EP2185320B1 - Schutzvorrichtung - Google Patents

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Publication number
EP2185320B1
EP2185320B1 EP20080760638 EP08760638A EP2185320B1 EP 2185320 B1 EP2185320 B1 EP 2185320B1 EP 20080760638 EP20080760638 EP 20080760638 EP 08760638 A EP08760638 A EP 08760638A EP 2185320 B1 EP2185320 B1 EP 2185320B1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
energy absorption
protective device
absorption element
base body
energy
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Not-in-force
Application number
EP20080760638
Other languages
English (en)
French (fr)
Other versions
EP2185320A1 (de
Inventor
Cornelius Boeck
Joachim Schadow
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Robert Bosch GmbH
Original Assignee
Robert Bosch GmbH
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Robert Bosch GmbH filed Critical Robert Bosch GmbH
Publication of EP2185320A1 publication Critical patent/EP2185320A1/de
Application granted granted Critical
Publication of EP2185320B1 publication Critical patent/EP2185320B1/de
Not-in-force legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B24—GRINDING; POLISHING
    • B24B—MACHINES, DEVICES, OR PROCESSES FOR GRINDING OR POLISHING; DRESSING OR CONDITIONING OF ABRADING SURFACES; FEEDING OF GRINDING, POLISHING, OR LAPPING AGENTS
    • B24B55/00—Safety devices for grinding or polishing machines; Accessories fitted to grinding or polishing machines for keeping tools or parts of the machine in good working condition
    • B24B55/04—Protective covers for the grinding wheel
    • B24B55/05—Protective covers for the grinding wheel specially designed for portable grinding machines
    • B24B55/052—Protective covers for the grinding wheel specially designed for portable grinding machines with rotating tools
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B24—GRINDING; POLISHING
    • B24B—MACHINES, DEVICES, OR PROCESSES FOR GRINDING OR POLISHING; DRESSING OR CONDITIONING OF ABRADING SURFACES; FEEDING OF GRINDING, POLISHING, OR LAPPING AGENTS
    • B24B23/00—Portable grinding machines, e.g. hand-guided; Accessories therefor
    • B24B23/02—Portable grinding machines, e.g. hand-guided; Accessories therefor with rotating grinding tools; Accessories therefor
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10T—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER US CLASSIFICATION
    • Y10T83/00—Cutting
    • Y10T83/768—Rotatable disc tool pair or tool and carrier
    • Y10T83/7734—With guard for tool

Definitions

  • the invention relates to a protective device according to the preamble of claim 1.
  • the invention is based on a protective device, in particular for handheld power tools with a disk-shaped and rotating tool, with a base body.
  • the protective device comprises an energy absorption element which is coupled to the base body via a coupling which is fixed in a normal operation and in an emergency operation at least one rotational movement of the energy absorbing element allows the body.
  • the coupling takes place in at least one coupling point or at least one coupling region, wherein the rotational movement takes place within the coupling point or within the coupling region.
  • a "normal operation” is to be understood as meaning operation of a handheld power tool in which only energy from parts in contact with the energy absorption element acts on the energy absorption element up to a predetermined value.
  • An “emergency operation” is to be understood as meaning an operation of the handheld power tool in which energy of parts in contact with the energy absorption element acts above the predetermined value on the energy absorption element.
  • the protection device comprising the main body and the energy absorption element is preferably arranged around a disk-shaped and rotating tool of a hand tool, such as an angle grinder, so that sparks and / or material particles and / or in particular rotating and / or with large ones by the protective device during operation of the power tool Balanced outward fragments of a broken-in-operation disk, such as a grinding wheel, a cutting disc, etc., can be advantageously braked or energy, in particular kinetic energy of the particles can be reduced.
  • the basic body is in this case coupled in an endangered area with the energy absorption element by suitable measures such that the energy absorption element absorbs energy upon impact of tool fragments by the energy absorption element executing a rotational movement or a rotary movement to the main body.
  • an "energy absorbing element” is to be understood as an element that due to its material properties and the nature of its coupling with the body particularly good energy, especially kinetic energy, such as rotational energy, translational energy, heat, etc., of parts that come into contact with the energy absorbing element record.
  • the energy absorbing element alleviates the tendency of the body to twist under a sudden force effect by preventing the high material strength of the energy absorbing member from penetrating and locking the broken tool parts into the body.
  • the energy absorbing element which preferably consists of a tough, low-destructive material, thus has the task both to absorb a portion of the impinging force on the energy absorbing element when bursting the tool, as well as to protect the body from damage. In this way, a risk of injury to an operator of the power tool can advantageously be averted.
  • the coupling is made via a frictional, positive and / or material connection between the base body and the energy absorption element.
  • a frictional engagement is produced, for example, by a forming process on the interconnected guard parts at partial locations by means of press fit.
  • the static friction between the main body and the energy absorbing element overcome, and the two components can advantageously perform a relative movement to each other by a certain angular range. This absorbs some of the energy and reduces the velocity of the fragments leaving the guard.
  • the frictional connection is particularly simple and inexpensive to produce.
  • the connection of the base body and the energy absorption element takes place, for example, as a toothing.
  • the toothing initially prevents a displacement of the energy absorption element relative to the base body in the radial direction.
  • the abruptly occurring at breakage of the tool energy burst causes elastic or plastic deformation of this toothing and then advantageously allows a movement of the energy absorbing element in an angular range.
  • the two protective device parts are joined together by means of gluing, joining, welding, etc., so that the abruptly occurring energy burst during rupture of the tool causes a separation of the cohesive connection, whereby advantageously the relative movement of the energy absorbing element relative to the main body can take place. In this case, no additional fastening means are necessary.
  • connection has at least one predetermined separation point and / or at least one predetermined separation region.
  • a coupling point or a coupling region is to be understood by a “predetermined separation point” or by a “predetermined separation region” which is separated at a predetermined load of the protective device.
  • the predetermined separation point and / or the predetermined separation region is or are designed in such a way that, upon introduction of a energy pulse having a predetermined value into the energy absorption element, the rotational movement of the energy absorption element with respect to the main body occurs.
  • the energy absorbing element is in normal operation, i. at a burst of energy below the predetermined value, fixedly coupled to the body and leads only in emergency mode, i. at a burst of energy above the predetermined value, a rotational movement relative to the base body.
  • the energy absorption element is designed as an edge.
  • the energy absorbing element can be limited to a range that is preferably taken in the operation of a hand tool of sparks, material particles and / or fragments of broken tools.
  • the energy absorption element is adapted to an edge of the base body.
  • An "edge of the base body” is to be understood here as a partial region of the base body which is aligned parallel to a thickness of a tool, in particular a grinding or cutting disk, and is arranged around the tool on the base body in the circumferential direction.
  • the energy absorption element covers an angular range of a tool of 180 ° together with the base body.
  • a particularly advantageous shielding of sparks, material particles and / or fragments of a burst tool moving radially outwards with high energy is achieved for an operator of a handheld power tool with the protective device.
  • FIG. 1 shows in a sectional view of a protective device 10 according to the invention, in the form of a protective hood, which for a hand tool, not shown, such as an angle grinder, with a disc-shaped and rotating tool 12 (FIG. FIG. 2 ) is provided.
  • the protective device 10 comprises a base body 14 and a fastening unit 28.
  • the main body 14 is provided for protection of an operator of the power tool from sparks and / or material particles that arise during operation of the power tool.
  • the base body 14 is formed by a plate-shaped element 30 which has a semicircular design, wherein the plate-shaped element 30 has an angular range of approximately 180 ° of the tool 12 (FIG. FIG. 2 ) covers.
  • the element 30 is made of sheet steel.
  • it can also be made of a suitable natural hard Aluminum wrought alloy exist, which is particularly applicable when weight is to be saved.
  • other materials that appear appropriate to a person skilled in the art and that have sufficient strength and hardness, such as, for example, a carbon fiber construction, are conceivable for forming the main body 14.
  • a protective edge 34 formed as an edge is arranged on the base body 14, which is initially aligned perpendicular to the plate-shaped steel sheet 30 (FIG. FIG. 2 ).
  • aligned portion 36 of the protective edge 34 is followed perpendicular thereto, a further portion 38 of the protective edge 34, which is additionally aligned parallel to the plate-shaped steel sheet 30 ( FIG. 2 ).
  • the further portion 38 of the protective edge 34 also extends radially inwardly.
  • the two sections 36, 38 of the protective edge 34 and the plate-shaped steel sheet 30 are made in one piece in a sheet metal forming process.
  • the fastening unit 28 is arranged on the base body 14 ( FIGS. 1 and 2 ).
  • the fastening unit 28 comprises a tensioning band 42, which is formed from spring steel, and a tensioning unit 44.
  • the tensioning band 42 is ring-shaped and arranged around a semicircular edge 46 of the base body 14, wherein the semicircular edge 46 is perpendicular to the plate-shaped steel sheet 30 of the base body 14 is formed ( FIGS. 1 and 2 ).
  • the semicircular edge 46 of the main body 14 and the plate-shaped steel sheet 30 are made in one piece in a sheet metal forming process ( FIG. 2 ).
  • the tension band 42 is preferably welded to the base body 14. In principle, other connections that appear appropriate to the person skilled in the art between the tension band 42 and the base body 14 are also conceivable, for example a connection by a pressure joining method, etc.
  • the annular clamping band 42 is clamped by means of the clamping unit 44 about a receiving area, not shown, of a hand tool machine by shortening or widening a circumference of the annular clamping band 42 together with the clamping unit 44.
  • the connection of the base body 14 and the power tool is permanently locked by means of a clamping lever 48 designed as a hinge.
  • the annular clamping band 42 in the region of the clamping unit 44 has a rib-shaped locking element 50 which extends along a portion 52 of the annular clamping band 42 ( FIG. 1 ) and engages in a non-visible recess on a clamping neck of the power tool.
  • the rib-shaped locking element 50 is provided for locking the base body 14, so that the base body 14 is arranged non-rotatably about the disc-shaped and rotating tool 12 of the power tool.
  • the locking member 50 provides a coding function for a proper assignment of the protective device 10 to the power tool.
  • connection of the base body 14 with the power tool can also be made via a screw connection, not shown here, between the clamping band 42 and a gear flange of the hand tool machine, also not shown here.
  • a not-shown knob-shaped, located on the clamping band 42 element engages in a recess on the flange of the angle grinder and prevented by this positive locking a twisting of the guard on the flange.
  • an energy absorption element 16 is arranged between the subregion 38 of the protective edge 34 and the plate-shaped steel sheet 30 along the semicircular formation of the steel sheet 30 in an inner side 54 of the protective region 34 facing the tool 12 ( FIGS. 1 and 2 ), which is coupled to the base body 14, wherein the coupling is carried out firmly in normal operation and in emergency operation at least one rotational movement of the energy absorbing element 16 relative to the base body 14 allows.
  • the energy absorption element 16 is adapted to an edge 26 of the main body 14 and conforms to the contour preferably equal to a groove-like profile of the inner side 54 of the portion 36 in an angular range which is predetermined by the base body 14.
  • the energy absorption element 16 is preferably designed as an inner protective hood.
  • the energy absorbing element 16 is also made Alternatively, the energy absorbing element 16 may be at least partially formed by a harder material than the steel sheet 30 of the base body 14, such as in particular a steel foam, or the energy absorbing element 16 may be at least partially formed of a softer material as the steel sheet 30 of the main body 14, so that an effective absorption of sparks and / or material particles by the energy absorbing element 16 takes place. In principle, other materials that appear appropriate to the person skilled in the art for the energy absorption element 16 are also conceivable.
  • a thickness 58 of the energy absorption element 16 is at least partially smaller than a thickness 60 of the base body 14. Together with the base body 14, the energy absorption element 16 covers an angular range of 180 ° of the disk-shaped and rotating tool 12 of the portable power tool (FIG. FIG. 1 ).
  • the resulting fragments are spun onto the annular inner region of the protective device 10 or onto the inner side of the energy absorption element 16 with high kinetic energy.
  • the force of the impact provides a tangential force which tends to twist the energy absorbing member 16 out of position in a radial direction.
  • Part of the kinetic energy of the fragments is absorbed.
  • the fragments of the ruptured disc-shaped tool 12 are decelerated and exit at a reduced speed from an open area 56 of the protection device 10.
  • the coupling of the energy absorbing element 16 with the base body 14 is made via a frictional, positive and / or material connection.
  • the connection has at least one predetermined separation point and / or at least one predetermined separation region.
  • the predetermined separation point and / or the predetermined separation region are / is designed in such a way that upon the introduction of an energy impulse with a predetermined value into the energy absorption element 16, the rotational movement of the energy absorption element 16 with respect to the main body 14 occurs.
  • FIG. 3 shows a connection which is designed as a clamping connection 18. This is a frictional connection, which takes place by friction. Between the main body 14 and the energy absorption element 16 is by a forming process of the base body 14, a press connection Both parts 14, 16 made to each other by 62 occurrences 62 are provided in the subregion 38 of the base body 14 at one or more locations. These forms 62 may have various shapes, such as round, elliptical, lens and / or rod-shaped. You can, as in the sectional view of the Fig. 3 shown, only in the portion 38 of the body 14 or in other portions 30, 32, 36 of the body 14 are executed as continued impressions.
  • Fig. 4 shows a connection which is designed as a snap connection 20.
  • shapes are formed as molding 64 on both components (base body 14 and energy absorption element 16).
  • the energy released upon breakage of the tool 12 is required to cause elastic deformation of the base body 14 and the energy absorption element 16 or the portion 38 of the protection device 10 and to displace the energy absorption element 16 radially.
  • One or more ratchet teeth 66 attached to the circumference of the open portion 38 prevent a change in position of the energy absorbing element 16 in the axial direction.
  • Fig. 5 shows a compound which is designed as a toothing 22.
  • the toothing 22 in the form of a knurl 68 with paraxial grooves or knurled teeth 70, 72 for the junction of both Components 14, 16 are selected, that is, both the base 14 and the energy absorption element 16 have knurled teeth 70, 72, which can be engaged with each other.
  • the energy absorbing element 16 has both segment-like sections with knurled teeth 72 and segment-like sections without knurling teeth 72, however, with recesses 74, wherein the sections alternate.
  • portions with engaged knurled teeth alternate with portions that do not engage knurled teeth.
  • a twisting of the energy absorbing element 16 relative to the base body 14 is possible only by shearing the tips of the knurling teeth 70, 72.
  • connection can be achieved by using suitable fasteners, such as rivets, pins or screws, preferably made of soft metals.
  • suitable fasteners such as rivets, pins or screws
  • Cohesive connections are possible by bonding with suitable special adhesives.
  • steel structures by welding methods are conceivable in which partially (e.g., punctiformly) both parts are joined together. In this case, only a relative movement between the base body and the energy absorption element can take place if the energy impact occurring at the time of the break of the tool shears off the fastening means or separates the cohesive connections. That the predetermined breaking point of a positive connection is designed, for example, for shearing. The shearing of the fastening means takes place at a predetermined force acting on the fastening means.

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Description

    Stand der Technik
  • Die Erfindung geht aus von einer Schutzvorrichtung nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.
  • Aus der DE 201 09 169 U1 ist eine Schutzvorrichtung, insbesondere für Handwerkzeugmaschinen mit einem scheibenförmigen und rotierenden Werkzeug, welche einen Grundkörper aufweist, bekannt.
    • Vorteile der Erfindung
  • Die Erfindung geht aus von einer Schutzvorrichtung, insbesondere für Handwerkzeugmaschinen mit einem scheibenförmigen und rotierenden Werkzeug, mit einem Grundkörper.
  • Es wird gemäß Patentanspruch 1 vorgeschlagen, dass die Schutzvorrichtung ein Energieabsorptionselement aufweist, welches mit dem Grundkörper über eine Kopplung gekoppelt ist, die in einem Normalbetrieb fest ausgeführt ist und in einem Notfallbetrieb mindestens eine Rotationsbewegung des Energieabsorptionselements gegenüber dem Grundkörper ermöglicht. Die Kopplung erfolgt in mindestens einer Koppelstelle bzw. mindestens einem Koppelbereich, wobei die Rotationsbewegung innerhalb der Koppelstelle bzw. innerhalb des Koppelbereichs erfolgt. In diesem Zusammenhang soll unter einem "Normalbetrieb" ein Betrieb einer Handwerkzeugmaschine verstanden werden, bei dem nur Energie von mit dem Energieabsorptionselement in Kontakt kommenden Teilen bis zu einem vorgegebenen Wert auf das Energieabsorptionselement einwirkt. Unter einem "Notfallbetrieb" soll ein Betrieb der Handwerkzeugmaschine verstanden werden, bei dem Energie von mit dem Energieabsorptionselement in Kontakt kommenden Teilen oberhalb des vorgegebenen Werts auf das Energieabsorptionselement einwirkt. Die den Grundkörper und das Energieabsorptionselement umfassende Schutzvorrichtung ist vorzugsweise um ein scheibenförmiges und rotierendes Werkzeug einer Handwerkzeugmaschine, wie beispielsweise einen Winkelschleifer, angeordnet, so dass durch die Schutzvorrichtung im Betrieb der Handwerkzeugmaschine Funken und/oder Materialpartikel und/oder insbesondere rotierende und/oder mit großer Wucht nach außen geschleuderte Bruchstücke einer im Betrieb zerborstenen Scheibe, wie beispielsweise einer Schleifscheibe, einer Trennscheibe usw., vorteilhaft abgebremst werden können bzw. eine Energie, insbesondere eine Bewegungsenergie der Partikel, reduziert werden kann. Der Grundkörper ist hierbei in einem gefährdeten Bereich mit dem Energieabsorptionselement durch geeignete Maßnahmen so gekoppelt, dass das Energieabsorptionselement beim Aufschlagen von Werkzeugbruchstücken Energie absorbiert, indem das Energieabsorptionselement eine Rotationsbewegung bzw. eine Drehbewegung zum Grundkörper ausführt. In diesem Zusammenhang soll unter einem "Energieabsorptionselement" ein Element verstanden werden, das aufgrund seiner Materialeigenschaften und der Art seiner Kopplung mit dem Grundkörper besonders gut Energie, insbesondere kinetische Energie, wie beispielsweise Rotationsenergie, Translationsenergie, Wärme usw., von Teilen, die mit dem Energieabsorptionselement in Kontakt kommen, aufnehmen kann. Mittels des Energieabsorptionselements kann somit vorteilhaft eine Pufferzone an dem Grundkörper erreicht werden und dadurch kann der Grundkörper vorteilhaft geschützt werden. Zusätzlich mildert das Energieabsorptionselement das Bestreben des Grundkörpers, sich unter einer schlagartig auftretenden Kraftwirkung zu verdrehen, ab, indem die hohe Materialfestigkeit des Energieabsorptionselements das Eindringen und Verkrallen der zerborstenen Werkzeugteile in den Grundkörper verhindert. Das Energieabsorptionselement, das vorzugsweise aus einem zähen, zerstörungsarmen Werkstoff besteht, hat somit sowohl die Aufgabe, einen Teil der beim Bersten des Werkzeugs stoßartig auf das Energieabsorptionselement auftreffenden Energie aufzunehmen, als auch den Grundkörper vor Beschädigung zu schützen. Hierdurch kann eine Gefahr einer Verletzung für einen Bediener der Handwerkzeugmaschine vorteilhaft abgewendet werden.
  • Es wird vorgeschlagen, dass die Kopplung über eine kraftschlüssige, formschlüssige und/oder stoffschlüssige Verbindung zwischen dem Grundkörper und dem Energieabsorptionselement vorgenommen ist. Bei einer kraftschlüssigen Verbindung wird beispielsweise durch einen Umformungsvorgang an den miteinander verbundenen Schutzvorrichtungsteilen an partiellen Stellen mittels Presspassung ein Reibschluss erzeugt. Nach Einleitung des Energiestoßes beim Bersten des Werkzeugs wird die Haftreibung zwischen dem Grundkörper und dem Energieabsorptionselement überwunden, und die beiden Bauteile können vorteilhafterweise um einen bestimmten Winkelbereich eine Relativbewegung zueinander ausführen. Dadurch wird ein gewisser Teil der Energie absorbiert und die Geschwindigkeit der aus der Schutzvorrichtung austretenden Bruchstücke vermindert. Die kraftschlüssige Verbindung ist besonders einfach und kostengünstig herstellbar. Bei einer formschlüssigen Verbindung erfolgt die Verbindung des Grundkörpers und des Energieabsorptionselements beispielsweise als Verzahnung. Vorteilhafterweise verhindert die Verzahnung zunächst eine Verschiebung des Energieabsorptionselements gegenüber dem Grundkörper in radialer Richtung. Der beim Bruch des Werkzeugs schlagartig auftretende Energiestoß bewirkt jedoch eine elastische oder plastische Verformung dieser Verzahnung und lässt dann vorteilhafterweise eine Bewegung des Energieabsorptionselements in einem Winkelbereich zu. Bei einer stoffschlüssigen Verbindung sind die beiden Schutzvorrichtungsteile derart mittels Kleben, Fügen, Schweißen usw. zusammengefügt, dass der beim Bruch des Werkzeugs schlagartig auftretende Energiestoß ein Auftrennen der stoffschlüssigen Verbindung bewirkt, wodurch vorteilhafterweise die Relativbewegung des Energieabsorptionselements gegenüber dem Grundkörper erfolgen kann. Hierbei sind keine zusätzlichen Befestigungsmittel notwendig.
  • Des Weiteren wird vorgeschlagen, dass die Verbindung mindestens eine Solltrennstelle und/oder mindestens einen Solltrennbereich aufweist. In diesem Zusammenhang soll unter einer "Solltrennstelle" bzw. unter einem "Solltrennbereich" eine Koppelstelle bzw. ein Koppelbereich verstanden werden, die bzw. der bei vorgegebener Belastung der Schutzvorrichtung getrennt wird. Mittels der Solltrennstelle bzw. des Solltrennbereichs wird vorteilhafterweise erreicht, dass eine Überlastung der Schutzvorrichtung und dadurch ein größerer Schaden verhindert wird.
  • Vorteilhafterweise ist bzw. sind die Solltrennstelle und/oder der Solltrennbereich derart ausgelegt, dass es bei Einleitung eines Energiestoßes mit einem vorgegebenen Wert in das Energieabsorptionselement zu der Rotationsbewegung des Energieabsorptionselements gegenüber dem Grundkörper kommt. Hierdurch ist das Energieabsorptionselement im Normalbetrieb, d.h. bei einem Energiestoß unterhalb des vorgegebenen Werts, fest mit dem Grundkörper gekoppelt und führt erst im Notfallbetrieb, d.h. bei einem Energiestoß oberhalb des vorgegebenen Werts, eine Rotationsbewegung gegenüber dem Grundkörper aus.
  • Ferner wird vorgeschlagen, dass das Energieabsorptionselement als Rand ausgebildet ist. Hierdurch kann das Energieabsorptionselement auf einen Bereich beschränkt werden, der im Betrieb einer Handwerkzeugmaschine von Funken, Materialpartikeln und/oder Bruchstücken von geborstenen Werkzeugen bevorzugt getroffen wird.
  • Des Weiteren wird vorgeschlagen, dass das Energieabsorptionselement an einen Rand des Grundkörpers angepasst ist. Unter einem "Rand des Grundkörpers" soll hierbei ein Teilbereich des Grundkörpers verstanden werden, der parallel zu einer Dicke eines Werkzeugs, insbesondere einer Schleif- bzw. Trennscheibe, ausgerichtet ist und in Umfangsrichtung um das Werkzeug an dem Grundkörper angeordnet ist. Hierdurch wird eine besonders stabile Ausführung des Energieabsorptionselements am Grundkörper erreicht, da somit der Grundkörper das Energieabsorptionselement zusätzlich abstützt.
  • Vorteilhafterweise deckt das Energieabsorptionselement zusammen mit dem Grundkörper einen Winkelbereich eines Werkzeugs von 180° ab. Hierdurch wird für einen Bediener einer Handwerkzeugmaschine mit der Schutzvorrichtung eine besonders vorteilhafte Abschirmung von Funken, Materialpartikeln und/oder sich mit hoher Energie radial nach außen bewegenden Bruchstücken eines geborstenen Werkzeugs erreicht.
    • Zeichnung
  • Weitere Vorteile ergeben sich aus der folgenden Zeichnungsbeschreibung. In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung dargestellt. Die Zeichnung, die Beschreibung und die Ansprüche enthalten zahlreiche Merkmale in Kombination. Der Fachmann wird die Merkmale zweckmäßigerweise auch einzeln betrachten und zu sinnvollen weiteren Kombinationen zusammenfassen.
  • Es zeigen:
    • Fig. 1
    eine erfindungsgemäße Schutzvorrichtung mit ei- nem Grundkörper und einem Energieabsorptions- element in einer Schnittdarstellung,
    Fig. 2
    einen Schnitt durch die Schutzvorrichtung aus Figur 1 entlang der Linie II-II,
    Fig. 3
    einen Teilschnitt der Schutzvorrichtung mit ei- ner Verbindung von Grundkörper und Energieab- sorptionselement in einer ersten Ausführungs- form,
    Fig. 4
    einen Teilschnitt der Schutzvorrichtung mit ei- ner Verbindung in einer zweiten Ausführungsform und
    Fig. 5
    einen Teilschnitt der Schutzvorrichtung mit ei- ner Verbindung in einer dritten Ausführungs- form.
    Beschreibung der Ausführungsbeispiele
  • Figur 1 zeigt in einer Schnittdarstellung eine erfindungsgemäße Schutzvorrichtung 10, und zwar in Form einer Schutzhaube, die für eine nicht näher dargestellte Handwerkzeugmaschine, wie beispielsweise einen Winkelschleifer, mit einem scheibenförmigen und rotierenden Werkzeug 12 (Figur 2) vorgesehen ist. Die Schutzvorrichtung 10 umfasst einen Grundkörper 14 und eine Befestigungseinheit 28.
  • Der Grundkörper 14 ist zu einem Schutz eines Bedieners der Handwerkzeugmaschine vor Funken und/oder Materialpartikeln, die im Betrieb der Handwerkzeugmaschine entstehen, vorgesehen. Hierzu ist der Grundkörper 14 von einem tellerförmigen Element 30 gebildet, das eine halbkreisförmige Ausbildung aufweist, wobei das tellerförmige Element 30 einen Winkelbereich von ca. 180° des Werkzeugs 12 (Figur 2) abdeckt. Im vorliegenden Ausführungsbeispiel besteht das Element 30 aus Stahlblech. Es kann jedoch auch aus einer geeigneten naturharten Aluminiumknetlegierung bestehen, welche insbesondere dann Anwendung findet, wenn Gewicht eingespart werden soll. Grundsätzlich sind jedoch auch weitere, dem Fachmann als sinnvoll erscheinende Materialien, die genügend Festigkeit und Härte aufweisen, wie beispielsweise eine Carbonfaserkonstruktion, für eine Ausbildung des Grundkörpers 14 denkbar.
  • An einem radial nach außen gerichteten Randbereich 32 des tellerförmigen Stahlblechs 30 ist an den Grundkörper 14 ein als Rand ausgebildeter Schutzrand 34 angeordnet, der zunächst senkrecht zum tellerförmigen Stahlblech 30 ausgerichtet ist (Figur 2). An einen senkrecht zum tellerförmigen Stahlblech 30 ausgerichteten Teilbereich 36 des Schutzrands 34 schließt sich senkrecht hierzu ein weiterer Teilbereich 38 des Schutzrands 34 an, der zusätzlich parallel zum tellerförmigen Stahlblech 30 ausgerichtet ist (Figur 2). Der weitere Teilbereich 38 des Schutzrands 34 erstreckt sich zudem radial nach innen. Die beiden Teilbereiche 36, 38 des Schutzrands 34 und das tellerförmige Stahlblech 30 sind dabei einstückig in einem Blechumformungsverfahren hergestellt.
  • An einem radial nach innen gerichteten, dem Werkzeug 12 gegenüberliegenden Randbereich 40 des tellerförmigen Stahlblechs 30 ist an den Grundkörper 14 die Befestigungseinheit 28 angeordnet (Figuren 1 und 2). Die Befestigungseinheit 28 umfasst ein Spannband 42, das aus Federstahl gebildet ist, und eine Spanneinheit 44. Das Spannband 42 ist ringförmig ausgebildet und dabei um einen halbkreisförmigen Rand 46 des Grundkörpers 14 angeordnet, wobei der halbkreisförmige Rand 46 senkrecht zum tellerförmigen Stahlblech 30 des Grundkörpers 14 ausgebildet ist (Figuren 1 und 2). Der halbkreisförmige Rand 46 des Grundkörpers 14 und das tellerförmige Stahlblech 30 sind dabei einstückig in einem Blechumformungsverfahren hergestellt (Figur 2). Das Spannband 42 ist vorzugsweise an den Grundkörper 14 angeschweißt. Grundsätzlich sind auch weitere, dem Fachmann als sinnvoll erscheinende Verbindungen zwischen dem Spannband 42 und dem Grundkörper 14 denkbar, wie beispielsweise eine Verbindung durch ein Druckfügeverfahren usw.
  • Das ringförmige Spannband 42 wird mit Hilfe der Spanneinheit 44 um einen nicht näher dargestellten Aufnahmebereich einer Handwerkzeugmaschine gespannt, indem ein Umfang des ringförmigen Spannbands 42 zusammen mit der Spanneinheit 44 verkürzt oder erweitert wird. Bei der im Ausführungsbeispiel dargestellten Spanneinheit 44 wird mit Hilfe eines als Scharnier ausgebildeten Spannhebels 48 die Verbindung von Grundkörper 14 und Handwerkzeugmaschine dauerfest arretiert.
  • Zusätzlich weist das ringförmige Spannband 42 im Bereich der Spanneinheit 44 ein rippenförmiges Arretierelement 50 auf, das sich entlang eines Teilbereichs 52 des ringförmigen Spannbands 42 erstreckt (Figur 1) und in eine hier nicht sichtbare Aussparung an einem Spannhals der Handwerkzeugmaschine eingreift. Das rippenförmige Arretierelement 50 ist zur Arretierung des Grundkörpers 14 vorgesehen, so dass der Grundkörper 14 drehfest um das scheibenförmige und rotierende Werkzeug 12 der Handwerkzeugmaschine angeordnet ist. Zusätzlich sorgt das Arretierelement 50 über eine Codierfunktion für eine bestimmungsgemäße Zuordnung der Schutzvorrichtung 10 zur Handwerkzeugmaschine.
  • Die Verbindung des Grundkörpers 14 mit der Handwerkzeugmaschine kann aber auch über eine hier nicht dargestellte Schraubverbindung zwischen dem Spannband 42 und einem hier ebenfalls nicht dargestellten Getriebeflansch der Handwerkzeugmaschine hergestellt werden. Zusätzlich greift ein ebenfalls nicht dargestelltes noppenförmiges, am Spannband 42 befindliches Element in eine Aussparung am Flansch des Winkelschleifers ein und verhindert durch diesen Formschluss ein Verdrehen der Schutzhaube auf dem Flansch. Grundsätzlich sind alle, einem Fachmann als sinnvoll erscheinenden Maßnahmen möglich, die ein Verdrehen der Schutzvorrichtung 10 gegenüber der Handwerkzeugmaschine in jedem Fall verhindern.
  • Erfindungsgemäß ist zwischen dem Teilbereich 38 des Schutzrands 34 und dem tellerförmigen Stahlblech 30 entlang der halbkreisförmigen Ausbildung des Stahlblechs 30 in einer dem Werkzeug 12 zugewandten Innenseite 54 des Teilbereichs 36 des Schutzrands 34 ein Energieabsorptionselement 16 angeordnet (Figuren 1 und 2), welches mit dem Grundkörper 14 gekoppelt ist, wobei die Kopplung im Normalbetrieb fest ausgeführt ist und im Notfallbetrieb mindestens eine Rotationsbewegung des Energieabsorptionselements 16 gegenüber dem Grundkörper 14 ermöglicht. Das Energieabsorptionselement 16 ist an einen Rand 26 des Grundkörpers 14 angepasst und schmiegt sich konturengleich vorzugsweise als rinnenartiges Profil an die Innenseite 54 des Teilbereichs 36 in einem Winkelbereich, der durch den Grundkörper 14 vorgegeben ist. Das Energieabsorptionselement 16 ist vorzugsweise als innere Schutzhaube ausgebildet. Es ist als Rand 24 ausgebildet, der sich entlang des Schutzrands 34 des Grundkörpers 14 erstreckt (Figur 1). Vorzugsweise besteht das Energieabsorptionselement 16 ebenfalls aus Stahlblech wie der Grundkörper 14. Alternativ hierzu kann das Energieabsorptionselement 16 zumindest teilweise auch von einem härteren Material als das Stahlblech 30 des Grundkörpers 14 gebildet sein, wie insbesondere von einem Stahlschaum, oder das Energieabsorptionselement 16 kann zumindest teilweise auch von einem weicheren Material gebildet sein als das Stahlblech 30 des Grundkörpers 14, so dass eine effektive Absorption von Funken und/oder Materialpartikeln durch das Energieabsorptionselement 16 erfolgt. Grundsätzlich sind auch weitere, dem Fachmann als sinnvoll erscheinende Materialien für das Energieabsorptionselement 16 denkbar. Im Übrigen ist auch denkbar, dass das Energieabsorptionselement 16 sowohl im Normalbetrieb als auch im Notfallbetrieb weitere Bewegungen gegenüber dem Grundkörper 14 ausführen kann. Im vorliegenden Ausführungsbeispiel ist eine Dicke 58 des Energieabsorptionselements 16 zumindest teilweise kleiner ausgebildet als eine Dicke 60 des Grundkörpers 14. Zusammen mit dem Grundkörper 14 deckt das Energieabsorptionselement 16 einen Winkelbereich von 180° des scheibenförmigen und rotierenden Werkzeugs 12 der Handwerkzeugmaschine (Figur 1) ab.
  • Im Notfallbetrieb, beispielsweise bei einem Bersten des Werkzeugs 12, werden die entstehenden Bruchstücke mit hoher kinetischer Energie auf den ringförmigen Innenbereich der Schutzvorrichtung 10 bzw. auf die Innenseite des Energieabsorptionselements 16 geschleudert. Die Wucht des Aufpralls sorgt für eine in tangentialer Richtung auftreffende Kraft, die das Bestreben hat, das Energieabsorptionselement 16 aus seiner Lage in einer radialen Richtung zu verdrehen. Durch das Verdrehen des Energieabsorptionselements 16 gegenüber dem Grundkörper 14 um einen durch Versuche vorher bestimmbaren Winkelbetrag wird ein Teil der kinetischen Energie der Bruchstücke absorbiert. Die Bruchstücke des geborstenen scheibenförmigen Werkzeugs 12 werden abgebremst und treten mit verminderter Geschwindigkeit aus einem offenen Bereich 56 der Schutzvorrichtung 10 hinaus.
  • Um den für die Schutzvorrichtung 10 günstigsten Verdrehwinkel des Energieabsorptionselements 16 gegenüber dem Grundkörper 14 zu ermitteln, müssen bei Versuchen folgende Parameter in Betracht gezogen werden, nämlich der Durchmesser des scheibenförmigen Werkzeugs 12, die Masse des Werkzeugs 12, die Arbeitsdrehzahl des Werkzeugs 12, die Kraft an der Verbindungsstelle zwischen Energieabsorptionselement 16 und Grundkörper 14 sowie die Größe der beim Bruch auftretenden Werkzeugteile.
  • Die Kopplung des Energieabsorptionselements 16 mit dem Grundkörper 14 ist über eine kraftschlüssige, formschlüssige und/oder stoffschlüssige Verbindung vorgenommen. Die Verbindung weist mindestens eine Solltrennstelle und/oder mindestens einen Solltrennbereich auf. Die Solltrennstelle und/oder der Solltrennbereich sind/ist derart ausgelegt, dass es bei Einleitung eines Energiestoßes mit einem vorgegebenen Wert in das Energieabsorptionselement 16 zu der Rotationsbewegung des Energieabsorptionselements 16 gegenüber dem Grundkörper 14 kommt.
  • Figur 3 zeigt eine Verbindung, welche als Klemmverbindung 18 ausgebildet ist. Hierbei handelt es sich um eine kraftschlüssige Verbindung, die durch Reibschluss erfolgt. Zwischen dem Grundkörper 14 und dem Energieabsorptionselement 16 wird durch einen Umformvorgang des Grundkörpers 14 eine Pressverbindung beider Teile 14, 16 zueinander hergestellt, indem im Teilbereich 38 des Grundkörpers 14 an einer oder mehreren Stellen Ausprägungen 62 vorgesehen sind. Diese Ausprägungen 62 können verschiedene Formen besitzen, wie beispielsweise rund, elliptisch, linsen- und/oder stabförmig. Sie können, wie im Schnittbild der Fig. 3 dargestellt, nur im Teilbereich 38 des Grundkörpers 14 oder auch in weiteren Teilbereichen 30, 32, 36 des Grundkörpers 14 als fortgesetzte Einprägungen ausgeführt werden.
  • Fig. 4 zeigt eine Verbindung, welche als Schnappverbindung 20 ausgebildet ist. Hierbei werden Ausprägungen als Anformung 64 an beiden Bauteilen (Grundkörper 14 und Energieabsorptionselement 16) ausgebildet. Zum Verdrehen der Bauteile 14, 16 zueinander wird die beim Bruch des Werkzeugs 12 freigesetzte Energie benötigt, um eine elastische Verformung des Grundkörpers 14 und des Energieabsorptionselements 16 bzw. des Teilbereichs 38 der Schutzvorrichtung 10 zu bewirken und das Energieabsorptionselement 16 radial zu verschieben.
  • Es ist aber auch denkbar, die Ausprägungen nach den Figuren 3 und 4 in den Umfangsbereich zu legen, d.h. in die radiale Verbindungsstelle beider Bauteile 14, 16. Ein oder mehrere am Umfang des offenen Teilbereiches 38 angebrachte Sperrzähne 66 verhindern eine Lageänderung des Energieabsorptionselements 16 in axialer Richtung.
  • Fig. 5 zeigt eine Verbindung, welche als Verzahnung 22 ausgebildet ist. Im vorliegenden Ausführungsbeispiel ist die Verzahnung 22 in Form eines Rändels 68 mit achsparallelen Riefen bzw. Rändelzähnen 70, 72 für die Verbindungsstelle beider Bauteile 14, 16 gewählt, d.h. sowohl der Grundkörper 14 als auch das Energieabsorptionselement 16 weisen Rändelzähne 70, 72 auf, welche miteinander im Eingriff stehen können. In diesem Ausführungsbeispiel weist das Energieabsorptionselement 16 sowohl segmentartige Abschnitte mit Rändelzähnen 72 als auch segmentartige Abschnitte ohne Rändelzähne 72 jedoch mit Ausnehmungen 74 auf, wobei sich die Abschnitte abwechseln. Somit wechseln sich Abschnitte mit im Eingriff stehenden Rändelzähnen mit Abschnitten ohne im Eingriff stehende Rändelzähne ab. Ein Verdrehen des Energieabsorptionselements 16 gegenüber dem Grundkörper 14 ist nur durch Abscheren der Spitzen der Rändelzähne 70, 72 möglich.
  • Eine weitere grundsätzliche Möglichkeit der Verbindung kann durch Zuhilfenahme von geeigneten Befestigungsmitteln, wie Nieten, Stiften oder Schrauben, vorzugsweise aus Weichmetallen, erreicht werden. Stoffschlüssige Verbindungen sind durch Verklebungen mit geeigneten Spezialklebern möglich. Es sind auch Stahlkonstruktionen durch Schweißverfahren denkbar, bei denen partiell (z.B. punktförmig) beide Teile miteinander verbunden werden. Hierbei kann nur eine Relativbewegung zwischen Grundkörper und Energieabsorptionselement erfolgen, wenn der beim Bruch des Werkzeugs entstehende Energiestoß die Befestigungsmittel abschert bzw. die stoffschlüssigen Verbindungen auftrennt. D.h. die Solltrennstelle einer formschlüssigen Verbindung ist beispielsweise auf Abscherung ausgelegt. Die Abscherung des Befestigungsmittels erfolgt bei einer vorgegebenen, auf das Befestigungsmittel einwirkenden Kraft.
  • Bei Kombination verschiedener Metalle, z.B. dem Grundkörper 14 aus Aluminium und dem Energieabsorptionselement 16 aus Stahlblech, ist keine thermische Verbindung machbar. Hier stellt ein Druckfüge- oder Drucksetzfüge-Verfahren eine technische und wirtschaftliche Alternative dar. Mit Überlappung angeordnete Schutzvorrichtungsteile werden durch dieses Verfahren ohne zusätzliche Werkstoffe mittels lokaler Kaltumformung in einem einzigen Arbeitsgang so miteinander verbunden, dass nur ein definierter Energiestoß diese Verbindung zu lösen im Stande ist. Im Übrigen sind alle, einem Fachmann als sinnvoll erscheinende Möglichkeiten zur Verbindung des Grundkörpers 14 mit dem Energieabsorptionselement 16 der Schutzvorrichtung 10 denkbar.

Claims (10)

  1. Schutzvorrichtung (10), insbesondere für Handwerkzeugmaschinen mit einem scheibenförmigen und rotierenden Werkzeug (12), mit einem Grundkörper (14), gekennzeichnet durch ein Energieabsorptionselement (16), welches mit dem Grundkörper (14) über eine Kopplung gekoppelt ist, die in einem Normalbetrieb fest ausgeführt ist und in einem Notfallbetrieb mindestens eine Rotationsbewegung des Energieabsorptionselements (16) gegenüber dem Grundkörper (14) ermöglicht.
  2. Schutzvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Kopplung über eine kraftschlüssige, formschlüssige und/oder stoffschlüssige Verbindung vorgenommen ist.
  3. Schutzvorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Verbindung als Klemmverbindung (18) ausgebildet ist.
  4. Schutzvorrichtung nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Verbindung als Schnappverbindung (20) ausgebildet ist.
  5. Schutzvorrichtung nach einem der Ansprüche 2 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Verbindung als Verzahnung (22) ausgebildet ist.
  6. Schutzvorrichtung nach einem der Ansprüche 2 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Verbindung mindestens eine Solltrennstelle und/oder mindestens einen Solltrennbereich aufweist.
  7. Schutzvorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Solltrennstelle und/oder der Solltrennbereich derart ausgelegt sind/ist, dass es bei Einleitung eines Energiestoßes mit einem vorgegebenen Wert in das Energieabsorptionselement (16) zu der Rotationsbewegung des Energieabsorptionselements (16) gegenüber dem Grundkörper (14) kommt.
  8. Schutzvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Energieabsorptionselement (16) als Rand (24) ausgebildet ist.
  9. Schutzvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Energieabsorptionselement (16) an einen Rand (26) des Grundkörpers (14) angepasst ist.
  10. Schutzvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Energieabsorptionselement (16) zusammen mit dem Grundkörper (14) einen Winkelbereich des Werkzeugs (12) von 180° abdeckt.
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