DE10002263A1 - Spannvorrichtung zum axialen Festspannen eines insbesondere scheibenförmigen Werkzeugs an der Spindel eines Elektrowerkzeugs - Google Patents
Spannvorrichtung zum axialen Festspannen eines insbesondere scheibenförmigen Werkzeugs an der Spindel eines ElektrowerkzeugsInfo
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Abstract
Eine solche Spannvorrichtung weist einen Spannflansch auf der Spindel des Elektrowerkzeugs auf, der mit einer auf die Spindel aufschraubbaren Spannmutter zusammenwirkt. Die Beaufschlagung des Werkzeugs erfolgt über eine mit der Spannmutter koaxiale Spannscheibe, die über radial verschiebliche Spreizkörper an der Spannmutter axial abgestützt und entsprechend ein Radialhub dieser Spreizkörper gegenüber der Spannmutter axial verschieblich ist. Zwischen der Spannmutter und der Spannscheibe ist ein die Spreizkörper nach außen hin umgebender Betätigungsring koaxial angeordnet, über den der Radialhub der Spreizkörper steuerbar ist. Um diesen Radialhub zwangsweise zu steuern, haben die Spannmutter und die Spannscheibe radial nach außen hin miteinander konvergierende Stützflächen an ihren einander gegenüberliegenden Stirnseiten, und es ist wenigstens ein Paar der Spreizkörper vorhanden, dessen beide Spreizkörper an den Armen eines Kniehebels angeordnet sind. Über einen Mitnehmer ist der Betätigungsring mit dem Kniegelenk so verbunden, daß beim Drehen des Betätigungsringes in der Aufschraubdrehrichtung der Spannmutter das Kniegelenk gestreckt und dadurch die Spannmutter und die Spannscheibe voneinander weg gespreizt werden.
Description
Die Erfindung bezieht sich auf eine Spannvorrichtung der im
Gattungsbegriff des Patentanspruchs 1 näher bezeichneten
Art.
Eine solche Spannvorrichtung ist aus der deutschen Patent
schrift DE 37 05 638 C1 bekannt. Dort sind die Stützflächen
der Spannmutter und der Spannscheibe radial nach innen hin
divergierend angeordnet und bilden einen radial nach innen
hin sich verjüngenden Keilraum, in dem die Spreizkörper ra
dial verschieblich angeordnet sind. Die Beaufschlagung der
Spreizkörper erfolgt mittels Rollkörpern, die auf Bahnen
wälzen, die an der Außenseite der Stützkörper und an der
Innenseite des Betätigungsringes vorhanden sind. Die Ra
dialverschiebung der Spreizkörper und damit die Axialbeweg
lichkeit der Spannscheibe gegenüber der Spannmutter wird
dadurch ermöglicht, daß sich in der Rollbahn an der Innen
seite des Betätigungsringes radial nach außen hin liegende
Einbuchtungen befinden, in welche die Rollkörper eintauchen
können. Eine zwangsweise Steuerung der Rollkörper und der
Spreizkörper beim Verdrehen des Betätigungsringes in der
Entspann-Drehrichtung ist bei der bekannten Spannvorrich
tung nicht vorgesehen.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Spannvor
richtung der gattungsgemäßen Art zu schaffen, bei der der
Radialhub der Spreizkörper über den Betätigungsring in bei
den Hubrichtungen zwangsgesteuert ist.
Diese Aufgabe wird bei einer Spannvorrichtung der gattungs
bildenden Art nach der Erfindung durch die kennzeichnenden
Merkmale des Patentanspruchs 1 gelöst.
Für die Erfindung ist wesentlich, daß über den Kniehebel,
der jeweils ein Paar der Spreizkörper miteinander verbindet
und der mittels des Mitnehmers mit dem Betätigungsring ge
koppelt ist, beim Verdrehen des Betätigungsrings die
Spreizkörper zwangsweise bewegt werden. Dies ist vor allem
für das Lösen der Spannvorrichtung wichtig, um die Spreiz
körper aus der zwischen den Stützflächen der Spannmutter
und der Spannscheibe verkeilten Position radial nach innen
hin zurückziehen zu können. Hierbei ist es nicht erforder
lich, daß über die Arme des Kniehebels die Spreizkörper ex
akt in radialer Richtung bewegt werden, entscheidend ist
lediglich, daß die erzwungene Bewegung eine merkliche Ra
dialkomponente hat. So läßt sich auch im Störfalle bei Ver
schmutzung und/oder Korrosion die Spannvorrichtung noch lö
sen. Denn insbesondere können im Bereich der gestreckten
Lage der die Spreizkörper tragenden Arme mittels des Knie
hebelsprinzips erhebliche Kräfte zum Verschieben der
Spreizkörper aufgebracht werden, die durch Umlenkung der
Drehkraft, die auf den Betätigungsring von Hand ausgeübt
wird, erzeugt werden.
Vorteilhafte Ausgestaltungsmerkmale der Erfindung ergeben
sich aus den Unteransprüchen.
Die Erfindung wird nachfolgend anhand der Zeichnung an ei
nem Ausführungsbeispiel noch näher erläutert. Dabei zeigen:
Fig. 1 eine Draufsicht auf eine Spannvorrichtung in Ge
stalt einer Schnellspannmutter unter Weglassen
der Spannscheibe,
Fig. 2 einen Schnitt durch die Schnellspannmutter nach
Fig. 1 entlang der Linie II-II,
Fig. 3 eine der Fig. 1 entsprechende Darstellung der
Schnellspannmutter jedoch entsprechend der
Spreizlage und
Fig. 4 einen Schnitt durch die Schnellspannmutter gemäß
Fig. 3 entlang der Linie III-III.
Im einzelnen erkennt man in der Zeichnung neben der
Schnittdarstellung in den Fig. 2 und 4 eine Werk
zeugspindel 1 eines Winkelschleifers, die ein abgesetztes
Ende 2 mit einem Außengewinde 3 hat. Auf die Spindel 1 ist
ein Spannflansch 4 aufgesetzt, gegen den ein scheibenförmiges
Werkzeug 5, insbesondere eine Schleifscheibe, zur Anla
ge gebracht werden kann. Verspannt wird das Werkzeug 5 ge
gen den Spannflansch 4 mittels einer Schnellspannmutter 6,
die im Schnitt mit ausgezogenen Linien in den Fig. 2 und
4 wiedergegeben ist.
Die Schnellspannmutter 6 weist eine Spannmutter 7 mit einem
Nabenteil 8 auf, über das die Spannmutter 7 auf das Gewinde
3 am Ende 2 der Spindel 1 aufgeschraubt werden kann. Ent
sprechend ist die Durchgangsbohrung der Nabe 8 mit einem
Innengewinde versehen. Auf dem Nabenteil 8 der Spannmutter
7 ist eine Spannscheibe 9 axial verschieblich aufgenommen,
über welche das Werkzeug 5 in der Spannlage beaufschlagt
wird.
In axialer Richtung können die Spannmutter 7 und die Spann
scheibe 9 gespreizt werden, so kann die Spannscheibe 9 den
in Fig. 2 dargestellten minimalen Abstand von der Spannmut
ter 7 haben, während in Fig. 4 der maximale Abstand der
Spannscheibe 9 von der Spannmutter 7 wiedergegeben ist. An
den inneren, einander zugekehrten Stirnseiten haben die
Spannmutter 7 und die Spannscheibe 9 Stützflächen 10 und
11, die entweder durch konische Flächen oder durch Keilflä
chen gebildet sind. Die Stützflächen 10 und 11 konvergieren
miteinander in radialer Richtung nach außen hin und schlie
ßen so zwischen sich einen Keilraum ein, der sich in radia
ler Richtung nach außen hin verjüngt. In diesem Keilraum
sind Spreizkörper 12 angeordnet, die, wie die Fig. 1 und
3 erkennen lassen, aus länglichen Trägern bestehen. Es sind
zwei solcher Spreizkörper 12 vorhanden, die miteinander
parallel ausgerichtet sind und jeweils an ihren beiden Enden
Spreizelemente 13 haben, die an den Stützflächen 10 und
11 von Spannmutter 7 und Spannscheibe 9 anliegen.
Aus den in den Fig. 1 und 2 gezeigten Positionen können
die Spreizkörper 12 in radialer Richtung nach außen hin be
wegt werden, und aufgrund der Keilwirkung, welche die
Spreizkörper 12 im Keilraum zwischen den Stützflächen 10
und 11 ausüben, werden die Spannmutter 7 und die Spann
scheibe 9 in axialer Richtung voneinander wegbewegt. Hier
bei bleibt die miteinander parallele Lage der trägerförmi
gen Stützkörper 12 erhalten, die bezogen auf die kreisrunde
Spannmutter 7 und Spannscheibe 9 sich außermittig jeweils
entlang einer Kreissehne erstrecken. Die Enden 13 der
Stützkörper 12 sind derart konturiert, daß sie an den
Stützflächen 10 und 11 der Spannmutter 7 und der Spann
scheibe 9 flächig anliegen.
Die Spreizkörper 12 können in radialer Richtung nicht nur
nach außen hin sondern auch nach innen hin, also aufeinan
der zu, bewegt werden. Dazu sind zwei Kniehebel 14 vorgese
hen, die im wesentlichen spiegelsymmetrisch zu derjenigen
Diametralen ausgebildet sind, die parallel mit der Längs
richtung der länglichen Spreizkörper 12 ist. Jeder der
Kniehebel 14 hat entsprechend zwei gleich lange Arme 15,
die mittels eines Kniegelenkes 16 an ihren einen Enden ge
lenkig miteinander verbunden sind, wobei dieses Kniegelenk
16 auf der mit den Spreizkörpern 12 parallelen Diametralen
liegt. Die zweiten Enden der Arme 15 der Kniehebel 14 ste
hen jeweils mittels einer Gelenkverbindung 18 nach Art von
Kugel und Pfanne in Eingriff mit den Spreizkörpern 12 nahe
deren Enden an den nach innen hin liegenden Seiten. Werden
die Kniegelenke 16 der Kniehebel 14 entsprechend der Dar
stellung von Fig. 1 radial nach innen hin bewegt, dann wer
den die Spreizkörper 12 in radialer Richtung voneinander
weg nach außen hin verschoben. Entsprechend umgekehrt bei
einem Zug an den Kniegelenken 16 in radialer Richtung nach
außen hin werden die Spreizkörper 12 radial nach innen hin
aufeinander zu verschoben.
In der radial nach innen hin verlagerten Position der Knie
gelenke 16 nehmen die Kniehebel 14 eine gestreckte Lage
ein, in der die beiden Arme 15 im wesentlichen geradlinig
fluchtend miteinander ausgerichtet sind, aber genau genom
men einen schwachen stumpfen Winkel miteinander einschlie
ßen, wie Fig. 3 zeigt. Hierbei ist das Kniegelenk 16 von
außen radial nach innen hin über den Totpunkt hinaus be
wegt, in welchem sich der maximale Spreizhub, also der
größte Abstand zwischen den beiden Spreizkörpern 12 ergibt.
In dieser Position können die Arme 15 an der Nabe 8 der
Spannmutter 7 anschlagen, womit sich bei einer Abstützung
der Spreizkörper 12 radial nach innen hin eine Sicherung
gegen ein weiteres Einknicken der Arme 15 der Kniehebel 14
ergibt. Dadurch wird in der beinahe gestreckten Lage der
Kniehebel 14 eine Stabilisierung erreicht, die es verhin
dert, daß sich die Kniehebel 14 mit ihren Armen 15 wieder
in die winklige Position selbsttätig zurückbewegen, die in
Fig. 1 dargestellt ist.
Für die Kniehebel 14 und damit für die Spreizkörper 12 ist
eine Zwangssteuerung vorgesehen, die über einen Betäti
gungsring 19 bewirkt wird. Der Betätigungsring 19 ist koa
xial mit der Spannmutter 7 und der Spannscheibe 9, und er
umgibt diese beiden Scheiben 7 und 9 entlang deren Umfang.
An zwei einander diametral gegenüberliegenden Stellen hat
der Betätigungsring 19 nach innen hin vorstehende Mitnehmer
20 in Gestalt jeweils einer kulissenartigen Lasche, in die
eine Kurve 21 in der Form eines Schlitzes eingearbeitet
ist. Der Begriff Kurve ist hier als Steuerkurve zu verste
hen und besagt keinesfalls, daß die Kurve 21 nicht auch ei
nen überwiegend geradlinigen Verlauf haben kann, wie es in
den Fig. 1 und 3 zu erkennen ist. Entscheidend ist le
diglich, daß die Kurve 21 an jeder Stelle gegenüber der Ra
dialrichtung eine Neigung aufweist, um einen in die Kurve
21 eingreifenden Kulissenstein in radialer Richtung ver
schieben zu können. Bei diesem Kulissenstein handelt es
sich um eine Verlängerung der Gelenkachsen 17 der Kniege
lenke 16, die in Umfangsrichtung fixiert sind und sich so
mit - wie vorstehend schon beschrieben - nur in exakter ra
dialer Richtung ohne Querkomponente bewegen können. Während
in Fig. 1 der Betätigungsring 19 entgegen dem Uhzeigersinn
verdreht, dann muß zwangsläufig die in die Kurve 21 ein
greifende Verlängerung der Gelenkachse 17 der Kniegelenke
16 der Kniehebel 14 von ihrer äußeren Lage radial nach in
nen hin wandern. Dementsprechend werden die Arme 15 der
Kniehebel 14 in eine immer mehr gestreckte Lage überführt,
bis sie nach Überschreiten des vorstehend erläuterten Tot
punktes die in Fig. 3 dargestellte Position einnehmen.
Hierbei greifen die Verlängerungen der Gelenkachsen 17 der
Kniehebel 14 in einen Abschnitt 22 der Kurve 21 ein, der
eine solche Neigung gegenüber der Radialrichtung hat, daß
bei entsprechend auf die Kniehebel 14 über die Spreizkörper
12 einwirkenden Kräften sich der Ring 19 nicht selbsttätig
verdrehen kann.
Damit die Spannmutter 7 und die Spannscheibe 9 in unbelastetem
Zustand selbsttätig ihre Spreizlage mit größtem Ab
stand voneinander einnehmen ist der Ring 19 mittels einer
in Umfangsrichtung wirkenden Druckfeder 16 an der Spannmut
ter 7 abgestützt. Dazu hat der Betätigungsring 19 einen ra
dial nach innen hin vorstehenden Nocken 24 und weist die
Spannmutter 7 an ihrer Innenseite ein Widerlager 25 auf,
welches in der Schwenkebene des Nockens 24 angeordnet ist.
Zwischen diesem Nocken 24 und dem Widerlager 26 an der
Spannmutter 7 ist die Druckfeder 26 angeordnet. Beim darge
stellten Ausführungsbeispiel ist an zwei einander diametral
gegenüberliegenden Stellen des Betätigungsringes 19 eine
solche Vorrichtung mit einer Feder 26 vorgesehen.
Um das Auswandern der Spreizkörper 12 voneinander weg zu
unterstützen, können an der Innenseite der Spreizkörper 12
bogenförmige Blattfedern 23 vorgesehen sein, die sich auf
dem Umfang der Nabe 8 der Spannmutter 7 abstützen. Unter
halb der Federn 23 sind in den Darstellungen von Fig. 1 und
Fig. 3 noch Abflachungen 27 an der Nabe 8 der Spannmutter 7
zu erkennen, die für eine verdrehsichere Aufnahme der
Spannscheibe 9 vorgesehen sind, die entsprechende Gegenkon
turen an ihrer Durchgangsbohrung aufweist.
Die Schnellspannmutter 6 wird in der gespreizten Lage von
Spannmutter 7 und Spannscheibe 9 zur Anlage an dem betref
fenden scheibenförmigen Werkzeug 5 gebracht, wobei das
Festziehen von Hand über den Betätigungsring 19 erfolgt.
Zum Lösen in der Spannlage wird der Betätigungsring 19 aus
der in Fig. 3 gezeigten Position im Uhrzeigersinn gedreht,
dadurch wandern die Spreizkörper 12 in radialer Richtung
nach innen hin und entlasten die Spannscheibe 9. Danach
kann die Schnellspannmutter 6 leicht von Hand von dem Ende
2 der Spindel 1 abgeschraubt werden.
Claims (12)
1. Spannvorrichtung zum axialen Festspannen eines Werk
zeugs, insbesondere eines scheibenförmigen Werkzeugs
(5), an einem Spannflansch (4) auf einer angetriebenen
Spindel (1) eines Elektrowerkzeugs, wie eines Winkel
schleifers, mit einer auf die Spindel aufschraubbaren
Spannmutter (7) und einer damit koaxialen Spannscheibe
(9) zum Beaufschlagen des Werkzeugs, die über radial
verschiebliche Spreizkörper (12), welche an einen Keil
raum begrenzenden Stützflächen (10, 11) an den einander
zugewandten Stirnseiten der Spannmutter (7) sowie der
Spannscheibe (9) zur Anlage bringbar sind, an der Spann
mutter (7) axial abgestützt sowie entsprechend dem Ra
dialhub der Spreizkörper (12) gegenüber dieser axial
verschieblich ist, wobei zwischen der Spannmutter (7)
und der Spannscheibe (9) ein die Spreizkörper (12) nach
außen hin umgebender Betätigungsring (19) koaxial an
geordnet ist, über den der Radialhub der Spreizkörper
(12) steuerbar ist,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Stützflächen (10, 11) der Spannmutter (7) und
der Spannscheibe (9) radial nach außen hin miteinander
konvergierend ausgebildet sind und wenigstens ein Paar
der Spreizkörper (12) vorhanden ist, wobei diese beiden
Spreizkörper (12) an den Armen
(15) eines Kniehebels (16) angeordnet sind, und daß in
nen am Betätigungsring (19) ein Mitnehmer (20) angeord
net ist, der mit dem Kniegelenk (16) zwischen den Armen
(15) des Kniehebels (14) so verbunden ist, daß beim Dre
hen des Betätigungsringes (19) relativ zur Spannmutter
(7) in deren Aufschraubdrehrichtung das Kniegelenk (16)
in radialer Richtung unter Strecken des Kniehebels (14)
bewegt wird.
2. Spannvorrichtung nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet,
daß in der axial gespreizten Lage der Spannmutter (7)
und Spannscheibe (9) die Arme (15) des Kniehebels (14)
eine gerade durchgehende, gestreckte Lage einnehmen.
3. Spannvorrichtung nach Anspruch 2,
dadurch gekennzeichnet,
in der axial gespreizten Lage der Spannmutter (7) und
Spannscheibe (9) die Arme (15) des Kniehebels (14) über
den Totpunkt des maximalen Spreizhubs hinaus geringfügig
hinweg geschwenkt und durch einen Anschlag entgegen ei
nem weiteren Einknicken abgestützt sind.
4. Spannvorrichtung nach Anspruch 3,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Spannmutter (7) ein den Kniehebel (14) unter
greifendes Nabenteil (18) hat, an dem zumindest einer
der Arme (15) des Kniehebels (14) in der Spreizlage an
schlägt.
5. Spannvorrichtung nach einem der Ansprüche 1-4,
dadurch gekennzeichnet,
daß die zwei Arme (15) des Kniehebels (14) gleich lang
und spiegelsymmetrisch zu einer Diametralen des Betäti
gungsringes (19) angeordnet sind.
6. Spannvorrichtung nach einem der Ansprüche 1-5,
dadurch gekennzeichnet,
an der Innenseite des Betätigungsringes (19) ein Nocken
(24) vorsteht, in dessen Schwenkebene ein an der Spann
mutter (7) angeordnetes Widerlager (25) liegt, zwischen
dem und dem Nocken (24) eine den Betätigungsring (19) in
Richtung der Spreizlage von Spannmutter (7) und Spann
scheibe (9) beaufschlagende Feder (26) angeordnet ist.
7. Spannvorrichtung nach einem der Ansprüche 1-6,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Arme (15) des Kniehebels (14) außermittig im In
nern des Betätigungsringes (19) angeordnet sind und in
gestreckter Lage entlang einer Sehne des Betätigungsrin
ges (19) sich erstrecken.
8. Spannvorrichtung nach Anspruch 7,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Spreizkörper (12) zwei miteinander parallele
Träger jeweils mit Spreizelementen (13) an beiden Enden
sind und an den einander gegenüberliegenden, zugekehr
ten Seiten der Spreizkörper (12) jeweils nahe deren En
den zwei Kniehebel (14) mit ihren Armen (15) in dreh
symmetrischer Anordnung zueinander angelenkt sind.
9. Spannvorrichtung nach Anspruch 8,
dadurch gekennzeichnet,
daß zwischen den Spreizkörpern (12) und der Nabe (8) der
Spannmutter (7) die Spreizkörper (12) radial nach außen
hin beaufschlagende Federn (23) angeordnet sind.
10. Spannvorrichtung nach einem der Ansprüche 1-9,
dadurch gekennzeichnet,
daß der Mitnehmer (20) am Betätigungsring (19) aus ei
ner kulissenartigen Lasche mit einer relativ zur Ra
dialrichtung geneigten, schlitzförmigen Kurve (21) be
steht, in die ein Vorsprung nach Art eines Kulissen
steins am Kniegelenk (16) eingreift.
11. Spannvorrichtung nach Anspruch 10,
dadurch gekennzeichnet,
daß der in die Kurve (21) des Mitnehmers (20) eingrei
fende Vorsprung aus einer Verlängerung der Achse (17)
des Kniegelenks (16) besteht.
12. Spannvorrichtung nach Anspruch 10 oder 11,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Kurve (21) des Mitnehmers (20) an ihrem in ra
dialer Richtung inneren Ende einen abgewinkelten, der
gestreckten Lage des Kniehebels (14) zugeordneten Ab
schnitt (22) hat, dessen Neigung relativ zur Radial
richtung entgegengesetzt der der übrigen Kurve (21)
ist.
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DE2000102263 DE10002263B4 (de) | 2000-01-20 | 2000-01-20 | Spannvorrichtung zum axialen Festspannen eines insbesondere scheibenförmigen Werkzeugs an der Spindel eines Elektrowerkzeugs |
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8127 | New person/name/address of the applicant |
Owner name: METABOWERKE GMBH, 72622 NUERTINGEN, DE |
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R119 | Application deemed withdrawn, or ip right lapsed, due to non-payment of renewal fee |
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