WO2005016594A1 - Handwerkzeugmaschine - Google Patents

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WO2005016594A1
WO2005016594A1 PCT/DE2004/001357 DE2004001357W WO2005016594A1 WO 2005016594 A1 WO2005016594 A1 WO 2005016594A1 DE 2004001357 W DE2004001357 W DE 2004001357W WO 2005016594 A1 WO2005016594 A1 WO 2005016594A1
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wedge means
inner flange
collar
flange
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Inventor
Michael Habele
Thomas Hartmann
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Robert Bosch Gmbh
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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
    • 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
    • B24B23/028—Angle 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
    • B24B23/022—Spindle-locking devices, e.g. for mounting or removing the tool
    • 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
    • B24B45/00—Means for securing grinding wheels on rotary arbors

Definitions

  • the invention is based on a .motor-driven hand tool according to the preamble of claim 1.
  • a generic hand tool is known from EP 0 604 477.
  • Their work spindle can be locked or braked with a spindle stop device, the disc-shaped machining tool being prevented from loosening the clamping device and itself from the work spindle in the event of abrupt braking, an unintentional loosening resulting in considerable dangers for the operator or bystanders can lead.
  • the known solution consists of a relatively large number of individual parts.
  • the handheld power tool according to the invention with the characterizing features of claim 1 has the advantage that it is light, compact and inexpensive.
  • spindle-side wedge means are arranged on a separate collar of the work spindle and are designed as ring wedges, robust means are thus created for reliable axial adjustment by twisting.
  • the collar is an integral part of the work spindle, the number of individual parts of the handheld power tool is reduced and these can be produced inexpensively.
  • the safety device is robust and reliable. Due to the fact that the collar has radial cams that are held in recesses in the ring collar with a defined torsional backlash, the clamping pressure on the tool can be increased reliably and automatically if required.
  • the work spindle has an annular groove into which a snap ring can be snapped in order to axially secure the inner flange, the work spindle can be easily and securely connected to the inner flange against loss and high functional reliability can be achieved.
  • the snap ring is made of plastic, the inner flange can be easily detached from the work spindle if required.
  • the safety device or the entire hand-held power tool can securely accommodate grinding wheels of different properties and dimensions.
  • the positive connection between the inner and additional flange is formed by mutual, in particular regular, radial projections and recesses, these can be non-positively coupled by plugging them together, like a toothed shaft with a toothed hub.
  • FIG. 1 shows a cross section of a handheld power tool with a safety device in the area of the work spindle
  • FIG. 2 shows an exploded view of the work spindle with inner flange and detonating device
  • 3 shows an exploded view of the output shaft with the inner flange seen from above
  • FIG. 4 shows a special version of the inner flange with additional flange from obliquely below
  • FIG. 5 shows the representation according to FIG. 4 from obliquely above.
  • the angle grinder 10 shown in a sectional view from the front in FIG. 1 engages with its gear housing 15 a work spindle 17 which is held in a bearing 21 with a stepped collar 19 in the upper region.
  • the work spindle 17 On its circumference, the work spindle 17 carries a ring gear 29 in a rotationally fixed manner.
  • the ring gear 29 is assigned a spindle stop device 31 arranged in the gear housing 15, which essentially consists of a pressure pin 35 which is axially displaceable against a spring 33 and which is located in recesses 37 the outer circumference of the ring gear 29 can snap into place. With the latching, he can stop the ring gear 29 and since it the work spindle 17.
  • a grinding wheel 43 is clamped between an inner flange 39 and an outer flange 41.
  • the inner flange 39 with its central bore, rotatably overlaps the free end of the work spindle 17 and can be axially displaced thereon up to a collar 23.
  • the external flange 41 sits with its internal thread on an external thread 47 of the work spindle 17.
  • the external thread 47 has a certain pitch angle, to which the following applies
  • the grinding wheel 43 has a central recess 49 with which it engages over the working spindle 17 with less radial play, its flat side being supported on the inner flange 3.
  • the side of the inner flange 39 facing the grinding wheel 43 has a profiled surface 42 (FIG. 2) designed as an axial tooth system, which is pressed into the grinding wheel 43 supported thereon, so that when the outer flange 41 is screwed tightly, a positive-locking surface is formed between the grinding wheel 43 and the grinding wheel 43 Coupling results.
  • the inner flange 39 carries on its side facing away from the grinding wheel 43 an annular wedge-like oblique wedge body 51 with an axial wedge surface 53 rising at a certain angle, which is supported on an axial counter wedge surface 55 of the collar 23 rising in the same direction.
  • the wedge angles of the wedge surfaces 53, 55 increase more than the external thread 47 at the free end of the work spindle 17 or the thread of the outer flange 41.
  • the lateral stop surfaces 61, 62 of the two diametrically opposite recesses 57 of the inner flange 39 act as radial stops.
  • the recesses 57 are at most twice as wide as the cams 25 of the opposite one another
  • Inner flange 39 balanced or exceeded.
  • the working direction of rotation of the work spindle 17 corresponds to that of the inner flange 39 or the outer flange 41 when the grinding wheel 43 is driving it and is indicated by an arrow 65 pointing to the left.
  • the width of the recesses 57 is dimensioned such that the wedging surfaces 53, 55 do not touch the radial stop 61 or 63 in the recesses 57 even with an extremely long rotation path and sliding on one another, because this causes a further axial displacement of the Prevents inner flange 39 and thus an unintentional loosening of the grinding wheel 43 would be possible.
  • the wedge body 51 When screwing on the outer flange 41 for tensioning the grinding wheel 43, the smallest possible axial distance between the inner flange 39 on the end face of the collar 23 is always produced by turning it to the right together with the outer flange, i.e. the wedge surfaces 53, 55 are supported on it minimum twist position on each other. In the tensioned state, the wedge body 51 will therefore always bear against the rear boundary wall 63 of the recess 57.
  • the purpose of the limitation of the rotation of the inner flange 39 relative to the work spindle 17 to increase the clamping pressure as a process safety device is to ensure that the clamping pressure does not increase to such an extent that the outer flange 41 can only be released with an extremely high expenditure of force and time, possibly not without destruction.

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Finish Polishing, Edge Sharpening, And Grinding By Specific Grinding Devices (AREA)
  • Constituent Portions Of Griding Lathes, Driving, Sensing And Control (AREA)

Abstract

Eine Motorgetriebene Handwerkzeugmaschine, insbesondere Winkelschleifer (10), mit einem Gehäuse (15) das eine Arbeitsspindel (17) mit einer Spindelbremse (31) aufnimmt, auf der ein scheibenförmiges Werkzeug (43) mit einer die Arbeitsspindel (17) mit Spiel übergreifenden, zentralen Bohrung (49) zwischen einem Innenflansch (39) und einem Außenflansch (41) festspannbar ist, wobei beim Abbremsen der rotierenden Arbeitsspindel (17) der Spanndruck auf das Werkzeug (43) selbsttätig erhöhbar ist, indem bei trägheitsbedingter Restrotation des Werkzeugs (43) Keilmittel (53, 63) von diesem mitdrehbar und dabei aneinander aufgleitbar sind und den axialen Abstand des Innenflansches (39) zum Werkzeug (43) bzw. zum Außenflansch (41) zu verringern suchen wird dadurch besonders funktionssicher und kostengünstig herstellbar, dass die Arbeitsspindel (17) selbst zumindest zum Teil erste Keilmittel (53) trägt und dass der Innenflansch (39) mit korrespondierenden zweiten Keilmitteln (55) an den ersten Keilmitteln (53) der Arbeitsspindel (17) abstützbar und daran mit begrenztem Axial- und Verdrehspiel unverlierbar festlegbar ist.

Description

Handwerkzeugmaschme
Stand der Technik Die Erfindung geht aus von einer .motorgetriebenen Handwerkzeugmaschine nach der Gattung des Anspruchs 1.
Durch die EP 0 604 477 ist eine gattungsgemäße Handwerkzeugmaschine bekannt. Deren Arbeitsspindel kann mit einer Spindel-Stopp-Einrichtung arretiert bzw. gebremst werden, wobei bei abruptem Bremsen das scheibenförmige Bearbeitungswerkzeug daran gehindert wird, die Spannvorrichtung und sich selbst von der Arbeitsspindel zu lösen, wobei ein unbeabsichtigtes Lösen zu erheblichen Gefahren für den Bedienenden oder Umstehende führen kann.
Die bekannte Lösung besteht aus verhältnismäßig vielen Einzelteilen.
Vorteile der Erfindung
Die erfindungsgemäße Handwerkzeugmaschine mit den kennzeichnenden Merkmalen des Anspruchs 1 hat demgegenüber den Vorteil, dass sie leicht, kompakt und kostengünstig ist.
Dadurch, dass die spindelseitigen Keilmittel auf einem gesonderten Bund der Arbeitsspindel angeordnet und als Ringkeile ausgestaltet sind, sind damit robuste Mittel für eine zuverlässige axiale Verstellung durch eine Verdrehung geschaffen.
Dadurch, dass der Bund ein einstückiger Teil der Arbeitsspindel ist, ist die Anzahl der Einzelteile der Handwerkzeugmaschine verringert und diese kostengünstig herstellbar.
Dadurch, dass in der Arbeitsposition der Innenflansch den Bund formschlüssig mit einer
Ausnehmung bzw. mit einem kragenartigen Ringbund übergreift, ist die Sicherheitseinrichtung robust und zuverlässig. Dadurch, dass der Bund radiale Nocken hat, die in Aussparungen des Ringbundes mit definiertem Verdrehspiel gehalten werden, ist der Spanndruck am Werkzeug bei Bedarf zuverlässig und selbsttätig erhöhbar.
Dadurch, dass die Keilmittel Schmiermitteldepots aufweisen, insbesondere in Gestalt von
Vertiefungen, ist eine hohe Funktionssicherheit der Sicherheitseinrichtung gewährleistet.
Dadurch, dass die Arbeitsspindel eine Ringnut hat, in die zur Axialsicherung des Innenflansch ein Sprengring einrastbar ist, ist die Arbeitsspindel einfach und sicher mit dem Innenflansch gegen Verlieren verbindbar und eine hohe Funktionssicherheit erreichbar.
Dadurch, dass der Sprengring aus Kunststoff besteht, kann bei Bedarf der Innenflansch sehr leicht von der Arbeitsspindel gelöst werden.
Dadurch, dass der Innenflansch auf seiner Außenseite formschlüssig mit einem Zusatzflansch kuppelbar ist, kann die Sicherheitseinrichtung bzw. die gesamte Handwerkzeugmaschine Schleifscheiben unterschiedlicher Beschaffenheit und Abmessungen sicher aufnehmen.
Dadurch, dass der Formschluss zwischen Innen- und Zusatzflansch durch gegenseitige, insbesondere regelmäßige radiale Vorsprünge und Rücksprünge gebildet wird, sind diese durch Zusammenstecken miteinander kraftschlüssig kuppelbar, wie eine Zahnwelle mit einer Zahnnabe.
Zeichnung
Nachstehend ist die Erfindung anhand einer Beschreibung mit zugehörigen Zeichnungen näher erläutert.
Es zeigen
Figur 1 einen Querschnitt einer Handwerkzeugmaschine mit Sicherheitseinrichtung im Bereich der Arbeitsspindel, Figur 2 eine Explosionsdarstellung der Arbeitsspindel mit Innenflansch und Sprengrtng, Figur 3 eine Explosionsdarstellung der Abtriebswelle mit Innenflansch von oben gesehen, Figur 4 eine Sonderausführung des Innenflansches mit Zusatzflansch von schräg unten und Figur 5 die Darstellung gemäß Figur 4 von schräg oben.
Ausfύhrungsbeispiel
Der in Figur 1 in einer Schnittdarstellung von vorn gezeigte Winkelschleifer 10 umgreift mit seinem Getriebegehäuse 15 eine Arbeitsspindel 17, die mit einem Stufenbund 19 im oberen Bereich in einem Lager 21 gehalten wird.
Auf ihrem Umfang trägt die Arbeitsspindel 17 drehfest ein Tellerrad 29. Dem Tellerrad 29 ist eine im Getriebegehäuse 15 angeordnete Spindel-Stopp-Einrichtung 31 zugeordnet, die im Wesentlichen aus einem gegen eine Feder 33 axial verschiebbar gelagerten Druckstift 35 besteht, der in Ausnehmungen 37 auf dem Außenumfang des Tellerrades 29 einrasten kann. Mit dem Einrasten kann er das Tellerrad 29 und da it die Arbeitsspindel 17 stoppen.
Unten auf dem freien Ende der Arbeitsspindel 17 ist zwischen einem Innenflansch 39 und einem Außenflansch 41 eine Schleifscheibe 43 gespannt. Dabei übergreift der Innenflansch 39 mit seiner zentralen Bohrung begrenzt drehbar das freie Ende der Arbeitsspindel 17 und ist an dieser bis zu einem Bund 23 axial verschiebbar. Der Außenflansch 41 sitzt mit seinem Innengewinde auf einem Außengewinde 47 der Arbeitsspindel 17. Das Außengewinde 47 hat einen bestimmten Steigungswinkel, auf den nachfolgend bei der
Erläuterung der Sicherheitseinrichtung weiter Bezug genommen wird.
Die Schleifscheibe 43 hat eine zentrische Ausnehmung 49, mit der sie die Arbeitsspindel 17 mit geringern radialen Spiel übergreift, wobei sie sich mit ihrer Flachseite am Innen- flansch 3 abstützt. Die der Schleifscheibe 43 zugewandte Seite des Innenflansches 39 weist eine als axiales Zahnsystem ausgestaltete Profilfläche 42 (Fig. 2) auf, das sich in die sich daran abstützende Schleifscheibe 43 eindrückt, so dass sich bei festgeschraubtem Außenflansch 41 zwischen diesem und der Schleifscheibe 43 eine formschliissige Kupplung ergibt. Der Innenflansch 39 trägt auf seiner der Schleifscheibe 43 abgewandten Seite einen ring- keilartigen schiefebenen Keilkörper 51 mit einer unter einem bestimmten Winkel ansteigenden, axialen Keilfläche 53, die sich an einer gleichsinnig ansteigenden, axialen Ge- genkeilfläche 55 des Bundes 23 abstützt. Die Keilwinkel der Keilflächen 53, 55 steigen stärker an als das Außengewinde 47 am freien Ende der Arbeitsspindel 17 bzw. das Gewinde des Außenflansches 41.
Die seitlichen Anschlagflächen 61, 62 der beiden diametral gegenüberliegenden Ausnehmungen 57 des Innenflansches 39 wirken als radiale Anschläge. Die Ausnehmungen 57 sind maximal doppelt so breit, wie die einander gegenübeliegenden Nocken 25 des
Bundes 23 der Arbeitsspindel 17.
Wird nun im Sicherheitsfall, z.B. bei plötzlichem Abbremsen der Arbeitsspindel 17, der Innenflansch 39 gegenüber der Arbeitsspindel 17 durch die sich zunächst weiterdrehende Schleifscheibe 43 drehmitnehmend bewegt, so sucht die Schleifscheibe 43 den Innenflansch 39 und den Außenflansch 41 gegenüber der Arbeitsspindel 17 drehend mitzunehmen. Dabei entspricht diese Drehrichtung der Losschraubrichtung des Außenflansches 41, weil das Gewinde 47 des Außenflansches 41 ein Rechtsgewinde ist. Bei derartigem Verdrehen des Innenflansches 39 gegenüber der Arbeitsspindel 17 durch die Schleifscheibe 43 beim Stoppen der Arbeitsspindel 17, wird der Innenflansch 39 von der
Arbeitsspindel 17 durch die Keilwirkung der aneinander aufgleitendeπ Keilflächen 53, 55 axial in Richtung zum Außenflansch 41 hin verschoben. Dadurch wird der Spanndruck auf die Schleifscheibe 43 stärker erhöht, als er sich infolge sich lösendem Außenflansch 41 verringern kann, weil die Steigung 67 des Gewindes 47 kleiner als die Steigung 69 der Keilflächen 53, 55.ist. Damit wird das Lösemoment durch die axiale Verschiebung des
Innenflansches 39 ausgeglichen oder übertroffen.
Die Arbeitsdrehrichtung der Arbeitsspindel 17 entspricht der des Innenflansches 39 bzw. des Außenflansches 41 bei Drehmitnahme durch die Schleifscheibe 43 und ist durch ei- nen Pfeil 65 nach links weisend gekennzeichnet.
Die Breite der Ausnehmungen 57 ist so bemessen, dass die Keiiflächen 53, 55 auch bei extrem weitem Verdrehweg und Aufeinandergleiten nicht den radialen Anschlag 61 bzw. 63 in den Ausnehmungen 57 berührt, weil dadurch eine weitere axiale Verschiebung des Innenflansches 39 verhindert und damit ein unbeabsichtigtes Lösen der Schleifscheibe 43 möglich wäre.
Beim Anschrauben des Außenflansches 41 zum Spannen der Schleifscheibe 43 wird durch deren Verdrehen nach rechts gemeinsam mit dem Außenflansch immer der geringst mögliche axiale Abstand zwischen dem Innenflansch 39 an der Stirnseite des Bundes 23 hergestellt, das heißt die Keilflächen 53, 55 stützen sich dabei an ihrer minimalen Verdrehposition aufeinander ab. Im Spannzustand wird sich der Keilkörper 51 also stets an die rückwärtige Begrenzungswand 63 der Ausnehmung 57 anlegen. Dadurch ist gesi- chert, dass beim plötzlichen Betätigen der Spindel-Stopp-Einrichtung 21 oder anderem abruptem Stoppen des Motors bzw. des Getriebes noch genügend radiale Verdrehmöglichkeit für den Innenflansch 39 besteht, so dass dieser den Einspanndruck auf die Schleifscheibe 43 und damit auf den Außenflansch 41 erhöhen kann und quasi als dynamische Kontermutter die Schraubverbindung des Außenflansches 41 sichert.
Durch die Verdrehbegrenzung des Innenflansches 39 gegenüber der Arbeitsspindel 17 zum Erhöhen des Spanndrucks als Ablaufsicherung wird bezweckt, dass sich der Spanndruck nicht derart stark erhöht, dass der Außenflansch 41 nur noch mit extrem hohem Kraft- und Zeitaufwand sich lösen lässt, möglicherweise nicht zerstörungsfrei.
■ Die Gefahr eines zu hohen Spannmomentes bei abruptem Bremsen der Arbeitsspindel bei Anwendung der vorstehend beschriebenen Erfindung besteht nicht bei Verwendung einer Spannschraube gemäß DE-OS 37 05 638 bzw. gemäß DE-OS 38 41 181. Die Verwendung der erfindungsgemäßen Sicherheitseinrichtung ist nicht nur für Winkel- schleifer, sondern auch für Geradschleifer und dergleichen Handwerkzeugen mit flächig gespannten Schleifkörpern vorteilhaft anzuwenden.

Claims

Ansprüche
1. Motorgetriebene Handwerkzeugmaschine, insbesondere Winkelschleifer (10), mit einem Gehäuse (15) das eine Arbeitsspindel (17) mit einer Spindelbremse (31) aufnimmt, auf der ein scheibenförmiges Werkzeug (43) mit einer die Arbeitsspindel (17) mit Spiel übergreifenden, zentralen Bohrung (49) zwischen einem Innenflansch (39) und einem Außenflansch (41) festspannbar ist, wobei beim Abbremsen der rotierenden Arbeitsspindel (17) der Spanndruck auf das Werkzeug (43) selbsttätig erhöhbar ist, indem bei trägheitsbedingter Restrotation des Werkzeugs (43) Keilmittel (53, 63) von diesem mitdreh- bar und dabei aneinander aufgleitbar sind und den axialen Abstand des Innenflansches
(39) zum Werkzeug (43) bzw. zum Außenflansch (41) zu verringern suchen, dadurch gekennzeichnet, dass die Arbeitsspindel (17) selbst zumindest zum Teil erste Keilmittel (53) trägt und dass der Innenflansch (39) mit korrespondierenden zweiten Keilmitteln (55) an den ersten Keilmitteln (53) der Arbeitsspindel (17) abstützbar und daran mit begrenztem Axial- und Verdrehspiel unverlierbar festlegbar ist.
2. Handwerkzeugmaschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die spindel- seitigen ersten Keilmittel (53) auf einem gesonderten Bund (23) der Arbeitspindel (17) angeordnet und als Ringkeile (53, 55) ausgestaltet sind.
3. Handwerkzeugmaschine nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Bund (23) ein einstückiger Teil der Arbeitsspindel (17) ist.
4. Handwerkzeugmaschme nach Anspruch2, dadurch gekennzeichnet, dass der Innen- flansch (39) den Bund (23) formschlüssig mit einer Ausnehmung (57) bzw. mit einem kragenartigen axialen Ringbereich, insbesondere Ringbund (56), übergreift.
5. Handwerkzeugmaschine nach Anspruch 2 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Bund (23) radiale Nocken (25)hat, die in Aussparungen (57) der Ausnehmung bzw. des des Ringbundes mit definiertem Verdrehspiel gehalten werden.
6. Handwerkzeugmaschine nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass das Verdrehspiel der Teillänge der Keilmittel (53, 55) entspricht.
7. Handwerkzeugmaschine nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Keilimit- tel (53, 55) ein Schmiermitteldepot (59) aufweisen, insbesondere in Gestalt von Vertiefungen.
8. Handwerkzeugmaschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Arbeitsspindel (17) eine Ringnut (45) aufweist, in die zur Axailsicherung des zentrisch von der Arbeitsspindel (17) durchtretenene Innenflansches (39) ein Sprengring (46) eingreift.
9. Handwerkzeugmaschine nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass der Spreng- ring (46) aus Kunststoff besteht.
10. Handwerkzeugmaschine nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Innenflansch (39) formschlüssig mit einem Zusatzflansch (71) kuppelbar ist ,
11. Handwerkzeugmaschme nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass der
Formschluß zwischen Innen- und Zusatzflansch (39, 71) durch gegenseitige, insbesondere regelmäßige radiale, Vorsprünge und Rücksprünge (76) gebildet wird.
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