RU1814609C

RU1814609C - Зажимное устройство дл осевого закреплени инструмента, в частности шлифовального круга

Info

Publication number: RU1814609C
Application number: SU894614897A
Authority: RU
Inventors: Кирн Манфред
Original assignee: Роберт Бош Гмбх
Priority date: 1987-02-21
Filing date: 1989-08-18
Publication date: 1993-05-07
Also published as: EP0345271A1; CA1313313C; AU1224788A; WO1988006075A1; BR8807375A; ATE82715T1; AU594557B2; KR890700428A; EP0345271B1; YU28988A; JP2608323B2; US4941790A; BG60288B2; KR960002337B1; ES2006575A6; DE3705638C1; DE3876239D1; JPH02502359A

Abstract

Изобретение: дл осевого закреплени инструмента, в частности шлифовального круга. Сущность изобретени : зажимное устройство содержит зат жную гайку 8, котора навинчиваетс на конечную нарезную часть уступа 4 приводного шпиндел 1 с конечной стороны дл жесткого зажима шлифовального круга 6. Зат жна гайка 8 несет непроворачивэющуюс и подвижную /2

Description

21 3f2Z 27 3 $ 3

f6 10 15 22 23

Я

Фаг.1.

в осевом направлении зажимную шайбу 13, котора через опорную деталь 15 опираетс в осевом направлении на зат жную гайку 8. Опорные детали имеют в поперечном сечении форму клина, причем опирающиес кольцевые поверхности 16 и 17 зажимной шайбы 13 и зат жной гайки 8 соответствуют и аналогичны профилю клиноременного шкива. Опорные детали содержат внешний кольцевой желоб, вдоль которого могут прокатыватьс шарики 23. Зажимна шайба 13 в качестве упора дл шариков несет продольные штифты 31 с параллельными ос ми . В осевом направлении между зажимной

шайбой 13 и зат жной гайкой 8 находитс элемент управлени кольцеобразной формы , снабженный внешним желобком дл шариков и вдвинутые в шариковый канал радиальные штифты 30, которые через пружины дав т на шарики 23. Кольцевые поверхности 21 элемента управлени 18 содержат шариковые выемки, в которые шарики могут утапливатьс при провернутом элементе управлени 18 под действием радиальной разгрузки опорной детали 15 и разжати шайбы 13 в осевом направлении. 13 з.п. ф-лы, 5 ил.

Изобретение относитс к машиностроению , в частности к зажимным устройствам дл осевого закреплени инструмента, в частности шлифовального круга.

На фиг. 1 изображен осевой продольный разрез зажимного устройства с зажатым шлифовальным кругом как части угловой шлифовальной машины: на фиг. 2 - разрез А-А на фиг. 1; на фиг. 3 - разрез Б-Б на фиг. 1; на фиг. 4 - разрез В-В на фиг, 2; на фиг. 5 - вид сверху частей зажимного устройства с местным разрезом.

На чертежах показана нижн часть переносной ручной машинки, выполненной, например, в виде угловой шлифовальной машины, котора оснащена шпинделем 1, приводимым в движение при помощи привода , ротором (не показан). Шпиндель 1 переходит на конце через кольцевой уступ 2 в цилиндрический уступ 3 меньшего диаметра и далее в концевой нарезной уступ 4 с внешней резьбой 5. Шпиндель 1 служит дл привода инструмента б, который состоит из обозначенного шлифовального круга или другого дискового инструмента, например обрезиненного круга или т.п. Инструмент б зажат и зат нут между фланцем 7 и частью зажимного элемента зат жной гайки 8. Фланец 7 в осевом направлении подпираетс кольцевым уступом 2, а в радиальном направлении центрируетс цилиндрическим уступом 3. При помощи сопр гающихс поверхностей, например при помощи двух параллельных лысок на шпинделе 1 и на фланце 7, последний образует на шпинделе 1 жестковращающеес сочленение с геометрическим замыканием, при помощи которого захватываетс инструмент 6 при включенном моторе и увлекаетс во вращение в направлении стрелки 9. Это направление вращени по стрелке 9 соответствует

рабочему движению инструмента 6, т.е. направлению , в котором он приводитс в движение . Это соответствует изображению на фиг. 2 направлению по часовой стрелке. Зат жна гайка 8 оснащена фланцем 10 и отход щей от него цилиндрической форме гильзы ступицей 11, на которой предусмотрена внутренн резьба 12, при помощи которой зат жна гайка 8 навинчена на

внешнюю резьбу 5 нарезного уступа 4. На внешней окружной поверхности ступицы 11 с закреплением центрируетс инструмент 6. В осевом пространстве между инструментом 6 и зат жной гайкой 8 расположена

зажимна шайба 13, котора оснащена зажимной тарелкой 14, прижатой к инструменту 6. Зажимна шайба 13 жестко прижата в осевом направлении к торцовой . стороне фланца 7 и при помощи сил давле

ни жестко прижимает инструмент 6. Зажимна шайба 13 сочленена с зат жной гайкой 8 сочленением, допускающим относительное осевое перемещение и не допускающим относительного вращени . В

осевом направлении между зажимной шайбой 13 и фланцем 10 зат жной гайки 8 расположены опорные детали 15. Опорна деталь 15 на стороне, обращенной к фланцу 10 зат жной гайки 8, имеет опорную поверхность в форме кольцевой поверхности 16. Противолежащие в осевом направлении стороны опорной детали 15 располагают такой же опорной поверхностью, котора состоит из кольцевой поверхности 17 на

стороне, обращенной к зажимной тарелке 14 зажимной шайбы 13.

Между зажимной шайбой 13 и зат жной гайкой 8 расположен элемент управлени 18 в форме кольца 19, которое при помощи

изображенной на фиг. 1 верхней кольцевой отбортовки 20 в осевом направлении охватывает зажимную тарелку 14 с оставлением подвижного зазора. Кольцева отбортовка 20 оканчиваетс в осевом направлении ниже прилегающей к инструмента 6 торцовой поверхности зажимной тарелки 14 (фиг. 1). Кольцо 19 сидит с зазором в осевом направлении между зажимной шайбой 13 и зат жной гайкой 8 и может вращатьс относительно их обеих. Внутри кольца 19 имеетс желобообразна в поперечном сечении кольцева поверхность 21, котора в другом примере исполнени может иметь также цилиндрическую форму. На такой же высоте в осевом направлении опорна деталь 15 имеет на своей радиальной внешней поверхности соответствующую углубленную желобообразную кольцевую поверхность 22. Опорна деталь 15 в радиальном направлении опираетс на тела качени 23, которые в данном случае состо т из шариков , введенных и перекатывающихс между кольцевыми поверхност ми 21 и 22. В указанном примере выполнени имеютс три расположенные на приблизительно одинаковом рассто нии по окружности друг от друга шарика 23, которые введены в концентрические кольцевые поверхности 21 и 22 соосно их центральной оси и при этом наход тс в контакте с одной стороны с опорной деталью 15, а с другой стороны с элементом управлени 18. Элемент управлени 18 работает на шариках 23, которые прижимаютс к упорам 24 зажимной шайбы 13 в направлении зат жки, соответствующем направлению, противоположному направлению стрелки 9. Это зат нутое состо ние показано на фиг. 1-5. Как показано на фиг. 2 и 3 дл каждого шарика 23 имеетс выточка 25, расположенна в кольцевой поверхности 21 элемента управлени 18, котора состоит из углублени в кольцевой поверхности 21 и образует, в частности, углубленную в наружном радиальном направлении шарообразную выемку, открытую по направлению к центру/Кажда выточка 25 при этом сделана так, что при перекатывании шарика 23 и при достижении расположенной выточки 25 шарик 23 может отклонитьс в радиальном направлении, в результате чего достигаетс радиальна разгрузка опорной детали 15 так, что опорна деталь 15, как минимум, может быть несколько смещена наружу в радиальном направлении. При этом достигаетс то, что как минимум одна из обеих кольцевых поверхностей 16, 17, между которыми в осевом направлении расположена опорна деталь 15, образует усеченный конус, соответственным образом направленный вершиной конуса так, что опорна деталь 15

при этой радиальной разгрузке и радиальном перемещении по этим уклонам кольцевых поверхностей 16 и/или 17 допускает движение в осевом направлении зажимной шайбы 13 в направлении к зат жной гайке 8 с незначительным сокращением осевого рассто ни , так что зажимна шайба 13 освобождаетс от давлени зажима.

На показанном примере выполнени как опорна поверхность 17 зажимной шайбы 13, так и опорна кольцева поверхность 16 зат жной гайки 8 имеет форму усеченного конуса и образована так, что обе кольцевые поверхности 16 и 17 вместе образуют клинообразную канавку. Опорна деталь 15 имеет на аксиальной стороне, обращенной к кольцевой поверхности 17, также как и на противолежащей аксиальной стороне, соответственной кольцевой поверхности 16 и 17,

соответствующие опорные поверхности 26 и 27. В показанном примере выполнени кажда опорна деталь 15 имеет поперечное сечение клина, причем по меньшей мере уклон клина почти соответствует тому кли .новому пазу, котбрый образован кольцевыми поверхност ми 16 и 17. Как видно на фиг, 2 и З; кажда отдельна деталь 15 выполнена как кольцевой сегмент. На указанном примере выполнени предусмотрены три.

таких опорных детали 15 в форме кольцевых сегментов; которые расположены на приблизительно одинаковом по окружности рассто нии друг от друга. При этом между граничащими друг с другом опорными детал ми 15 оставлены соответствующие просветы , в которых приблизительно соосно выступают направл ющие элементы 28 в форме штифтов. Эти штифты 28 расположены вне роликовой зоны так, что они не преп тствуют перекатыванию шариков 23 между кольцевыми поверхност ми 21 и 22, На показанном примере выполнени штифты 28 укреплены на зажимной шайбе 13 и выступают над ее опорной поверхностью

17. В другом не показанном варианте испол нени штифты 28 размещены на зат жной гайке 8. Штифты 28 позиционируют положение опорных деталей 15 в окружном направлении и преп тствуют смещению опорных

деталей 15 в окружном направлении.

На элементе управлени 18 предусмот- ренна каждый шарик 23 поводок 29 в форме радиального штифта 30, жестко укреплен- ного на кольце 19, которое выступает снаружи вовнутрь на пути соответственно размещенного шарика 23 как минимум настолько , чтобы достигалс почти тангенциальный контакт с соответствующим образом размещенными шариками 23.

Упор 24 зажимной шайбы 13 образован из параллельных продольных штифтов 31, которые почти параллельно оси выпущены через направл ющий желоб, образованный дл шариков 23 совместно кольцевыми по- 5 верхност ми 21 и 22 настолько, что остаетс еще достаточный просвет между внутренней поверхностью кольца 19 и продольным штифтом 31, чтобы при вращении с одной стороны элемента 18 относительно зат ж- 10 ной гайки 8 с зажимной шайбой 13 с другой стороны он не терс о элементуправлени 18 ; Продольные штифты 31 расположены соот ветственно шарикам на другой противоположной штифту 30 стороне соответственно 15 расположенного шарика 23. В показанном на фиг. 1-5 зажиме с жестко зажатым инструментом б и включенным мотором будет захватыватьс заодно с инструментом 6 также зажимна шайба 13 в направлении 20 рабочего движени по стрелке 9 посредством контактных сил и трени . Зажимна шайба 13 хот в осевом направлении вл етс относительно подвижной, в окружном направлении жестко сочленена с гайкой 8, 25 поэтому также в равной мере захватывает зат жную гайку 8. Продольные штифты упираютс при этом в направлении стрелки 9 в соответственно расположенные шарики 23, которые при этом оказывают давление на 30 соответственно расположенные радиальные штифты 30 элементы управлени 18, Элемент управлени 18 упруго нагружен в направлении, противоположном вращению по стрелке 9, что соответствует направле- 35 нию разжати . Это достигаетс при помощи соответствующих цилиндрических винтовых пружин, которые располагаютс внутри

направл ющего желоба дл шариков 23, об радованного кольцевыми поверхност ми 21 40 и 22, и действуют в направлении вращени , ; При этом кажда винтова пружина 32 расположена в зоне вращени между продольным штифтом 31 и радиальным штифтом 30, гна который опираетс своей концевой час- 45 тью. Посредством такой винтовой пружины элемент управлени 18 эластично подпружинен относительно зат жной гайки 8 и зажимной шайбы 13 в направлении, противоположном направлению стрелки 9, 50 таким образом, что соответствующий радиальный штифт 30 давит соответственно расположенный шарик 23 к продольному штифту 31 в направлении, противоположном стрелке 9. Следовательно, в зажиме, 55 показанном на фиг. 1-5 элемент 18 при

: помощи винтовой пружины 32 фиксируетс относительно зат жной гайки 8 с зажимной

шайбой 13. Зажимна шайба 13 в осевом направлении закреплена на зат жной гайке

8 так, что как минимум между ними обеими возможно некоторое движение в осевом направлении . Зажимна шайба 13 имеет проход щую насквозь внутреннюю поверхность 33 в области зажимной тарелки 14, котора в основном может быть цилиндрической формы и насажена на ступицу 11 зат жной гайки 8, на которой центрируетс зажимна тарелка 14 и как минимум, вл сь ведомой, удерживаетс с сохранением в определенных пределах осевой подвижности . Дл креплени может служить пружинное кольцо 34, только схематически обозначенное на фиг. 1, которое определенным образом подогнано к канавке 35 на внешней окружной поверхности ступицы 11 зат жной гайки 8, а именно так, что пружинное кольцо 34 в пазу 35 приблизительно на одну свою половину поперечного сечени утоплено, в то врем как друга его половина поперечного сечени выступает в радиальном направлении.

Зажимна шайба 13 содержит расположенные на внутренней поверхности 33 паз 36, предназначенный дл пружинного кольца 34, который имеет все же больший осевой размер, чем пружинное кольцо 34, и паз 35. Размер глубины паза 36 в радиальном направлении приблизительно соответствует другой половине поперечного сечени пружинного кольца 34. Профиль паза 35 и/или 36 на флангах может иметь уклон, чем облегчаетс взаимное сдвигание и разборка зажимной шайбы 13 и зат жной гайки 8 в осевом направлении. При указанной конструкции на цилиндрической внутренней поверхностью 33 и цилиндрической наружной поверхности ступицы 1.1 создаетс передающий крут щий момент сочленени между зажимной шайбой 13 и зат жной гайкой 8, например, посредством продольных штифтов 31, которые в Осевом направлении выт нуты к фланцу 10 зат жной гайки 8 и охватываютс имеющимис там отверсти ми при смещении в осевом направлении.

Claims

1. Зажимное устройство дл осевого закреплени инструмента, в частности шлифовального круга, на фланце приводного шпиндел , содержащее зажимную шайбу, св занную с возможностью осевого пере- мещени с зат жной гайкой, установленную вдоль оси между инструментом и зат жной гайкой и взаимодействующую по оси с осевыми опорными детал ми. выполненными в форме кольцевого сегмента и имеющими на наружной периферийной поверхности на- правл ющую поверхность, предназначенную дл взаимодействи с зат жной гайкой и поджима относительно инструмента, при этом опорные детали имеют клинообразное поперечное сечение, а зажимна шайба и зат жна гайка имеют соответствующие опорные поверхности в виде усеченного конуса , причем между зажимной шайбой и зат жной гайкой с возможностью фиксиро- ванного вращени установлен элемент управлени , выполненный в виде кольца с внутренней направл ющей поверхностью, а также устройство содержит тела качени с поводком, расположённым на элементе уп- равлени и вход щим в направл ющую тел качени и предназначенным дл взаимодействи с телом качени в одном из направлений , причем тела качени предназначены дл взаимодействи с направл ющими поверхност ми элемента управлени и опорных деталей и дл радиального воздействи на опорные детали, причем при вращении элемента управлени в одном из направлений тела качени могут перемещатьс вдоль направл ющих поверхностей при радиальной разгрузке опорных тел и осевой разгрузке зажимной шайбы от усили зажима, отличающеес тем, что зажимна шайба и зат жна гайка снабжены на каждое тело качени по одному упору, пересекающему направл ющую в поперечном направлении, а элемент управлени подпружинен в противоположном к размыканию положении и прижимает своим соответствующим поводком соответствующее тело качени к упору в направлении, противоположном размыканию, причем на направл ющей поверхности элемента управлени выполнены радиальные выточки, имеющие форму углублений наружу б радиальном направлении и радиально открытые внутрь, предназначенные дл размещени тел качени при обкатке вследствие поворота элемента управлени в направлении замыкани при радиальном смещении.

2. Устройство по п. 1, отличающее- с тем, что оно содержит три опорных детали , расположенные с одинаковым угловым смещением друг относительно друга.

3. Устройство по пп. 1и2, отличающеес тем, что зажимна шайба и зат жна гайка за пределами тел качени снабжены установочными элементами, выступающими за опорные поверхности зажимной шайбы и зат жной гайки и определ ющие положение опорных деталей по окружности.

4. Устройство по п. 3, о т л и ч а ю щ е е- с тем, что установочные элементы выпол йены в виде штифтов и расположены параллельно оси.

5. Устройство по пп, 1-4, отличающеес тем, что зажимна шайба установлена с возможностью центрировани своей внутренней поверхностью на ступице зажимной гайки и с возможностью осевого перемещени в определенных границах.

6. Устройство по пп. 1-5, отличающеес тем, что оно снабжено пружинным кольцом или пружинной скрепкой в виде заколки дл волос.

7. Устройство по пп. 1-6. отличаю - щ е е с тем, что на наружной поверхности ступицы зат жной гайки выполнен паз, предназначенный дл размещени соответствующего пружинного кольца или плеча пружинной скрепки, а на внутренней поверхности зажимной шайбы выполнен паз, ширина которого по оси больше ширины паза

рое все же допускает в известных пределах относительное осевое перемещение. Потом вместо пружинного кольца 34 предусмотрена , например, пружинна скрепка, обе ножки которой видно на фиг. 1 и 4, дл которой описанное имеет силу. В промежуточном пространстве между кольцом 19 и зажимной шайбой 13, на торцовой стороне которой также, как и на фланце 10 зат жной гайки 8, может быть расположен уплотни- тельный элемент, не указанный в дальнейшем , например резиновый сальник в виде кольца, который осуществл ет уплотнение, преп тствующее проникновению гр зи, например , пыли или т.п. Уплотнительный элемент вставл етс во врем монтажа.

Фиг. 1-4 показывают описанное зажимное устройство в его зажатом состо нии, в котором посредством зажимной шайбы 13 в осевом направлении, опирающейс на зат жную гайку 8 через опорную деталь 15, инструмент б жестко зажат к фланцу 7.

Если инструмент 6 должен быть удален и заменен, то фланец 7 и/или инструмент 6 блокируетс от вращени при помощи подход щих средств, что, например, можно достигнуть при помощи соответствующей блокировки шпиндел например, при помощи интегрированного в ручную машинку стопорного устройства шпиндел 1« При известных обсто тельствах это достигаетс затруднением вращени шпиндел в определенных границах, например, при трении в приводе, передающемс к мотору, затрудн ющем вращение по направлению стрелки 9. Затем дл разжати элемент управлени 18 вращаетс вручную в рабочем направлении по стрелке 9, при этом радиальные штифты 30 отход т от шариков 23 и под совместным давлением винтовых пружин 32 в окружном направлении движутс в сторону продольных штифтов 31, относительно которых при этом движетс зажимна шайба 13 с зат жной гайкой 8. При этом движении шарики 23 проворачиваютс по каналу, образованному кольцевыми поверхност ми 21 и 22, при этом шарики 23 равным образом поворачиваютс в окружном направлении согласно стрелке 9. Как только шарики 23 достигают выточки 25 в кольцевой поверхности 21 элемента управлени 18, эти шарики 23 утапливаютс в выточке 25 в радиальном направлении. Благодар этому опорна деталь 15 разгружаетс в определенных пределах от действующих в радиальном направлении сил сжати . Опорные детали 15с этого момента могут выдвинутьс при помощи своих наклонных опорных поверхностей 26 и 27 в радиальном направлении наружу на соответствующих кольцевых поверхност х 16 и 17. При этом при помощи наклонных поверхностей зажимна шайба 13 снимает давление зажима в осевом направлении, т.е. при рассмотрении 5 фиг. 1 зат жна гайка 8 и кольцо 19 располагаютс настоль ко далеко, сколь велико соответствующее сн тие нагрузки зажима в осевом направлении. Из этого следует, что комплект, состо щий из зат жной гайки 8 с 0 зажимной шайбой 13 и элемента управлени 18, вполне легко может быть развинчен вручную. Относительное поворотное движение к разжатию в осевом направлении зажимной шайбы 13 ограничиваетс так, что 5 радиальные штифты 30 тогда, когда винто- . вые пружины 32 должны быть полностью сжаты, упираютс в продольные штифты 31. Когда достигнуто осевое разжатие и комплект вполне легко можно развинтить вруч- 0 ную, достигаетс самосто тельное возвращение шариков 23 на основе разжати винтовой пружины 32. Под действием сжати пружины на радиальные штифты 30 элемент управлени 18 снова прворачивает- 5 с назад относительно зат жной гайки 8 с зажимной шайбой 13 в исходную позицию, показанную на фиг, 2 и 3, при этом посредством перекатывани шариков 23 они снова выдвигаютс в кольцевую поверхность 21 0 элемента управлени 18, через шарики 23 воздействует радиально направленна сила снаружи вовнутрь на опорную деталь 15, котора снова задвигает ее в исходное положение , в котором зажимна шайба 13 5 вновь занимает исходное положение согласно фиг. 1. В этой позиции комплект, состо щий из зат жной гайки 8 с зажимной шайбой 13 и элемента управлени 18, готов к жесткому зажиму нового вставленного ин- 0 струмента. Дл достижени этого следует этот комплект наворачиванием на нарезной уступ 4 в направлении, противоположном стрелке 9, слегка зат нуть, далее при последующем включении мотора инструмент 6 5 сам жестко закрепитс в работе.:

Такой же принцип зажимного устройства можно осуществить при помощи заднего расположенного на шпиндельной стороне фланца, при этом этот фланец потом заме- 0 н етс при помощи комплекта, состо щего из зажимной гайки с зажимной шайбой и подвижного элемента, при этом зажимна шайба своей обратной стороной зажимает инструмент. Далее этот принцип можно 5 применить в другой области ручного механического инструмента, например в форме составного шлифовального шпиндел , в приводе.

Описанное зажимное устройство вл етс простым и дешевым, а в употреблении

ступицы, причем паз предназначен дл взаимодействи с геометрическим замыканием с пружинным кольцом или пружинной скрепкой.

8. Устройство по пп. 1-7, отличающеес тем, что зажимна шайба и зат жна гайка имеют в направлении периферии геометрическое замыкание посредством соответствующих одна другой наружных фасонных поверхностей, в частности плоских поверхностей.

9. Устройство по пп. 1-8, отличающеес тем, что устройство содержит три тела качени , выполненных в виде шариков и расположенных на одинаковом рассто нии друг от друга.

10. Устройство по пп. 1-9, отличаю- щ е вс тем, что направл ющие поверхности элемента управлени и опорных деталей выполнены цилиндрическими.

11. Устройство по пп. 1-10, отличающеес тем, что на направл ющих поверхност х элемента управлени и опорных деталей выполнены углублени в форме желоба .

12. Устройство по пп. 1-11, отличающеес тем, что на элементе управлени выполнены выемки в виде сферических пазов .. .1 ;3;1/

13. устройство по пп. 1-12, о т л и щ е е с тем, что устройство снабжено пружиной, расположенной по окружности

между упором с одной стороны и поводком с другой стороны в направлении, соответствующем направлению зажима, и опирающейс с обеих, сторон и действующей в направлении периметра, при этом пружина

предназначена дл нагружени элемента управлени относительно зажимной шайбы и зат жной гайки в направлении, противоположном к размыканию.

14. Устройство по пп. 1-13, отличаю щеес тем, что соответствующий поводок выполнен в виде радиального штифта, а соответствующий упор - в виде продольного штифта, параллельного оси.