DE202005013880U1

DE202005013880U1 - Vorrichtung zum Trennen und Schleifen, Spannvorrichtung und Werkzeug mit Vibrationsdämpfung

Info

Publication number: DE202005013880U1
Application number: DE200520013880
Authority: DE
Original assignee: Rhodius Schleifwerkzeuge GmbH and Co KG
Current assignee: Rhodius Schleifwerkzeuge GmbH and Co KG
Priority date: 2005-09-01
Filing date: 2005-09-01
Publication date: 2007-01-11
Anticipated expiration: 2015-09-02
Also published as: EP1940590A1; WO2007026007A1

Abstract

Vorrichtung zum Trennen und Schleifen mit einer Antriebseinheit, mit einer Arbeitsspindel (12) und mit einem Spannflansch (14) und einer Mutter (16) zum Spannen eines Werkzeugs (18) durch dessen Nabenbohrung auf die Arbeitsspindel (12), wobei zwischen dem Werkzeug (12) und der Mutter (16) vibrationsdämpfende Mittel (26) aus elastischem Material vorgesehen sind, dadurch gekennzeichnet,
– dass die Mutter eine Halsmutter (16) ist;
– dass die vibrationsdämpfenden Mittel als ein Schlauchstück (26) zwischen der Innenseite der Nabenbohrung (19) des Werkzeugs (12) und der Außenseite des Halsbereichs (20) der Halsmutter (16) vorgesehen sind und
– dass das Schlauchstück (26) vor dem Zusammenbau einen axialen Überstand (28) aufweist oder im zusammengebauten Zustand komprimiert oder gestaucht ist.

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Trennen und Schleifen, z.B. einen Winkelschleifer, mit einer Arbeitsspindel, auf der ein Werkzeug, z.B. eine Schleif-, Schrupp- oder Trennscheibe, befestigt ist. Die Befestigung erfolgt mittels eines Spannflansches und einer Mutter. Der Spannflansch ist einteilig mit der Arbeitsspindel ausgebildet oder sitzt lose aber drehfest auf ihr. Die Mutter ist auf das Ende der Arbeitsspindel aufgeschraubt. Zwischen dem Werkzeug der Mutter sind dabei vibrationsdämpfende Mittel vorgesehen.
Die Erfindung betrifft außerdem entsprechend ausgebildete Spannvorrichtungen und Werkzeuge, z. B. Schleif-, Trenn- oder Schruppscheiben.
Bei der Benutzung von Winkelschleifern ohne vibrationsdämpfende Elemente entstehen Vibrationen, die sich über die Haltegriffe, im Allgemeinen ein Haupt- und ein Zusatzhandgriff, auf die Arme des Benutzers übertragen. Beim längeren Arbeiten mit Winkelschleifern kann es daher zu Gesundheitsschäden wie Taubheitsgefühlen im Unterarm kommen. Bei Winkelschleifern enthalten der Haupt- und Zusatzhandgriff daher bisweilen Vibrationsdämpfungen.
DE-OS 26 32 652 zeigt eine Schleifscheibe aus mindestens zwei miteinander verbundenen Schleiftellern, die durch eine dazwischen angeordnete Polymerschicht miteinander verbunden sind. Dadurch sollen Schwingungen reduziert werden.
Aus DE-GM 76 28 082 ist es bekannt, einen Scheibenring aus elastischem Material zwischen die Schleifscheibe und jeden der beiden Einspannflansche einzufügen. Die Schleifscheibe sitzt mit Spielpassung auf der Schleifspindel. Es werden dadurch ebenfalls Vibrationen vermindert. Eine ähnliche Anordnung ist aus dem US-Patent 3,566,547 bekannt.
WO 00/27590 beschreibt eine Spanneinrichtung für Schleifscheiben, wobei zwischen dem Spannflansch oder der Spannmutter und der Schleifscheibe ein metallischer Zwischenring angeordnet ist, der mit einer Dämpfungsschicht aus elastischem Material versehen ist. Die Dämpfungsschicht erstreckt sich sowohl in radialer als auch in axialer Richtung.
Aus JP 95 118 376 ist eine vibrationsgedämpfte Schleifscheibe bekannt, die mittels einer Anordnung aus einem weichen und einem harten Dämpfungselement, die seitlich an der Schleifscheibe anliegen, mit dem Schaft verbunden ist.
Aus JP 56 163 882 ist ein Schleifstein bekannt, der mittels Hülsenflanschen auf einem zentralen Dämpfungsrad aus elastischem Material befestigt ist, das wiederum mittels Spannflanschen auf einem Dorn befestigt ist, der auf der Arbeitsspindel sitzt.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die gesundheitsschädlichen Vibrationen in den Händen des Benutzers einer handgeführten Trenn- oder Schleifvorrichtung in einfacher Weise möglichst weitgehend zu reduzieren.
Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe dadurch gelöst, dass die Mutter einer Halsmutter ist, dass die vibrationsdämpfenden Mittel als ein Schlauchstück zwischen der Innenseite der Nabenbohrung des Werkzeugs und der Außenseite der Halsmutter vorgesehen sind und dass das Schlauchstück vor dem Zusammenbau einen axialen Überstand aufweist oder im zusammengebauten Zustand komprimiert oder gestaucht ist.
Bei einer ersten Ausführungsform der Erfindung wird das Schlauchstück auf die Halsmutter lediglich aufgesteckt und hat keinen Verbund mit ihr, d. h. das Schlauchstück ist nicht an die Halsmutter gebunden oder mit ihr verklebt und kann von der Mutter auch wieder abgenommen werden und zum Beispiel bei Beschädigung ersetzt werden.
Die Halsmutter hat vorzugsweise einen Halsbereich von gleichförmigem, reduziertem Durchmesser und einen flachen Sechskant-Kopf dessen kleinste Querabmessung (Schlüsselweite) größer ist als der Durchmesser der Nabenbohrung der Schleifscheibe. Das Schlauchstück sitzt auf dem Halsbereich und hat einen axialen Überstand von etwa 1 mm.
Der Außendurchmesser des Schlauchstücks entspricht dem Innendurchmesser der Nabenbohrung der Schleifscheibe und die Länge des Halsbereichs entspricht der Stärke des Randes der Nabenbohrung. Die Halsmutter wird mit dem aufgeschobenen Schlauchstück gegen den Spannflansch gespannt. Die Unterseite des Sechskant-Kopfes liegt dabei am Rand der Nabenbohrung auf. Dadurch, dass das Schlauchstück einen axialen Überstand von etwa 1 mm hat, wird es gestaucht oder komprimiert, so dass eine Stauch- oder Pressverbindung der Antriebsspindel mit der Schleifscheibe gebildet wird.
Die üblicherweise verwendete Flanschmutter ist hierbei nicht notwendig bzw. wird durch die Halsmutter ersetzt. Die Halsmutter mit dem Schlauchstück ist bei dieser ersten Ausführungsform mehrmalig verwendbar. Zur Verwendung mit Standard-Schleifscheiben hat der Halsbereich zum Beispiel einen Durchmesser von 18 mm und das Schlauchstück einen solchen von 22,13 mm. Die Länge des Halsbereichs entspricht der Stärke der Schleifscheibe und das Schlauchstück hat einen Überstand von 1 mm. Der Sechskant-Kopf hat ein Schlüsselmaß von 24 mm. Das Innengewinde der Halsmutter entspricht dem Schleifspindelgewinde und kann zum Beispiel M14 sein.
Vorzugsweise hat das Schlauchstück an dem Ende, das dem Sechskant-Kopf zugewandt ist, einen Bund, dessen Kontur sich mit der des Sechskant-Kopfes deckt. Die Länge des Bundes ist dann so bemessen, dass der restliche Teil des Bundes eine Länge hat, die gleich der Stärke der Schleifscheibe oder des Werkzeugs zuzüglich des Überstands ist.
Bei einer zweiten Ausführungsform der Erfindung kann eine ähnliche Halsmutter wie bei der ersten Ausführungsform eingesetzt werden, wobei die Länge des Halsabschnitts jedoch etwa 0,5 mm größer ist als die Stärke der Schleifscheibe im Bereich der Nabenbohrung. Der Durchmesser des Schlauchstücks ist vor dem Zusammenbau etwa 1 mm größer als der Durchmesser der Nabenbohrung. Die Halsmutter mit dem Schlauchstück wird fest mit der Schleifscheibe verbunden, wobei das Schlauchstück zwischen dem Halsabschnitt und der Innenseite der Nabenbohrung eingepresst wird.
Die eingepresste Mutter wird später zusammen mit der verbrauchten Schleifscheibe weggeworfen.
Bei beiden Ausführungsformen sind die Abmessungen der Halsmutter und des Schlauchstücks so auf die Stärke der Schleifscheibe abgestimmt, dass auf die Schleifscheibe keine oder nur sehr geringe axiale Einspannkräfte wirken, wenn die Halsmutter an dem Spannflansch anliegt. Die Schleifscheibe wird daher in erster Linie durch die radial wirkenden Kräfte festegelegt, die durch das komprimierte oder gestauchte Schlauchstück zwischen der Halsmutter und dem Innenrand der Nabenbohrung der Schleifscheibe wirken.
Der Spannflansch ist von üblicher Bauart und kann einteilig an der Antriebsspindel vorgesehen sein oder lose aber drehfest aufgesteckt sein. Die Halsmutter mit dem Schlauchstück ist dagegen neu und Gegenstand der Erfindung ist daher auch eine Spannvorrichtung für Schleifscheiben, die die vorausgehend beschriebene Halsmutter mit dem Schlauchstück beinhaltet.
Gegenstand der Erfindung ist ferner eine Schleifscheibe oder ein ähnliches Werkzeug mit der eingepressten Halsmutter gemäß der oben beschriebenen zweiten Ausführungsform der Erfindung.
Bei dem elastischen Material des Schlauchstücks handelt es sich vorzugsweise um ein Polyurethan-Elastomer, z. B. Vulkollan, mit einer Rückprallelastizität [DIN 53512] von 70% und einer Härte [DIN 53505] von 80 ± 5 Shore A.
Bei der Schleifscheibe kann es sich um einen Schleiftopf, eine Trennscheibe, eine Schruppscheibe oder dergleichen Werkzeug handeln. Beim Arbeiten mit derartigen Werkzeugen entstehen Vibrationen, die von dem Werkzeug auf die Antriebseinheit und über deren Handgriffe auf den Benutzer übertragen werden. Durch die Erfindung wird die Übertragung der Vibrationen auf die Antriebseinheit reduziert.
Ausführungsbeispiele der Erfindung werden nachfolgend anhand der Zeichnung erläutert. Es zeigen:
1 im Schnitt die auf die Arbeitsspindel aufgespannte Schleifscheibe nach der ersten Ausführungsform der Erfindung;
2 in Draufsicht die Halsmutter von 1;
3, 4 und 5 die Halsmutter mit aufgeschobenem Schlauchstück für Schleifscheiben unterschiedlicher Stärke;
6 im Schnitt auf die Arbeitsspindel aufgespannte Schleifscheibe nach der zweiten Ausführungsform der Erfindung;
7 in Draufsicht die Halsmutter von 6;
8 bis 10 die Halsmutter mit aufgeschobenem Schlauchstück für Schleifscheiben unterschiedlicher Stärke.
Die 1 bis 5 zeigen eine erste Ausführungsform der Erfindung. Auf einer Arbeitsspindel 12 einer weiter nicht dargestellten Antriebsmaschine ist ein Spannflansch 14 drehfest, aber lösbar aufgesetzt. Mittels einer Halsmutter 16 ist eine Schleifscheibe 18 auf die Arbeitsspindel 12 festgelegt.
Die Halsmutter 16 ist in den 2 und 3 mehr im Detail dargestellt. Die Halsmutter 16 hat einen Halsbereich 20 mit einer zylinderförmigen Oberfläche und an einem Ende einen flachen Sechskant-Kopf 22, der an diesem Ende einen Flansch bildet. Sie hat ferner ein durchgehendes Innengewinde 24.
Auf dem Halsbereich 20 sitzt ein Schlauchstück 26, das den gesamten Halsbereich 20 abdeckt und an dem dem Sechskant-Kopf 22 gegenüberliegenden Ende der Halsmutter 16 mit einem Überstand 28 von etwa 1 mm vorsteht. Das Schlauchstück 26 hat an dem Ende, das an dem Sechskant-Kopf 22 anliegt, einen schmalen Bund 30, dessen äußerer Rand sich mit dem des Sechskant-Kopfes 22 deckt.
Die Länge des Schlauchstücks 26 ohne den Bund 30 ist um etwa 1 mm größer als die Stärke der Schleifscheibe 18 im Bereich der Nabenbohrung 19. Der Überstand 28 steht daher auch von der Schleifscheibe 18 vor, wenn diese auf die Halsmutter 16 und das Schlauchstück 26 aufgesetzt wird. In 1 ist demgemäß ein schmaler Spalt zwischen den Spannflansch 14 einerseits und der Halsmutter 16 und der Schleifscheibe 18 andererseits dargestellt. Wenn die Halsmutter 16 angezogen wird, so verschwindet dieser Spalt und das Schlauchstück 26 wird in axialer Richtung gestaucht. Aufgrund seiner Elastizität überträgt das Schlauchstück 26 den Druck auch in radialer Richtung, so dass sich eine Press- oder Stauchverbindung zwischen der Arbeitsspindel 12 und der Schleifscheibe 18 ergibt.
Die in 3 gezeigte Halsmutter 16 hat ohne den Bund 30 eine Länge von 9 mm und ist daher zum Aufspannen von Schleifscheiben 18 mit einer Stärke von 8 mm vorgesehen. In den 4 und 5 sind Halsmuttern 16 mit einem Schlauchstück 26 dargestellt, bei denen der Bund 30 um 1 bzw. um 2 mm verlängert ist, so dass diese Halsmuttern 16 zum Aufspannen von Schleifscheiben 18 mit einer Stärke von 7 bzw. 6 mm geeignet sind. Für Schleifscheiben 18 unterschiedlicher Dicke kann daher ein und dieselbe Halsmutter 16 verwendet werden und braucht lediglich das Schlauchstück 26 ausgewechselt werden. Die Länge des Bundes 30 ist dabei jeweils so bemessen, dass die Schleifscheibe 18 bündig mit der Halsmutter 16 abschließt und zwischen beiden der Überstand 28 von etwa 1 mm vorsteht.
Wenn die Halsmutter 16 angezogen wird, so wird sie unmittelbar gegen den Spannflansch 14 gespannt, während die Schleifscheibe 18 durch das komprimierte und gestauchte Schlauchstück 26 festgelegt wird. Zwischen der Oberseite der Schleifscheibe 18 und der Unterseite des Sechskant-Kopfes 22 der Halsmutter 16 befindet sich dabei der Bund 30, so dass die Schleifscheibe 18 hier nicht unmittelbar an der Halsmutter 16 anliegt. Nur auf ihrer Unterseite liegt die Schleifscheibe 18 unmittelbar an dem Spannflansch 14 an.
Ähnlich sind die Verhältnisse bei der zweiten Ausführungsform der Erfindung, die in den 6 bis 10 dargestellt ist.
Hier wird in die Nabenbohrung 19 der Schleifscheibe 18 bereits bei der Herstellung die Einheit aus der Halsmutter 16 und dem Schlauchstück 26 eingepresst. Das Schlauchstück 26 hat hierbei keinen Überstand. Im Ausgangszustand, d. h. vor dem Einpressen, hat das Schlauchstück 26 jedoch einen etwa 1 mm größeren Durchmesser als die Nabenbohrung 19 der Schleifscheibe 18, so dass letzten Endes auch hier eine Press- oder Stauchverbindung zwischen der Halsmutter 16 und der Schleifscheibe 18 vorliegt. Das Schlauchstück 26 hat wiederum einen Bund 30 und das Schlüsselmaß des Sechskant-Kopfes 22 ist so bemessen, dass dieser an jeder Stelle den Rand der Nabenbohrung 19 um mindestens etwa 1 mm überdeckt.
Die Länge des Schlauchstücks 26 ohne den Bund 30 ist geringfügig, etwa 0,5 mm, größer als die Dicke der Schleifscheibe 18, so dass auch hier die Schleifscheibe 18 nicht axial zwischen der Unterseite des Sechskant-Kopfes 22 und dem Spannflansch 14 eingespannt wird, sondern durch radiale Kräfte durch das gepresste und gestauchte Schlauchstück 26 auf der Halsmutter 16 festgelegt ist.
Die 9 und 10 zeigen die Halsmutter 16 mit unterschiedlich dimensionierten Schlauchstücken 26 von 7 bzw. 6 mm Stärke. Die Länge des Schlauchstücks 26 ohne den Bund 30 beträgt bei 7,5 bzw. 6,5 mm, ist also wiederum 0,5 mm länger als die Stärke der Schleifscheibe 18. Der Bund 30 hat jeweils eine Länge von 1 mm und die Stärke des Sechskant-Kopfes 22 ist entsprechend vergrößert, so dass die Halsmutter 16 jeweils die gleiche Länge hat.

12: Arbeitsspindel
14: Spannflansch
16: Halsmutter
18: Schleifscheibe
19: Nabenbohrung
20: Halsbereich
22: Sechskant-Kopf
24: Innengewinde
26: Schlauchstück
28: Überstand
30: Bund

Claims

Vorrichtung zum Trennen und Schleifen mit einer Antriebseinheit, mit einer Arbeitsspindel (12) und mit einem Spannflansch (14) und einer Mutter (16) zum Spannen eines Werkzeugs (18) durch dessen Nabenbohrung auf die Arbeitsspindel (12), wobei zwischen dem Werkzeug (12) und der Mutter (16) vibrationsdämpfende Mittel (26) aus elastischem Material vorgesehen sind, dadurch gekennzeichnet, – dass die Mutter eine Halsmutter (16) ist; – dass die vibrationsdämpfenden Mittel als ein Schlauchstück (26) zwischen der Innenseite der Nabenbohrung (19) des Werkzeugs (12) und der Außenseite des Halsbereichs (20) der Halsmutter (16) vorgesehen sind und – dass das Schlauchstück (26) vor dem Zusammenbau einen axialen Überstand (28) aufweist oder im zusammengebauten Zustand komprimiert oder gestaucht ist.
Vorrichtung nach Anspruch 1, wobei die axialen Abmessungen des Halsbereichs (20) der Halsmutter (16), des Schlauchstücks (26) und eines eventuellen Bundes (30) an dem Schlauchstück (26) so auf die Stärke des Werkzeugs (18) abgestimmt sind, dass auf dieses keine wesentlichen axialen Kräfte ausgeübt werden, wenn die Halsmutter (16) gegen den Spannflansch (14) gespannt wird, und dass das Werkzeug (18) überwiegend durch radiale Kräfte festgelegt wird, die von dem komprimierten Schlauchstück (26) auf den Innenrand der Nabenbohrung (19) des Werkzeugs (18) ausgeübt werden.
Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, wobei das Schlauchstück (26) auf die Halsmutter (16) aufgesteckt ist und keinen Verbund mit ihr hat.
Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, wobei die Halsmutter (16) und das Schlauchstück (26) fest mit dem Werkzeug (12) verbunden sind.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei zwischen dem Werkzeug (12) und der anliegenden Spannfläche des Spannflansches (14) kein elastomeres Material vorgesehen ist.
Spannvorrichtung zum Festlegen eines Werkzeugs (18) auf einer Antriebsspindel (12), die einen Spannflansch (14) trägt, wobei die Spannvorrichtung eine Mutter (16) aufweist, die auf die Antriebsspindel (12) aufgedreht wird, sowie vibrationsdämpfende Mittel (26) zwischen dem Werkzeug (12) und der Mutter (16), dadurch gekennzeichnet, – dass die Mutter eine Halsmutter (16) ist – dass die vibrationsdämpfenden Mittel als ein Schlauchstück (26) zwischen der Innenseite der Nabenbohrung (19) des Werkzeugs (12) und der Außenseite des Halsbereichs (20) der Halsmutter (16) vorgesehen sind und – dass das Schlauchstück (26) vor dem Zusammenbau einen axialen Überstand (28) aufweist oder im zusammengebauten Zustand komprimiert oder gestaucht ist.
Werkzeug, z. B. Schleifscheibe (18), mit eingepresster Halsmutter (16), dadurch gekennzeichnet, dass zwischen der Innenseite der Nabenbohrung (19) des Werkzeugs (12) und der Außenseite des Halsbereichs (20) der Halsmutter (16) ein Schlauchstück (26) zur Vibrationsdämpfung vorgesehen ist und dass das Schlauchstück (26) komprimiert oder gestaucht ist.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, Spannvorrichtung nach Anspruch 6 und Werkzeug nach Anspruch 7, wobei das elastische Material des Schlauchstücks (26) ein Polyurethan-Elastomer mit einer Rückprallelastizität [DIN 53512] von 70% und einer Härte [DIN 53505] von 80 ± 5 Shore A ist.