Löchern 32 angeordnet,
dass eine Drehung gestattet ist. Bei den Rollelementen 42 kann
es sich um Nadellager handeln.
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Axial
außerhalb
des ersten Rollenkäfigs 30 ist
eine mittlere Druckplatte 50 aufgesetzt. Die mittlere Druckplatte 50 hat
die Form einer flachen ringförmigen
Scheibe, die mehrere sich radial erstreckende und winkelmäßig beabstandete
rechteckige Löcher 52 hat,
deren Anzahl der der Rollelemente 42 entspricht. In der
Nähe des
Innenumfangs 54 der mittleren Druckplatte 50 sind
zwei radial nach innen vorstehende Vorsprünge 56 mit einem Abstand
von ungefähr
180° angeordnet.
Im Außenumfang 55 der
mittleren Druckplatte 50 befindet sich ein Schlitz 58.
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Axial
außerhalb
der mittleren Druckplatte ist ein zweiter Rollenkäfig 60 aufgesetzt.
Der zweite Rollenkäfig 60 hat
die Form einer dünnen
ringförmigen Scheibe,
die mehrere sich radial erstreckende und winkelmäßig beabstandete rechteckige
Löcher 62 hat.
Vier Nasen 66 sind winkelmäßig um den Außenumfang 64 des
zweiten Rollenkäfigs 60 beabstandet.
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Ein
zweiter Satz Rollelemente 44 ist so in den Löchern 62 angeordnet,
dass eine Drehung gestattet ist. Die Nasen 66 nehmen die
Schlitze 36 im ersten Rollenkäfig 30 in Eingriff,
um die beiden Rollenkäfige 30 und 60 auszurichten
und in Drehrichtung zu verriegeln, so dass die beiden Sätze Rollelemente 42 und 44 axial
fluchten. Die mittlere Druckplatte 50 liegt zwischen den
Rollenkäfigen 30 und 60 und
kann sich bezüglich
dieser drehen.
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Zwischen
dem Außenumfang 55 der
mittleren Druckplatte 50 und dem Außenumfang 64 des zweiten
Rollenkäfigs 60 sind
Federn 90 verbunden. Die Federn 90 spannen die
mittlere Druckplatte 50 in Drehrichtung in die weiter unten
besprochene Verriegelungsstellung vor, in der die beiden Sätze Rollelemente 42 und 44 nicht
in den Löchern 52,
sondern auf den gegenüberliegenden
flachen Flächen 51 der mittleren
Druckplatte ruhen.
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Axial
außerhalb
des zweiten Rollenkäfigs 60 ist
eine Flanschmutter 70 in der Form einer ringförmigen Scheibe
mit einer axial nach innen vorragenden Nabe 72 aufgesetzt.
Der Innenumfang 74 der Nabe 72 hat ein Gewinde 76,
um die Gewindewelle 110 des Schleifwerkzeugs 100 in
Eingriff zu nehmen. Der Außenumfang 78 der
Nabe 72 hat eine Doppel-D-Konfiguration, die den doppel-D-förmigen inneren
Ring 22 des Klemmflansches 20 in Eingriff nimmt,
um die Flanschmutter 70 drehmäßig. mit dem Klemmflansch 20 zu
verriegeln. Ein nicht gezeigter Haltering kann die Flanschmutter 70 und
den Klemmflansch 20 mit begrenzter axialer Bewegung dazwischen
zusammenhalten.
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Zwischen
dem Klemmflansch 20 und der Flanschmutter 70 liegt
drehbar ein Ringbund 80, der die aufgesetzte mittlere Druckplatte 50,
die Rollenkäfige 30 und 60 und
die Rollelemente 42 und 44 umgibt. Der Außenumfang 81 des
Ringbunds 80 hat eine Greiffläche 82. Die miteinander
verriegelten Rollenkäfige 30 und 60 können sich
innerhalb des Innenumfangs 83 des Ringbunds 80 drehen.
Die mittlere Druckplatte 50 ist durch Eingriff der Nase 84 im Schlitz 58 mit
dem Ringbund 80 verbunden, so dass sich die Druckplatte
dreht, wenn sich der umgebende Ringbund dreht. Die Fuge zwischen
dem Klemmflansch und dem Ringbund und die Fuge zwischen der Flanschmutter
und dem Ringbund können
mit O-Ringen 89 abgedichtet
sein.
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Durch
eine Beschreibung des Betriebs der vorliegenden Erfindung wird diese
besser verständlich.
Zu Beginn der Installierung in der in 3 und 4 dargestellten Bereitschafts-
oder Verriegelungsstellung haben die Federn 90 die mittlere
Druckplatte 50 in Drehrichtung so vorgespannt, dass sich die
Rollelemente 42 und 44 zwar in ihren jeweiligen Löchern 32 und 62 in
den Rollenkäfigen 30 und 60, aber
außerhalb
der Löcher 52 befinden
und die flachen Flächen 51 der
mittleren Druckplatte 50 berühren. In der Bereitschaftsstellung
hat die Unterbaugruppe aus Rollenkäfigen 30 und 60,
Rollelementen 42 und 44 und mittlerer Druckplatte 50 eine
erste Schichthöhe
h1.
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Zur
Installierung einer Klemmanordnung 10 auf einer Schleifmaschinenwelle 110 ergreift
der Benutzer den Ringbund 80 und dreht ihn im Uhrzeigersinn,
um die Anordnung 10 auf die Welle 110 zu schrauben.
Das Drehen des Ringbunds 80 wird durch die Nase 84 und
den Schlitz 58 auf die mittlere Druckplatte 50 übertragen.
Nach einem bestimmten Grad an Drehbewegung nehmen die Vorsprünge 56 auf
der mittleren Druckplatte 50 die flache Fläche 79 des
in Doppel-D-Form ausgelegten Außenumfangs 78 der
Nabe 72 der Flanschmutter 70 in Eingriff, wodurch
die Drehung der mittleren Druckplatte auf die Flanschmutter übertragen
wird. Durch die Drehung der Flanschmutter 70 bewegt sich
das Gewinde 76 axial an der mit einem Gewinde versehenen
Schleifmaschinenwelle 110 nach unten, und die Drehung wird über den
verriegelten, in Doppel-D-Form ausgelegten Innenumfang 22 an
den Klemmflansch 20 übertragen.
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Während die
Klemmanordnung 10 angezogen wird, berührt die axial nach innen weisende
Fläche
des Klemmflansches 20 die Nabe der Schleifscheibe 120.
Durch weiteres Anziehen der Anordnung 10 wird eine Klemmkraft
auf die Schleifscheibe 120 ausgeübt. Eine entsprechende axiale
Reaktionskraft wird in den Klemmflansch 20 übertragen.
Die axiale Reaktionskraft wird vom Klemmflansch 20 über den
ersten Satz Rollelemente 42, dann die mittlere Druckplatte 50,
dann den zweiten Satz Rollelemente 44 schließlich in
die Flanschmutter 70 übertragen.
Die Flanschmutter 70 überträgt die axiale
Reaktionskraft über
das Gewinde 76 in die Schleifmaschinenwelle 110.
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Obwohl
die Klemmanordnung 10 anfangs nur von Hand angezogen wurde,
bewirkt der Betrieb der Schleifmaschine 100, dass sie sich
selbst anzieht. Während
des Betriebs wird eine durch Rutschen verursachte Drehung der Schleifscheibe 120 durch
Reibung auf den Klemmflansch 20 übertragen. Die so dem Klemmflansch 20 verliehene
Drehung wird über
die miteinander verriegelten Doppel-D-Elemente bei 22 und 79 auf
die Flanschmutter 70 übertragen.
Die so der Flanschmutter 70 verliehene Drehung bewirkt,
dass sich das Gewinde 76 an der Schleifmaschinenwelle 110 hinunter
anzieht, wodurch die durch die Klemmanordnung 10 ausgeübte Klemmkraft
erhöht
wird, bis die Schleifscheibe 120 nicht mehr rutscht.
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Zum
Lockern der Klemmanordnung 10 ergreift der Benutzer den
Ringbund 80 und dreht ihn gegen den Uhrzeigersinn. Das
Drehen des Ringbunds 80 wird über die Nase 84 und
den Schlitz 58 übertragen
und bewirkt, dass sich die mittlere Druckplatte 50 bezüglich der
Rollenkäfige 30 und 60 und gegen
die Kraft der Vorspannungsfeder 90 dreht. Während dieser
Relativbewegung rollt der erste Satz Rollelemente 42 zwischen
der mittleren Druckplatte 50 und dem Klemmflansch 20,
und der zweite Satz Rollelemente 44 rollt zwischen der
mittleren Druckplatte 50 und der Flanschmutter 70.
Die Rollelemente 42 und 44 rollen die flachen
Flächen 51 der
mittleren Druckplatte 50 entlang, bis sie in die Löcher 52 rollen.
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In
dieser in den 5 und 6 dargestellten
Freigabe- oder Entriegelungsstellung hat die Unterbaugruppe aus
Rollenkäfigen 30 und 60,
Rollelementen 42 und 44 und mittlerer Druckplatte 50 eine zweite
Schichthöhe
h2, die geringer als h1 ist.
Die Dicke 59 der mittleren Druckplatte 50 ist
so, dass die durch den Klemmflansch 20 ausgeübte Klemmkraft wesentlich
verringert ist, wenn sich die Rollelemente 42 und 44 in
den Löchern 52 befinden.
Da die auf die Klemmanordnung 10 wirkende axiale Reaktionskraft entsprechend
reduziert ist, lässt
sie sich ohne Weiteres von Hand abschrauben.
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Während des
Lockerungsvorgangs verursacht die relative Drehbewegung zwischen
der mittleren Druckplatte 50 und den miteinander verriegelten
Rollenkäfigen 30 und 60 das
Zusammendrücken der
Federn 90. Wenn die Flanschmutter 70 gelockert und
die axiale Reaktionskraft zwischen den Elementen der Klemmanordnung 10 reduziert
ist, bewirken die Federn 90, dass sich die Rollelemente 42 und 44 und
die Rollenkäfige 30 und 60 bezüglich der
mittleren Druckplatte 50 drehen. Die Rollelemente 42 und 44 rollen
aus den Löchern 52 heraus
und kehren in die oben beschrieben Bereitschaftsstellung auf den Flächen 51 der
mittleren Druckplatte 50 zurück. In dieser Bereitschaftsstellung
ist die Klemmanordnung 10 zum Wiedereinbau und zum Anziehen
bereit.
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Bei
einer in den 7 bis 11 dargestellten
besonderen Ausführungsform
kann die Fläche 51 der
mittleren Druckplatte 50 mit einer Abfasung 53 am
Rand der Löcher 52 hergestellt
sein. Während des
Lockerns kann die Abfasung 53 die Rollreibung, die auf
die Rollelemente 42 und 44 wirkt, während diese über die
Flächen 51 zu
den Löchern 52 hin
rollen, reduzieren. Durch diese Verringerung der Rollreibung verringert
sich das Entriegelungsdrehmoment, das die Betriebsperson während des
Lockerns von Hand auf den Ringbund 80 aufbringen muss,
wodurch sich die Klemmanordnung 10 leichter entriegeln
lässt.
Die genaue Form und die genauen Abmessungen der Abfasung 53 sowie
die Anzahl von Löchern 52,
die eine Abfasung 53 aufweisen, lassen sich so wählen, dass
das gewünschte,
von der Betriebsperson von Hand auszuübende Entriegelungsdrehmoment
erzielt wird.
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Aus
den 7 bis 11 geht ebenfalls hervor, dass
die Vorsprünge 56 auf
dem Innenumfang 54 der mittleren Druckplatte 50 durch
ein Blattfederelement 57 ersetzt wurden. Das Blattfederelement 57 liegt
bündig
an der flachen Fläche 79 an
der Nabe 72 der Flanschmutter 70 an. Der freitragende
Federendabschnitt 57A ist so ausgerichtet, dass der starre Abschnitt 57B während der
Installation und des Anziehens, wenn der Ringbund 80 im
Uhrzeigersinn gedreht wird, die Drehung direkt auf die flache Fläche 79 überträgt. Durch
diese Anordnung wird die oben beschriebene relative Drehung zwischen
der mittleren Druckplatte 50 und der Flanschmutter 70 eliminiert,
um die Vorsprünge 56 mit
der flachen Fläche 79 in
Berührung
zu bringen.
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Während des
Entriegelns der Ausführungsform
aus den 7-11 dreht
die Betriebsperson den Ringbund 80 gegen den Uhrzeigersinn,
wodurch die mittlere Druckplatte 50 direkt gedreht wird.
Das Blattfederelement 57 ist zwar in direktem Kontakt mit der
flachen Fläche 79,
aber der Federendabschnitt 57A wird unter dem Widerstand
der flachen Fläche 79 der
Flanschmutter 70, die immer noch belastet ist, radial nach
außen
abgelenkt. Die Ablenkung des Federendabschnitts 57A gestattet
ausreichende relative Bewegung der mittleren Druckplatte 50,
damit die Rollelemente 42 und 44 in die Entriegelungsstellung in
den Löchern 52 rollen
können.
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In
der obigen Beschreibung geht es zwar um bevorzugte Ausführungsformen
der Erfindung, aber es versteht sich, dass die Erfindung innerhalb
des Schutzbereichs der Ansprüche
modifiziert, variiert und geändert
werden kann. Insbesondere und wie oben besprochen kann sich die
Klemmanordnung an einem beliebigen kraftangetriebenen Drehwerkzeug befinden,
um scheibenartiges Zubehör
an die Ausgangsdrehwelle zu klemmen.