EP2552645B1

EP2552645B1 - Ablaufsicherungsvorrichtung

Info

Publication number: EP2552645B1
Application number: EP11703444.7A
Authority: EP
Inventors: Joachim Schadow
Original assignee: Robert Bosch GmbH
Current assignee: Robert Bosch GmbH
Priority date: 2010-03-29
Filing date: 2011-02-10
Publication date: 2014-08-06
Anticipated expiration: 2031-02-10
Also published as: RU2571666C2; WO2011120730A1; US9033767B2; RU2012145736A; EP2552645A1; CN102834222B; US20130009368A1; CN102834222A; DE102010013102A1

Description

Stand der Technik

Es sind bereits Ablaufsicherungsvorrichtungen zur Vermeidung eines Ablaufens eines Spannelements und/oder eines Werkzeugs von einer Spindel bekannt. Die Ablaufsicherungsvorrichtungen umfassen eine Übertragungseinheit, die ein erstes Übertragungselement und ein relativ zum ersten Übertragungselement bewegbares zweites Übertragungselement aufweist. Hierbei ist die Übertragungseinheit dazu vorgesehen, abnehmbar mit der Spindel gekoppelt zu werden. In der O.S. DE-A-4426969 ist solch eine Vorrichtung offenbart.

Offenbarung der Erfindung

Die Erfindung geht aus von einer Ablaufsicherungsvorrichtung, insbesondere einer Handwerkzeugmaschinenablaufsicherungsvorrichtung, zur Vermeidung eines Ablaufens eines Spannelements und/oder eines Werkzeugs von einer Spindel, mit zumindest einer Übertragungseinheit, die dazu vorgesehen ist, abnehmbar mit der Spindel gekoppelt zu werden und die zumindest ein erstes Übertragungselement und zumindest ein relativ zum ersten Übertragungselement bewegbares zweites Übertragungselement aufweist.
Es wird vorgeschlagen, dass die Übertragungseinheit zumindest eine Bewegungsänderungseinheit aufweist, die dazu vorgesehen ist, in einem Bremsbetrieb zumindest teilweise eine erste Relativbewegung zwischen dem ersten Übertragungselement und dem zweiten Übertragungselement in eine zweite Relativbewegung zu überführen. Ein "Spannelement" soll hier insbesondere eine Spannmutter oder einen Spannflansch zum Auf- bzw. Abschrauben auf bzw. von der Spindel definieren, die oder der dazu vorgesehen ist, das Werkzeug axial gegen die Übertragungseinheit zu verspannen. Unter einer "Übertragungseinheit" soll hier insbesondere eine Einheit verstanden werden, die zumindest zwei Bauteile umfasst und dazu vorgesehen ist, Kräfte und/oder Drehmomente von einem Abtrieb, insbesondere einer Spindel einer Handwerkzeugmaschine, auf ein Werkzeug zu übertragen. In diesem Zusammenhang soll unter "vorgesehen" insbesondere speziell ausgestattet und/oder speziell ausgelegt verstanden werden. Unter "abnehmbar" soll hier insbesondere eine Entkopplung der Übertragungseinheit von der Spindel verstanden werden, wobei eine Funktionalität der Übertragungseinheit, insbesondere eine Relativbewegung zwischen dem ersten Übertragungselement und dem zweiten Übertragungselement, in einem entkoppelten Zustand erhalten bleibt. Die Übertragungseinheit kann hierbei mittels einer Formschlussverbindung und/oder Kraftschlussverbindung, wie beispielsweise mittels eines Sicherungsrings, abnehmbar an der Spindel gesichert sein. Eine "Bewegungsänderungseinheit" soll hier insbesondere eine Einheit definieren, die einen Mechanismus, insbesondere ein Gewinde oder andere, einem Fachmann als sinnvoll erscheinende Mechanismen, umfasst, mittels dessen eine Bewegungsart, wie beispielsweise eine Rotation, in eine andere Bewegungsart, wie beispielsweise eine Translation, umgewandelt werden kann. Unter einem "Bremsbetrieb" soll hier insbesondere ein Betrieb einer Handwerkzeugmaschine, insbesondere einer Spindel der Handwerkzeugmaschine, verstanden werden, in dem die Spindel mittels einer Bremsvorrichtung abgebremst wird, so dass ein Nachlaufen der Spindel, wie beispielsweise bei einer Unterbrechung einer Stromzufuhr zu einem Elektromotor, vorteilhaft zumindest weitgehend verhindert werden kann.
Bei dem Bremsbetrieb kann es durch Massenträgheitsmomente des Werkzeugs, insbesondere des scheibenförmigen Werkzeugs, zu einer Relativbewegung zwischen dem auf der Spindel befestigten Werkzeug, der Ablaufsicherungsvorrichtung und einer zum Festspannen des Werkzeugs auf der Spindel vorgesehenen Spannmutter kommen. Die Relativbewegung zwischen dem Werkzeug und der Spannmutter kann dazu führen, dass die Spannmutter gelöst wird und somit von der Spindel ablaufen kann. Mittels der erfindungsgemäßen Ablaufsicherungsvorrichtung kann ein derartiges Ablaufen der Spannmutter von der Spindel und somit ein Lösen des Werkzeugs von der Spindel vorteilhaft vermieden werden. Ferner kann durch die Abnehmbarkeit der erfindungsgemäßen Ablaufsicherungsvorrichtung, insbesondere der Übertragungseinheit, besonders vorteilhaft eine hohe Flexibilität und somit ein großes Einsatzgebiet für die erfindungsgemäße Ablaufsicherungsvorrichtung erreicht werden.
Vorteilhafterweise ist die erste Relativbewegung zwischen dem ersten Übertragungselement und dem zweiten Übertragungselement eine Rotation und die zweite Relativbewegung eine Translation. Hierdurch kann besonders vorteilhaft und konstruktiv einfach verhindert werden, dass in Folge der Relativbewegung zwischen dem auf der Spindel befestigten Werkzeug, der Ablaufsicherungsvorrichtung und der Spannmutter die Spannmutter von der Spindel abläuft, da besonders vorteilhaft eine Spannkraft zum Festspannen des Werkzeugs und der Spannmutter auf der Spindel durch die zweite Relativbewegung zwischen dem ersten Übertragungselement und dem zweiten Übertragungselement erzeugt werden kann.
Ferner wird vorgeschlagen, dass das erste Übertragungselement beweglich in dem zweiten Übertragungselement gelagert ist. Unter dem Ausdruck "in...gelagert" soll hier insbesondere eine räumliche Anordnung des ersten Übertragungselements in dem zweiten Übertragungselement verstanden werden. Bevorzugt ist das erste Übertragungselement scheibenförmig ausgebildet und das zweite Übertragungselement ist topfförmig ausgebildet, so dass das erste Übertragungselement von dem zweiten Übertragungselement aufgenommen werden kann. Mittels einer Anordnung des ersten Übertragungselements in dem zweiten Übertragungselement kann eine vorteilhafte Selbstzentrierung des ersten Übertragungselements und des zweiten Übertragungselements erreicht werden. Hierbei ist eine Erstreckung des ersten Übertragungselements in einer Ebene, die parallel zu einer werkzeugseitigen Anlagefläche des ersten Übertragungselements verläuft, kleiner als eine Erstreckung des zweiten Übertragungselements, die ebenfalls in einer Ebene parallel zur werkzeugseitigen Anlagefläche des ersten Übertragungselements verläuft. Es kann vorteilhaft Bauraum eingespart werden, so dass besonders vorteilhaft eine kompakte Ablaufsicherungsvorrichtung erreicht werden kann.
Des Weiteren wird vorgeschlagen, dass die Bewegungsänderungseinheit als Hubeinheit ausgebildet ist, die dazu vorgesehen ist, das erste Übertragungselement infolge der ersten Relativbewegung relativ zum zweiten Übertragungselement entlang einer Axialrichtung zu bewegen. Unter einer "Hubeinheit" soll hier insbesondere eine Einheit verstanden werden, die zumindest zwei Bauteile umfasst, durch welche eine Bewegung eines Elements, insbesondere des ersten Übertragungselements, entlang einer geraden Strecke, insbesondere entlang der Spindel, erzeugt werden kann. Unter einer "Axialrichtung" soll hier insbesondere eine Richtung entlang einer Rotationsachse des ersten Übertragungselements oder des zweiten Übertragungselements verstanden werden. Mittels der erfindungsgemäßen Ausgestaltung kann vorteilhaft ein Axialhub des ersten Übertragungselements relativ zum zweiten Übertragungselement erzeugt werden.
In einer bevorzugten Ausgestaltung weist die Hubeinheit zumindest ein erstes Hubelement auf, das zumindest teilweise einstückig mit dem ersten Übertragungselement oder dem zweiten Übertragungselement ausgebildet ist. Es können vorteilhaft Bauraum, Montageaufwand und Kosten eingespart werden.
Ferner wird vorgeschlagen, dass das erste Hubelement rampenförmig ausgebildet ist. Unter "rampenförmig" soll hier insbesondere eine geometrische Form verstanden werden, die entlang einer Strecke ausgehend von einem Startpunkt in Richtung eines Endpunkts eine Steigung aufweist, so dass zwischen dem Startpunkt und dem Endpunkt eine Höhendifferenz vorliegt. Vorteilhafterweise weist die Hubeinheit zumindest ein zweites Hubelement auf, das infolge der ersten Relativbewegung mittels eines Zusammenwirkens mit dem ersten Hubelement die zweite Relativbewegung erzeugt. Besonders bevorzugt ist das erste Hubelement einstückig mit dem zweiten Übertragungselement ausgebildet und das zweite Hubelement ist einstückig mit dem ersten Übertragungselement ausgebildet. Es ist jedoch denkbar, dass das erste Hubelement einstückig mit dem ersten Übertragungselement ausgebildet ist und dass das zweite Hubelement einstückig mit dem zweiten Übertragungselement ausgebildet ist. Hierbei kann das zweite Hubelement rampenförmig ausgebildet sein, so dass mittels einer Rotation des ersten Übertragungselements relativ zum zweiten Übertragungselement das erste rampenförmige Hubelement auf dem zweiten rampenförmigen Hubelement entlang gleiten kann. Es ist jedoch auch denkbar, dass das zweite Hubelement als Wälzkörper ausgebildet ist und auf dem ersten rampenförmigen Hubelement abrollen kann. Eine Steigung des ersten Hubelements und/oder des zweiten Hubelements ist bevorzugt gleich groß oder größer als eine Steigung eines Gewindes der Spannmutter und der Spindel, auf die die Spannmutter auf- und abschraubbar ist. Die Steigung des ersten Hubelements und/oder des zweiten Hubelements entspricht hierbei insbesondere 100 bis 150 % der Steigung des Gewindes der Spannmutter und der Spindel, bevorzugt 110 bis 140 % der Steigung des Gewindes der Spannmutter und der Spindel und besonders bevorzugt 120 bis 130 % der Steigung des Gewindes der Spannmutter und der Spindel.
In einer alternativen Ausführung der erfindungsgemäßen Ablaufsicherungsvorrichtung ist es zur Erzeugung eines Axialhubs zwischen dem ersten Übertragungselement und dem zweiten Übertragungselement denkbar, dass ein Hubelement der Hubeinheit als Wälzkörper ausgebildet ist, der bei einer Rotation des ersten Übertragungselements relativ zum zweiten Übertragungselement entlang eines rampenförmigen Hubelements abrollt. Mittels der erfindungsgemäßen Ausgestaltung der Ablaufsicherungsvorrichtung kann konstruktiv einfach eine Spannkraft zur Vermeidung des Ablaufens einer Spannmutter von der Spindel erzeugt werden.
Des Weiteren wird vorgeschlagen, dass das zweite Übertragungselement in einem montierten Zustand zu einer Drehmomentübertragung formschlüssig mit der Spindel verbunden ist. Eine andere, dem Fachmann als sinnvoll erscheinende Verbindungstechnik ist ebenfalls denkbar. Es kann vorteilhaft ein Drehmoment von dem zweiten Übertragungselement über das erste Übertragungselement an das auf der Spindel angeordnete und mittels der Spannmutter verspannte Werkzeug übertragen werden.
Vorteilhafterweise umfasst die erfindungsgemäße Ablaufsicherungsvorrichtung zumindest ein Anschlagelement, das dazu vorgesehen ist, die erste Relativbewegung zwischen dem ersten Übertragungselement und dem zweiten Übertragungselement zu begrenzen. Besonders bevorzugt ist das Anschlagelement an einer dem ersten Übertragungselement zugewandten Seite des zweiten Übertragungselements angeordnet. Hierbei weist das erste Übertragungselement vorzugsweise zumindest eine Ausnehmung auf, die dazu vorgesehen ist, das Anschlagelement aufzunehmen. Mittels der erfindungsgemäßen Ausgestaltung kann vorteilhaft ein Winkelbereich, über den das erste Übertragungselement relativ zum zweiten Übertragungselement drehbar ist, begrenzt werden. Der Winkelbereich ist hierbei insbesondere kleiner als 15°, bevorzugt kleiner als 10° und besonders bevorzugt kleiner als 7°.
Des Weiteren wird vorgeschlagen, dass die erfindungsgemäße Ablaufsicherungsvorrichtung zumindest einen Schmiermittelaufnahmeraum zur Aufnahme von Schmiermittel zur Verringerung einer Reibung bei der ersten Relativbewegung zwischen dem ersten Übertragungselement und dem zweiten Übertragungselement aufweist. Es kann vorteilhaft erreicht werden, dass das erste Übertragungselement, insbesondere das erste Hubelement, bei einer durch einen Bremsvorgang der Spindel hervorgerufenen Relativbewegung zwischen dem Werkzeug und dem ersten Übertragungselement vorteilhaft auf dem zweiten Übertragungselement, insbesondere auf dem zweiten rampenförmigen Hubelement, gleiten kann.
Des Weiteren wird eine Handwerkzeugmaschine, insbesondere eine Winkelschleifmaschine, mit einer erfindungsgemäßen Ablaufsicherungsvorrichtung vorgeschlagen.

Zeichnung

Weitere Vorteile ergeben sich aus der folgenden Zeichnungsbeschreibung. In der Zeichnung sind Ausführungsbeispiele 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 Handwerkzeugmaschine mit einer erfindungsgemäßen Ablaufsicherungsvorrichtung in einer schematischen Darstellung,
Fig. 2: eine Detailansicht einer Spindel der Handwerkzeugmaschine aus Fig. 1 mit der an der Spindel angeordneten erfindungsgemäßen Ablaufsicherungsvorrichtung in einer schematischen Darstellung,
Fig. 3: eine Detailansicht der erfindungsgemäßen Ablaufsicherungsvorrichtung in einer werkzeugseitigen Ansicht,
Fig. 4: eine Detailansicht der erfindungsgemäßen Ablaufsicherungsvorrichtung in einer maschinenseitigen Ansicht,
Fig. 5: eine perspektivische Detailansicht der erfindungsgemäßen Ablaufsicherungsvorrichtung in einem geöffneten Zustand mit einem Schnitt entlang der Linie V-V aus Fig. 3,
Fig. 6: eine weitere perspektivische Detailansicht der erfindungsgemäßen Ablaufsicherungsvorrichtung in einem geöffneten Zustand mit einem Schnitt entlang der Linie V-V aus Fig. 3 und
Fig. 7: eine perspektivische Detailansicht einer alternativen erfindungsgemäβen Ablaufsicherungsvorrichtung in einem geöffneten Zustand mit einem analogen Schnitt gemäß der Linie V-V aus Fig. 3.

Beschreibung der Ausführungsbeispiele

Figur 1 zeigt eine als Winkelschleifmaschine 44a ausgebildete Handwerkzeugmaschine 42a mit einer erfindungsgemäßen Ablaufsicherungsvorrichtung 10a in einer schematischen Darstellung. Die Ablaufsicherungsvorrichtung 10a ist hierbei als Handwerkzeugmaschinenablaufsicherungsvorrichtung ausgebildet. Die Winkelschleifmaschine 44a umfasst eine Schutzhaubeneinheit 46a, ein Handwerkzeugmaschinengehäuse 48a und einen Haupthandgriff 50a, der sich an einer einem Werkzeug 14a abgewandten Seite 52a in Richtung einer Haupterstreckungsrichtung 54a der Winkelschleifmaschine 44a erstreckt. Das Handwerkzeugmaschinengehäuse 48a umfasst ein Motorgehäuse 56a zur Aufnahme eines Elektromotors (hier nicht näher dargestellt) und ein Getriebegehäuse 58a zur Lagerung eines Getriebes (hier nicht näher dargestellt). An dem Getriebegehäuse 58a ist ein Zusatzhandgriff 60a an der Winkelschleifmaschine 44a angeordnet. Der Zusatzhandgriff 60a erstreckt sich quer zur Haupterstreckungsrichtung 54a der Winkelschleifmaschine 44a.
Figur 2 zeigt eine Detailansicht einer Spindel 16a der als Winkelschleifmaschine 44a ausgebildeten Handwerkzeugmaschine 42a mit der an der Spindel 16a angeordneten Ablaufsicherungsvorrichtung 10a in einer schematischen Darstellung. Die Spindel 16a erstreckt sich senkrecht zur Haupterstreckungsrichtung 54a aus dem Getriebegehäuse 58a (hier nicht näher dargestellt). An der Spindel 16a ist die Ablaufsicherungsvorrichtung 10a zur Vermeidung eines Ablaufens eines als Spannmutter 62a ausgebildeten Spannelements 12a und/oder des als eine Trennscheibe 64a ausgebildeten Werkzeugs 14a von der Spindel 16a angeordnet. Es ist jedoch denkbar, dass das Werkzeug 14a als Schleif- oder Polierscheibe ausgebildet ist. Die Spindel 16a weist zur Aufnahme der Ablaufsicherungsvorrichtung 10a an einem Außenumfang zwei Abflachungen 66a auf, die diametral angeordnet sind und somit einen 2-Kant 70a bilden. Hierbei ist in
Figur 2 nur eine der Abflachungen 66a dargestellt. Der Außenumfang der Spindel 16a ist in einer Ebene angeordnet, die senkrecht zu einer Rotationsachse 68a der Spindel 16a verläuft. Die Spindel 16a wird mittels des nicht dargestellten Getriebes und des nicht dargestellten Elektromotors der Winkelschleifmaschine 44a drehbar um die Rotationsachse 68a angetrieben. In einem Arbeitsbetrieb der Winkelschleifmaschine 44a wird die Spindel 16a von der Winkelschleifmaschine 44a aus betrachtet entgegen einem Uhrzeigersinn rotierend angetrieben. Hierbei wird die Ablaufsicherungsvorrichtung 10a in einem montierten Zustand ebenfalls entgegen dem Uhrzeigersinn rotierend angetrieben.
Die Ablaufsicherungsvorrichtung 10a umfasst eine als Aufnahmeflansch 72a ausgebildete Übertragungseinheit 18a, die dazu vorgesehen ist, abnehmbar mit der Spindel 16a gekoppelt zu werden und die zumindest ein erstes Übertragungselement 20a und zumindest ein relativ zum ersten Übertragungselement 20a bewegbares zweites Übertragungselement 22a aufweist (Figuren 3 und 4). Das zweite Übertragungselement 22a ist in einem montierten Zustand der Ablaufsicherungsvorrichtung 10a zu einer Drehmomentübertragung formschlüssig mit der Spindel 16a verbunden. Das zweite Übertragungselement 22a weist hierzu eine Mitnahmekontur 74a auf, die korrespondierend zum 2-Kant 70a der Spindel 16a ausgebildet ist (Figur 4).
Das erste Übertragungselement 20a ist scheibenförmig ausgebildet und weist eine Anlagefläche 76a zur Anlage des als Trennscheibe 64a ausgebildeten Werkzeugs 14a auf. Des Weiteren weist das erste Übertragungselement 20a einen ringförmigen Bund 78a auf, der zur Aufnahme des Werkzeugs 14a vorgesehen ist (Figuren 3 und 5). Das Werkzeug 14a weist hierzu eine als Bohrung ausgebildete zentrale Öffnung auf (hier nicht näher dargestellt), die zur Montage des Werkzeugs 14a auf den Bund 78a des ersten Übertragungselements 20a aufgeschoben wird, so dass das Werkzeug 14a an der Anlagefläche 76a des ersten Übertragungselements 20a anliegt. Die Anlagefläche 76a des ersten Übertragungselements 20a und eine an der Anlagefläche 76a anliegende Seite des Werkzeugs 14a weisen eine Haftbeschichtung (hier nicht näher dargestellt) auf, so dass eine Reibung zwischen der Anlagefläche 76a des ersten Übertragungselements 20a und der an der Anlagefläche 76a anliegenden Seite des Werkzeugs 14a hoch ist. Es ist jedoch denkbar, dass die Anlagefläche 76a und die an der Anlagefläche 76a anliegende Seite des Werkzeugs 14a eine korrespondierende, rampenartige Geometrie aufweisen, die ineinander eingreifen. Andere, einem Fachmann als sinnvoll erscheinende reibungserhöhende Maßnahmen und Ausgestaltungen der Anlagefläche 76a und der an der Anlagefläche 76a anliegenden Seite des Werkzeugs 14a sind ebenfalls denkbar.
Bei einer Montage des Werkzeugs 14a wird das Werkzeug 14a mit der zentralen Öffnung entlang einer Axialrichtung 28a auf die Spindel 16a aufgeschoben, bis das Werkzeug 14a an der Anlagefläche 76a des ersten Übertragungselements 20a der bereits an der Spindel 16a angeordneten Übertragungseinheit 18a der Ablaufsicherungsvorrichtung 10a anliegt. Anschließend wird das als Spannmutter 62a ausgebildete Spannelement 12a mit einem Innengewinde (hier nicht näher dargestellt) des Spannelements 12a auf ein Gewinde 80a der Spindel 16a aufgeschraubt. Hierbei wird das Werkzeug 14a zusammen mit der Übertragungseinheit 18a an der Spindel 16a verspannt, wobei sich die Übertragungseinheit 18a über das zweite Übertragungselement 22a an der Spindel 16a abstützt. Mittels dem Verspannen des Werkzeugs 14a zwischen dem Spannelement 12a und der Übertragungseinheit 18a an der Spindel 16a wird ein Drehmoment von der Spindel 16a auf das Werkzeug 14a übertragen. Das Werkzeug 14a wird in dem Arbeitsbetrieb der Winkelschleifmaschine 44a von der Winkelschleifmaschine 44a aus betrachtet entgegen einem Uhrzeigersinn rotierend angetrieben. Im Arbeitsbetrieb der Winkelschleifmaschine 44a wird das Spannelement 12a durch eine Rotation des Werkzeugs 14a und einer Reibung zwischen dem Spannelement 12a und einer am Spannelement 12a anliegenden Seite des Werkzeugs 14a über eine Steigung des Gewindes 80a der Spindel 16a und dem Innengewinde des Spannelements 12a weiter entlang der Spindel 16a in Richtung der Winkelschleifmaschine 44a bewegt, so dass eine hohe Spannkraft zum Halten des Werkzeugs 14a an der Spindel 16a entsteht.
Die Winkelschleifmaschine 44a umfasst eine Bremsvorrichtung (hier nicht näher dargestellt) zur Vermeidung eines Nachlaufens der Spindel 16a bei einem Abschaltvorgang der Winkelschleifmaschine 44a mittels einer Unterbrechung einer Stromzufuhr durch eine Betätigung eines Schalters (hier nicht näher dargestellt). Bei dem Abschaltvorgang schaltet die Winkelschleifmaschine 44a in einen Bremsbetrieb und bremst die Spindel 16a mittels der Bremsvorrichtung ab. Im Bremsbetrieb bewegt sich das Werkzeug 14a infolge von Massenträgheit weiter entgegen dem Uhrzeigersinn bzw. weiter um die Rotationsachse 68a der Spindel 16a, so dass eine Drehmomentdifferenz zwischen dem Werkzeug 14a, der Spindel 16a, der Übertragungseinheit 18a und dem Spannelement 12a entsteht. Diese Drehmomentdifferenz führt zu einer Relativbewegung zwischen dem Werkzeug 14a, der Übertragungseinheit 18a und dem Spannelement 12a. Aufgrund einer Reibung zwischen dem Spannelement 12a und dem trägen Werkzeug 14a wird das Spannelement 12a entgegen einer im Arbeitsbetrieb der Winkelschleifmaschine 44a erzeugten Rotationsrichtung mit dem Werkzeug 14a mitgedreht, so dass sich eine durch die Steigung des Innengewindes des Spannelements 12a und des Gewindes 80a der Spindel 16a erzeugte Gewindevorspannung lösen kann. Hierdurch kann sich das Spannelement 12a über eine gesamte Gewindelänge des Gewindes 80a der Spindel 16a lösen und das Spannelement 12a kann zusammen mit dem Werkzeug 14a von der Spindel 16a ablaufen.
Zur Vermeidung des Ablaufens des Spannelements 12a und/oder des Werkzeugs 14a weist die als Aufnahmeflansch 72a ausgebildete Übertragungseinheit 18a eine Bewegungsänderungseinheit 24a auf, die dazu vorgesehen ist, in dem Bremsbetrieb eine erste Relativbewegung zwischen dem ersten Übertragungselement 20a und dem zweiten Übertragungselement 22a in eine zweite Relativbewegung zu überführen (Figur 5). Hierbei ist die erste Relativbewegung zwischen dem ersten Übertragungselement 20a und dem zweiten Übertragungselement 22a eine Rotation um die Rotationsachse 68a. Die zweite Relativbewegung zwischen dem ersten Übertragungselement 20a und dem zweiten Übertragungselement 22a ist eine Translation entlang der Axialrichtung 28a. Die Rotation zwischen dem ersten Übertragungselement 20a und dem zweiten Übertragungselement 22a entsteht beim Bremsbetrieb aus der Drehmomentdifferenz zwischen dem Werkzeug 14a und der Übertragungseinheit 18a. Das Werkzeug 14a dreht durch die entstehende Reibung zwischen dem Werkzeug 14a und der Anlagefläche 76a des ersten Übertragungselements 20a das erste Übertragungselement 20a mit, wobei das zweite Übertragungselement 22a mittels der Mitnahmekontur 74a formschlüssig mit dem 2-Kant 70a der Spindel 16a verbunden ist. Das erste Übertragungselement 20a ist hierbei beweglich in dem zweiten Übertragungselement 22a, das topfförmig ausgebildet ist, gelagert. Das erste Übertragungselement 20a ist beweglich entlang einer Umfangsrichtung 82a und entlang der Axialrichtung 28a im zweiten Übertragungselement 22a gelagert.
Die Bewegungsänderungseinheit 24a ist als Hubeinheit 26a ausgebildet, die dazu vorgesehen ist, das erste Übertragungselement 20a infolge der ersten Relativbewegung, insbesondere der Rotation, relativ zum zweiten Übertragungselement 22a entlang der Axialrichtung 28a zu bewegen. Die Hubeinheit 26a weist ein erstes Hubelement 30a auf, das einstückig mit dem zweiten Übertragungselement 22a ausgebildet ist. Das erste Hubelement 30a ist rampenförmig ausgebildet. Ferner weist die Hubeinheit 26a ein zweites Hubelement 32a auf, das infolge der ersten Relativbewegung bzw. der Rotation des ersten Übertragungselements 20a relativ zum zweiten Übertragungselement 22a mittels eines Zusammenwirkens mit dem ersten Hubelement 30a die zweite Relativbewegung bzw. die Translation des ersten Übertragungselements 20a relativ zum zweiten Übertragungselement 22a erzeugt. Das zweite Hubelement 32a ist ebenfalls rampenförmig ausgebildet und ist einstückig mit dem ersten Übertragungselement 20a ausgebildet (Figur 6). Insgesamt weist das erste Übertragungselement 20a drei zweite Hubelemente 32a auf. Das zweite Übertragungselement 22a weist drei erste Hubelemente 30a auf, die mit den drei zweiten Hubelementen 32a des ersten Übertragungselements 20a korrespondieren. Es ist jedoch auch denkbar, eine größere oder geringere Anzahl als drei Hubelemente 30a, 32a an dem ersten Übertragungselement 20a und dem zweiten Übertragungselement 22a vorzusehen. Der Fachmann wird je nach Anforderung entscheiden, welche Anzahl von Hubelementen 30a, 32a an dem ersten Übertragungselement 20a und dem zweiten Übertragungselement 22a sinnvoll erscheint.
Die ersten Hubelemente 30a erstrecken sich gleichmäßig verteilt auf einem Kreisring von 360° des zweiten Übertragungselements 22a jeweils entlang eines Winkelbereichs zwischen 30° und 60° um eine zentrale Öffnung 84a des zweiten Übertragungselements 22a, die zur Aufnahme der Spindel 16a vorgesehen ist. Die zentrale Öffnung 84a ist hierbei als Pass-Bohrung ausgebildet. Die ersten Hubelemente 30a weisen eine Steigung auf, die sich ausgehend von einem auf einer Innenfläche 86a angeordneten Startpunkt in Richtung eines Endpunkts erstreckt, der in einer zur Innenfläche 86a parallelen Ebene angeordnet ist. Die Ebene ist in einem montierten Zustand des zweiten Übertragungselements 22a ausgehend von der Spindel 16a in Richtung des montierten Werkzeugs 14a beabstandet zur Innenfläche 86a angeordnet.
Die zweiten Hubelemente 32a erstrecken sich gleichmäßig verteilt auf einem Kreisring von 360° des ersten Übertragungselements 20a jeweils entlang eines Winkelbereichs zwischen 30° und 60° um eine zentrale Öffnung 88a des ersten Übertragungselements 20a, die zur Aufnahme der Spindel 16a vorgesehen ist (Figur 6). In einem montierten Zustand der Übertragungseinheit 18a weisen die zweiten Hubelemente 32a in Richtung der Innenfläche 86a des zweiten Übertragungselements 22a. Die zweiten Hubelemente 32a weisen eine zu den ersten Hubelementen 30a korrespondierende Steigung auf. Die Steigung der ersten Hubelemente 30a und der zweiten Hubelemente 32a ist hierbei gleich groß oder größer als eine Steigung des Gewindes 80a der Spindel 16a bzw. des Innengewindes des Spannelements 12a. Die zweiten Hubelemente 32a liegen in einem verspannten Zustand des Werkzeugs 14a an den ersten Hubelementen 30a an. Bei der Rotation des ersten Übertragungselements 20a relativ zum zweiten Übertragungselement 22a infolge des Bremsbetriebs gleiten die zweiten Hubelemente 32a auf den ersten Hubelementen 30a. Hierdurch wird ein Axialhub des ersten Übertragungselements 20a relativ zum zweiten Übertragungselement 22a entlang der Axialrichtung 28a erzeugt. Dieser Axialhub erzeugt eine Spannkraft in Richtung des Werkzeugs 14a und des Spannelements 12a, so dass ein Ablaufen des Spannelements 12a und/oder des Werkzeugs 14a von der Spindel 16a verhindert werden kann.
Die Ablaufsicherungsvorrichtung 10a umfasst zumindest ein Anschlagelement 34a, das dazu vorgesehen ist, die erste Relativbewegung zwischen dem ersten Übertragungselement 20a und dem zweiten Übertragungselement 22a bzw. die Rotation des ersten Übertragungselements 20a relativ zum zweiten Übertragungselement 22a zu begrenzen (Figur 5). Das Anschlagelement 34a ist an der von einer dem ersten Übertragungselement 20a zugewandten Seite 36a gebildeten Innenfläche 86a des zweiten Übertragungselements 22a angeordnet. Das erste Übertragungselement 20a weist hierbei zumindest eine Ausnehmung 38a auf (Figur 6), die dazu vorgesehen ist, das Anschlagelement 34a in einem montierten Zustand der Übertragungseinheit 18a aufzunehmen. Insgesamt umfasst die Ablaufsicherungsvorrichtung 10a drei Anschlagelemente 34a an dem zweiten Übertragungselement 22a und drei Ausnehmungen 38a an dem ersten Übertragungselement 20a. Es ist jedoch denkbar, eine größere oder geringere Anzahl als drei Anschlagelemente 34a an dem zweiten Übertragungselement 22a und drei Ausnehmungen 38a an dem ersten Übertragungselement 20a vorzusehen. Der Fachmann wird je nach Anforderung entscheiden, welche Anzahl von Anschlagelementen 34a an dem zweiten Übertragungselement 22a und welche Anzahl an Ausnehmungen 38a an dem ersten Übertragungselement 20a sinnvoll erscheint.
Die drei Anschlagelemente 34a sind entlang dem Kreisring von 360° gleichmäßig verteilt, voneinander beabstandet und beabstandet von den drei ersten Hubelementen 30a des zweiten Übertragungselements 22a angeordnet. Ferner weisen die drei Anschlagelemente 34a Axialerstreckungen auf, die entlang der Axialrichtung 28a verlaufen. Die Axialerstreckungen sind hierbei derart gewählt, dass sich die drei Anschlagelemente 34a in einem montierten Zustand der Übertragungseinheit 18a zumindest in die drei Ausnehmungen 38a des ersten Übertragungselements 20a erstrecken. Die drei Ausnehmungen 38a erstrecken sich auf dem Kreisring von 360° des ersten Übertragungselement 20a gleichmäßig verteilt jeweils entlang eines Winkelbereichs zwischen 15° und 30° und sind beabstandet zueinander und zu den zweiten Hubelementen 32a um die zentrale Öffnung 88a des ersten Übertragungselements 20a angeordnet.
Die Anschlagelemente 34a begrenzen die Rotation zwischen dem ersten Übertragungselement 20a und dem zweiten Übertragungselement 22a auf einen durch eine Abmessung der Ausnehmungen 38a und eine Abmessung der Anschlagelemente 34a definierten Winkelbereich. Hierdurch wird ein gewünschtes Lösen des Spannelements 12a beispielsweise bei einem Werkzeugwechsel ermöglicht. Wird das Spannelement 12a von der Winkelschleifmaschine 44a betrachtet im Uhrzeigersinn bzw. entgegen der Rotationsrichtung im Arbeitsbetrieb gedreht, wird das erste Übertragungselement 20a relativ zum zweiten Übertragungselement 22a verdreht, bis die Anschlagelemente 34a des zweiten Übertragungselements 22a an Randbereichen 90a der Ausnehmungen 38a des ersten Übertragungselements 20a anschlagen. Das erste Übertragungselement 20a ist mittels dem Anschlagen bzw. einem Anliegen der Anschlagelemente 34a an den Randbereichen 90a der Ausnehmungen 38a fest mit dem zweiten Übertragungselement 22a gekoppelt. Ein durch ein Abschrauben des Spannelements 12a erzeugtes Drehmoment wird über die Mitnahmekontur 74a an dem 2-Kant 70a der Spindel 16a abgestützt und das Spannelement 12a kann gelöst werden und von der Spindel 16a abgeschraubt werden.
Des Weiteren weist die Ablaufsicherungsvorrichtung 10a zumindest einen Schmiermittelaufnahmeraum 40a zur Aufnahme von Schmiermittel zur Verringerung einer Reibung bei der ersten Relativbewegung zwischen dem ersten Übertragungselement 20a und dem zweiten Übertragungselement 22a auf. Der Schmiermittelaufnahmeraum 40a ist von einer Schmiermitteltasche 92a gebildet. Insgesamt sind mehrere Schmiermitteltaschen 92a entlang eines Kreisrings um die zentrale Öffnung 88a des ersten Übertragungselements 20a gleichmäßig voneinander beabstandet angeordnet (Figur 6). Die Schmiermitteltaschen 92a sind in einer der Anlagefläche 76a abgewandten Seite 94a des ersten Übertragungselements 20a angeordnet. Ferner sind in den rampenartigen ersten Hubelementen 30a und in den rampenartigen zweiten Hubelementen 32a ebenfalls Schmiermitteltaschen (hier nicht näher dargestellt) angeordnet, so dass ein geringer Reibungswiderstand bei einem Gleiten der rampenförmigen ersten Hubelemente 30a auf den rampenförmigen zweiten Hubelementen 32a bei einer Rotation des ersten Übertragungselements 20a relativ zum zweiten Übertragungselement 22a entsteht.
Des Weiteren weist das zweite Übertragungselement 22a ein Lagerelement 96a auf, das in einer kreisringförmigen Ausnehmung 98a in der Innenfläche 86a des zweiten Übertragungselements 22a angeordnet ist. Das Lagerelement 96a ist hierbei als Gleitlager ausgebildet. Es ist jedoch denkbar, dass das Lagerelement 96a in einer alternativen Ausgestaltung als Wälzlager ausgebildet ist. In der kreisringförmigen Ausnehmung 98a sind ebenfalls mehrere Schmiermitteltaschen (hier nicht näher dargestellt) zur Aufnahme von Schmiermittel gleichmäßig voneinander beabstandet angeordnet.
Die Übertragungseinheit 18a weist ferner ein erstes Dichtelement 100a und ein zweites Dichtelement 102a auf, die dazu vorgesehen sind, die Übertragungseinheit 18a vor Staubeintritt von einer äußeren Umgebung zu schützen und einen Schmiermittelaustritt von innen zu vermeiden. Das erste Dichtelement 100a ist hierbei in einer ersten Nut 104a des zweiten Übertragungselements 22a angeordnet und das zweite Dichtelement 102a ist in einer zweiten Nut 106a des zweiten Übertragungselements 22a angeordnet (Figur 5). Die erste Nut 104a ist in einer Seitenfläche 108a des zweiten Übertragungselements 22a angeordnet. Die Seitenfläche 108a erstreckt sich senkrecht zur Innenfläche 86a des zweiten Übertragungselements 22a und entlang eines gesamten Umfangs des zweiten Übertragungselements 22a, der in einer zur Innenfläche 86a parallelen Ebene verläuft. Die zweite Nut 106a ist in einer der Seitenfläche 108a zugewandten Seite 110a eines die zentrale Öffnung 84a umgebenden Hohlzylinders 112a angeordnet. Das erste Dichtelement 100a ist passgenau in die erste Nut 104a eingepresst und das zweite Dichtelement 102a ist passgenau in die zweite Nut 106a eingepresst.
Das erste Übertragungselement 20a weist eine zur ersten Nut 104a des zweiten Übertragungselements 22a korrespondierende erste Dichtelementaufnahme 114a auf. Die erste Dichtelementaufnahme 114a ist entlang eines Außenumfangs des ersten Übertragungselements 20a angeordnet und erstreckt sich entlang des gesamten Außenumfangs. Der Außenumfang des ersten Übertragungselements 20a verläuft in einer Ebene, die sich parallel zur Anlagefläche 76a erstreckt. Hierbei weist die erste Dichtelementaufnahme 114a eine Erstreckung entlang der Axialrichtung 28a auf, die größer ist als eine Erstreckung des ersten Dichtelements 100a entlang der Axialrichtung 28a. Hierdurch wird eine Dichtungsfunktion bei einem Axialhub des ersten Übertragungselements 20a relativ zum zweiten Übertragungselement 22a gewährleistet.
Ferner weist das erste Übertragungselement 20a eine zur zweiten Nut 106a des zweiten Übertragungselements 22a korrespondierende zweite Dichtelementaufnahme 116a auf. Die zweite Dichtelementaufnahme 116a ist in einer Innenseite 118a der zentralen Öffnung 88a des ersten Übertragungselements 20a angeordnet und erstreckt sich entlang eines gesamten Umfangs der zentralen Öffnung 88a. Der Umfang der zentralen Öffnung 88a verläuft in einer Ebene, die sich parallel zur Anlagefläche 76a des ersten Übertragungselements 20a erstreckt. Die zweite Dichtelementaufnahme 116a weist eine Erstreckung entlang der Axialrichtung 28a auf, die größer ist als eine Erstreckung des zweiten Dichtelements 102a entlang der Axialrichtung 28a. Hierdurch wird ebenfalls eine Dichtungsfunktion bei einem Axialhub des ersten Übertragungselements 20a relativ zum zweiten Übertragungselement 22a gewährleistet. Mittels dem ersten Dichtelement 100a und dem zweiten Dichtelement 102a werden das erste Übertragungselement 20a und das zweite Übertragungselement 22a miteinander verbunden und axial fixiert.
In Figur 7 ist ein zweites, alternatives Ausführungsbeispiel dargestellt. Im Wesentlichen gleich bleibende Bauteile, Merkmale und Funktionen sind grundsätzlich mit den gleichen Bezugszeichen beziffert. Zur Unterscheidung der Ausführungsbeispiele sind den Bezugszeichen der Ausführungsbeispiele die Buchstaben a und b hinzugefügt. Die nachfolgende Beschreibung beschränkt sich im Wesentlichen auf die Unterschiede zu dem ersten Ausführungsbeispiel in den Figuren 1 bis 6, wobei bezüglich gleich bleibender Bauteile, Merkmale und Funktionen auf die Beschreibung des ersten Ausführungsbeispiels in den Figuren 1 bis 6 verwiesen werden kann.
Figur 7 zeigt eine perspektivische Detailansicht einer alternativen erfindungsgemäßen Ablaufsicherungsvorrichtung 10b in einem geöffneten Zustand mit einem analogen Schnitt gemäß der Linie V-V aus Fig. 3. Die Ablaufsicherungsvorrichtung 10b kann hierbei an einer Spindel einer, wie in der Figur 1 gezeigten Winkelschleifmaschine 44a angeordnet sein. Die Ablaufsicherungsvorrichtung 10b umfasst eine Übertragungseinheit 18b, die dazu vorgesehen ist, abnehmbar mit der Spindel gekoppelt zu werden und die zumindest ein erstes Übertragungselement 20b und zumindest ein relativ zum ersten Übertragungselement 20b bewegbares zweites Übertragungselement 22b aufweist. Des Weiteren umfasst die Übertragungseinheit 18b zumindest eine als Hubeinheit 26b ausgebildete Bewegungsänderungseinheit 24b, die dazu vorgesehen ist, in einem Bremsbetrieb, zumindest teilweise eine erste Relativbewegung zwischen dem ersten Übertragungselement 20b und dem zweiten Übertragungselement 22b in eine zweite Relativbewegung zu überführen.
Die Hubeinheit 26b weist zumindest ein erstes rampenförmiges Hubelement 30b auf, das einstückig mit dem zweiten Übertragungselement 22b ausgebildet ist. Insgesamt weist die Hubeinheit 26b drei erste Hubelemente 30b auf, die einstückig mit dem zweiten Übertragungselement 22b ausgebildet sind. Ferner weist die Hubeinheit 26b zumindest ein zweites Hubelement 32b auf, das an einer einer Anlagefläche 76b abgewandten Seite 94b des ersten Übertragungselements 20b angeordnet ist. Insgesamt weist die Hubeinheit 26b drei zweite Hubelemente 32b auf. Die zweiten Hubelemente 32b sind als Wälzkörper 120b ausgebildet. Die Wälzkörper 120b sind in Ausnehmungen 122b in der der Anlagefläche 76b abgewandten Seite 94b des ersten Übertragungselements 20b angeordnet. Die Ausnehmungen 122b sind entlang eines Kreisrings gleichmäßig verteilt und beabstandet zueinander im ersten Übertragungselement 20b angeordnet. Die Wälzkörper 120b des ersten Übertragungselements 20b korrespondieren mit den rampenförmigen ersten Hubelementen 30b des zweiten Übertragungselements 22b. Es ist jedoch denkbar, dass in einer alternativen Ausgestaltung die ersten Hubelemente 30b einstückig mit dem ersten Übertragungselement 20b ausgebildet sind und die Wälzkörper 120b an dem zweiten Übertragungselement 22b angeordnet sind.
Bei einer Rotation des ersten Übertragungselements 20b relativ zum zweiten Übertragungselement 22b infolge eines Bremsbetriebs wälzen die Wälzkörper 120b entlang den rampenförmigen ersten Hubelementen 30b ab und erzeugen somit einen Axialhub entlang einer Axialrichtung 28b des ersten Übertragungselements 20b relativ zum zweiten Übertragungselement 22b.

Claims

Ablaufsicherungsvorrichtung, insbesondere Handwerkzeugmaschinenablaufsicherungsvorrichtung, zur Vermeidung eines Ablaufens eines Spannelements (12a) und/oder eines Werkzeugs (14a) von einer Spindel (16a), mit zumindest einer Übertragungseinheit (18a; 18b), dadurch gekennzeichnet, dass die Übertragungseinheit dazu vorgesehen ist, abnehmbar mit der Spindel (16a) gekoppelt zu werden und die zumindest ein erstes Übertragungselement (20a; 20b) und zumindest ein relativ zum ersten Übertragungselement (20a; 20b) bewegbares zweites Übertragungselement (22a; 22b) aufweist, wobei die Übertragungseinheit (18a; 18b) zumindest eine Bewegungsänderungseinheit (24b; 24b) aufweist, die dazu vorgesehen ist, in einem Bremsbetrieb zumindest teilweise eine erste Relativbewegung zwischen dem ersten Übertragungselement (20a; 20b) und dem zweiten Übertragungselement (22a; 22b) in eine zweite Relativbewegung zu überführen.
Ablaufsicherungsvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die erste Relativbewegung eine Rotation ist.
Ablaufsicherungsvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die zweite Relativbewegung eine Translation ist.
Ablaufsicherungsvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das erste Übertragungselement (20a; 20b) beweglich in dem zweiten Übertragungselement (22a; 22b) gelagert ist.
Ablaufsicherungsvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Bewegungsänderungseinheit (24a; 24b) als Hubeinheit (26a; 26b) ausgebildet ist, die dazu vorgesehen ist, das erste Übertragungselement (20a; 20b) infolge der ersten Relativbewegung relativ zum zweiten Übertragungselement (22a; 22b) entlang einer Axialrichtung (28a; 28b) zu bewegen.
Ablaufsicherungsvorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Hubeinheit (26a; 26b) zumindest ein erstes Hubelement (30a; 30b) aufweist, das einstückig mit dem ersten Übertragungselement (20a; 20b) oder dem zweiten Übertragungselement (22a; 22b) ausgebildet ist.
Ablaufsicherungsvorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass das erste Hubelement (30a; 30b) rampenförmig ausgebildet ist.
Ablaufsicherungsvorrichtung zumindest nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Hubeinheit (26a; 26b) zumindest ein zweites Hubelement (32a; 32b) aufweist, das infolge der ersten Relativbewegung mittels eines Zusammenwirkens mit dem ersten Hubelement (30a; 30b) die zweite Relativbewegung erzeugt.
Ablaufsicherungsvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das zweite Übertragungselement (22a; 22b) in einem montierten Zustand zu einer Drehmomentübertragung formschlüssig mit der Spindel (16a) verbunden ist.
Ablaufsicherungsvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch zumindest ein Anschlagelement (34a), das dazu vorgesehen ist, die erste Relativbewegung zwischen dem ersten Übertragungselement (20a; 20b) und dem zweiten Übertragungselement (22a; 22b) zu begrenzen.
Ablaufsicherungsvorrichtung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass das Anschlagelement (34a) an einer dem ersten Übertragungselement (20a; 20b) zugewandten Seite (36a) des zweiten Übertragungselements (22a; 22b) angeordnet ist.
Ablaufsicherungsvorrichtung zumindest nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass das erste Übertragungselement (20a; 20b) zumindest eine Ausnehmung (38a) aufweist, die dazu vorgesehen ist, das Anschlagelement (34a) aufzunehmen.
Ablaufsicherungsvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch zumindest einen Schmiermittelaufnahmeraum (40a) zur Aufnahme von Schmiermittel zur Verringerung einer Reibung bei der ersten Relativbewegung zwischen dem ersten Übertragungselement (20a; 20b) und dem zweiten Übertragungselement (22a; 22b).
Handwerkzeugmaschine, insbesondere Winkelschleifmaschine, mit einer Ablaufsicherungsvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche.