DE3832624C2 - - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Schnellspanneinrichtung für auf der Arbeitswelle einer Elektrowerkzeugmaschine angebrachte scheibenförmige Werkzeuge gemäß dem Oberbegriff des Anspruches 1.

Eine derartige Einrichtung ist durch die EP 02 31 500 A2 bekannt. Die Entlastung eines der am Werkzeug anliegenden Flansche vom Ein­ spanndruck für das Werkzeug erfolgt hierbei durch Freigabe von den Flansch gegen axiales Verschieben auf der Arbeitswelle si­ chernden Stützmitteln in Form von Rollkörpern, die in den Raum zwischen der Arbeitswelle und dem Spannflansch eingebracht sind. Die Rollkörper sind zu diesem Zweck quer zu ihrer Stützrichtung willkürlich in einen Ausweichraum bewegbar.

Eine solche Einrichtung weist den Nachteil auf, daß das für das Lösen der Spannmutter erforderliche Drehmoment, das manuell auf­ zubringen ist, verhältnismäßig groß ist, desgleichen ihr Bauvolumen.

Durch die DE-PS 37 05 638 ist eine Spanneinrichtung der gattungs­ gemäßen Art bekannt, bei welcher der Stellring an seinem Innen­ umfang mit Aussparungen für das radiale Ausweichen von Kugeln versehen ist, die radial auf mit geneigten Flächen versehene Stützkörper einwirken. Zum Festspannen des Werkzeugs wird der Stellring in eine Position gedreht, in der die Kugeln von der Innenwandung des Stellrings radial gegen die Stützkörper gedrückt werden, wodurch diese eine mit korrespondierenden Schrägflächen versehene Spannscheibe gegen das Werkzeug pressen. In dieser Spannlage wird der Stellring durch Schraubenfedern gehalten.

Zum Lösen der Verspannung wird der Stellring in Umfangsrichtung gegen die Rückstellkraft der Schraubenfedern so weit gedreht, bis die Kugeln radial in die Aussparungen an seinem Innenumfang ausweichen können. Dadurch werden die Stützkörper radial ent­ lastet und können in dieser Richtung ausweichen. Dies hat zur Folge, daß die Spannscheibe Axialspiel erhält und somit vom Ein­ spanndruck entlastet ist.

Das zum Lösen der Spannmutter erforderliche Drehmoment ist bei einer derartigen Spanneinrichtung verhältnismäßig groß.

In der DE-OS 36 44 440 ist eine Spanneinrichtung zum lösbaren Be­ festigen eines Werkzeugs dargestellt und beschrieben, bei der ein relativ zur Spindel verschiebbarer und drehmomentübertragend mit dieser gekoppelter Flansch über ein Stützelement gegen axiales Verschieben sicherbar und vom Spanndruck für das Werk­ zeug entlastbar ist. Das Stützelement ist dabei als Ringteil ausgebildet. Ringteil und Flansch weisen auf den einander axial zugewandten Stirnflächen linkssteigende Schrägflächen auf, die im Einspannfall des Werkzeugs durch Hochgleiten des Flanschs und des Ringteils entlang der Schrägflächen eine axiale Spreiz­ stellung einnehmen. Diese Stellung ist durch eine Zunge gesichert, welche die Anlage einer Sperrnase an der Mitnehmerfläche des Ringteils bewirkt.

Zum Lösen des Werkzeugs ist die Spindel mittels einer Arretier­ einrichtung oder sonstwie zu blockieren, die Sicherungszunge zwecks Freigabe der Sperrnase freizugeben und danach das Werkzeug so zu drehen, daß die Schrägflächen des Flanschs keilabwärts auf den Schrägflächen des drehbaren Ringteils gleiten. Dadurch be­ wegt sich der Flansch axial auf das Ringteil zu, wodurch er vom Einspanndruck entlastet ist.

Eine solche Spanneinrichtung weist den Nachteil auf, daß zum Lösen des Werkzeugs die Spindel mittels einer Zusatzeinrichtung bzw. durch entsprechende Werkzeuge blockiert werden und eine besondere Sicherungsvorrichtung gelöst werden muß. Außerdem ist hierbei der Keilwinkel der miteinander korrespondierenden Keilflächen vorzugsweise so zu wählen, daß Selbsthemmung eintritt.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Einrichtung der gattungsgemäßen Art zu schaffen, bei der das zur Entlastung eines der am Werkzeug anliegenden Flansche vom Einspanndruck für das Werkzeug notwendige Lösemoment gering ist und bleibt und die ferner ein Geringstmaß am Bauvolumen beansprucht.

Diese Aufgabe ist erfindungsgemäß mit den kennzeichnenden Merk­ malen des Anspruches 1 gelöst.

Weiterbildungen und zweckmäßige Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen charakterisiert.

Die erfindungsgemäße Schnellspanneinrichtung wird im nachstehen­ den anhand der Zeichnung, die zwei Ausführungsbeispiele veran­ schaulicht, erläutert. Es zeigt

Fig. 1 eine Schnellspanneinrichtung mit in Ratschen­ verbindung stehendem Spannflansch in perspektivischer Darstellung, teilweise im Schnitt,

Fig. 2 einen Halbschnitt durch eine Schnellspann­ einrichtung, bei welcher der Spannflansch formschlüssig mit der Spannmutter vereinigt ist,

Fig. 3 eine Teilansicht entlang des Schnittes A-B durch Fig. 2,

Fig. 4 eine Teilansicht längs des Schnittes C-D durch Fig. 2.

Bei der Schnellspanneinrichtung gemäß Fig. 1 ist mit 10 die Ar­ beitswelle zum Beispiel eines Winkelschleifers, mit 11 der Spannflansch, mit 12 die Spannmutter und mit 13 der Gegenflansch bezeichnet. Zwischen Spannflansch 11 und Gegenflansch 13 ist das scheibenförmige Werkzeug 14 in Form einer Schleifscheibe oder dergleichen Bauteil eingespannt.

Die einander gegenüberliegenden Flächen der Spannmutter 12 und des Spannflansches 11 sind mit Schrägflächen 15, 16 in Form von Ratschen oder Schanzen versehen, die miteinander korrespondieren. Der Spannflansch 11 ist in dem infolge der T-förmigen Ausbildung der Spannmutter 12 vorhandenen Freiraum 17 konzentrisch zur Spannmutter angeordnet und so ausgebildet, daß seine Mantelfläche auf derselben gedachten gemeinsamen Zylindermantelfläche liegt wie die Mantelfläche der Spannmutter 12. Über die Mantelfläche der Spannmutter 12 ist eine Schlingfeder 18 geschoben, die hier rechtsgängig ist und deren eines Ende in der Spannmutter 12 fi­ xiert ist, wogegen deren anderes Ende in eine Ausnehmung in einem Stellglied 20 in Form eines Stellrings eingreift. In einer Boh­ rung 21 des Spannflansches 11 ist wenigstens ein Anschlagstift 22 fest angeordnet, der sich in einen in der Spannmutter 12 ange­ brachten, kreisbogenförmig verlaufenden Schlitz 23 hinein erstreckt und etwa bündig mit der Oberfläche der Spannmutter 12 abschließt. Am Anschlagstift 22 stützt sich eine Feder 24 ab, welche die Lage des Spannflansches 11 und der Spannmutter 12 re­ lativ zueinander festlegt. Zweckmäßiger werden zwei oder auch mehr Anschlagstifte 22 und Federn 24 vorgesehen.

Die Wirkungsweise der Schnellspanneinrichtung ist folgende:

Bei einer von Hand vorgenommenen Drehung des Stellgliedes 20 in Pfeilrichtung (Rechtsdrehung "Anziehen") legt sich die Schlingfeder 18 an die Mantelflächen der Spannmutter 12 und des Spannflansches 11 an. Spannmutter 12 und Spannflansch 11 bzw. deren Ratschen 15, 16 befinden sich dabei durch die Wirkung der Federn 24 in einer geöffneten Position. Beim Weiterdrehen des Stellgliedes 20 werden der Spannflansch 11 und die Spannmutter 12 bis zum handfesten Anziehen mitgenommen. Durch die hierbei auf­ tretenden Axialkräfte ergibt sich über das Ratschenprofil ein Drehmoment zwischen Spannflansch 11 und Spannmutter 12, wodurch die Schlingfeder 18 sperrt und den Sperrzustand aufrechterhält.

Die Schlingfeder verhindert also aufgrund der beim Festziehen des Stellgliedes 20 auftretenden Axialkräfte eine Relativbewegung zwischen Spannflansch 11 und Spannmutter 12, bewirkt den Einspann­ druck für das Werkzeug und hält diesen selbsttätig aufrecht.

Durch entgegengesetztes Drehen des Stellgliedes 20, das ebenfalls manuell erfolgt (siehe Drehpfeil "Lösen") wird der Sperrzustand der Schlingfeder 18 schlagartig aufgehoben, wodurch sich Spannflansch 11 und Spannmutter 12 und damit deren Ratschen 15 und 16 relativ zueinander verdrehen, mit der Folge des Abbaues der Axialkraft und Entlastung des Spannflansches 11 vom Einspann­ druck für das Werkzeug 14.

Bei einer Ausführungsform der Schnellspanneinrichtung gemäß den Fig. 2 bis 4 ist der Spannflansch 11 mit der Spannmutter 12 formschlüssig vereinigt, beispielsweise durch eine Vierkantpassung. Zur Sicherung des Spannflansches 11 gegen Herausrutschen ist ein Sicherungsring 25 vorgesehen. Die Ratschen 16 des Spannflansches 11 stehen dabei im Eingriff mit den Ratschen 26′ eines Zwischenflansches 26, der in einer Passung 27 in der Spannmutter 12 drehbar angeordnet ist. Die mit ihrem einen Ende in einer Radialbohrung 28 im Spannflansch 12 gehaltene und mit ihrem anderen Ende im Stellglied 20 fixierte Schlingfeder 18 umgreift die Mantelfläche des Zwischenflansches 26 und die Mantelfläche der hier ebenfalls T-förmig gestalteten Spannmutter 12. In dem dadurch gewonnenen Freiraum 17′ sind sowohl der Spannflansch 11 als auch der Zwischenflansch 26 untergebracht. Das Stellglied 20 (Stellring) einschließlich des Zwischenflansches 26 und der Schlingfeder 18 sind mittels einer Tellerfeder 29 an einem Bund 30 des Spannflansches 11 abgestützt. Zur Aufnahme des unteren Endes der Schlingfeder 18 ist der Stellring 20 mit einem geschlitzten Ansatz 20′ versehen, an dem auch die Tellerfeder 29 angreift (siehe hierzu Fig. 4).

Wie insbesondere auch aus Fig. 3 ersichtlich ist, weist der Zwischenflansch 26 eine Ringnut 31 auf, in welche eine Ringfeder 32 eingelegt ist. Das eine Ende der Ringfeder hintergreift dabei einen fest in der Spannmutter 12 angebrachten und in eine Erwei­ terung 31′ in der Ringnut eintauchenden Stift 33, das andere Ringfe­ derende liegt an der der stiftseitigen Begrenzungskante der Erweiterung 31′ gegenüberliegenden Kante der Erweiterung an.

Das Stellglied 20 ist zur guten Handhabung in seinem werkzeugsei­ tigen Bereich radial nach außen konisch erweitert, und zur Abdichtung des Spaltes zwischen Spannmutter 12 und Stellring 20 dient ein Dichtring 34 z. B. in Form eines O-Rings. Der Gegenflansch ist mit 13 bezeich­ net.

Die Funktionsweise der Schnellspanneinrichtung nach den Fig. 2 bis 4 entspricht derjenigen gemäß Fig. 1, lediglich mit dem Un­ terschied, daß die Spannmutter 12 nicht unmittelbar über Schrägflächen im Eingriff mit dem Spannflansch 11 steht, sondern mit diesem eine formschlüssige Einheit bildet, die über die Schrägflächen bzw. Ratschen 26′ eines Zwischenflansches 26 zusam­ men wirkt. Damit ist der Vorteil verknüpft, daß die Schlingfeder 18 keine Axialbewegung ausführen muß. Außerdem wird durch die Verwendung des Zwischenflansches 26 das Lösemoment geringer und bleibt praktisch konstant.

Die Ringfeder 32 bewirkt bei entlastetem Spannflansch stets eine definierte Lage der miteinander korrespondierenden Schrägflächen.

Claims (10)

1. Schnellspanneinrichtung für auf der Arbeitswelle einer Elektrowerkzeugmaschine angebrachte scheibenförmige Werk­ zeuge, die das Werkzeug zwischen sich aufnehmende Flansche, eine Spannmutter und einen Stellring umfaßt und bei der einer der Flansche manuell vom Einspanndruck für das Werkzeug entlastbar ist, dadurch gekennzeichnet, daß Einspann- und Entlastungsfunktionen übernehmende Flansche (11, 26) mit der Spannmutter (12) durch zusammen­ wirkende Schrägflächen in kraftschlüssige Verbindung bringbar sind und die Spannmutter (12) mit einem der Flansche (11, 26) mittels einer Schlingfeder (18) kuppelbar ist, die axial- kraftbedingte Relativ-Drehbewegungen der miteinander korrespondierenden, durch Federkraft in einer definierten Lage zueinander gehaltenen Schrägflächen verhindert und die mit Hilfe eines Stellglieds (20) spann- und entspannbar ist.

2. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Spannmutter (12) und der Spannflansch (11) an ihren einander gegenüberliegenden Stirnflächen mit Ratschenpro­ filen (15, 16) versehen sind und daß um deren Mantelflächen eine Schlingfeder (18) herumgelegt ist, deren eines Ende im Stellglied (20) und deren anderes Ende in der Spann­ mutter (12) fixiert ist, und daß die Spannmutter (12) und der Spannflansch (11) durch eine Feder (24) in einer defi­ nierten Relativlage und begrenzt zueinander verdrehbar ge­ halten sind.

3. Einrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Feder (24) in einem in der Spannmutter (12) angebrachten kreisbogenförmig verlaufenden Schlitz (23) angeordnet ist und sich mit ihrem einen Ende an einem in den Schlitz hineinragenden zylindrischen, fest im Spannflansch (11) sitzenden Anschlagstift (22) und mit ihrem anderen Ende an der dem Anschlagstift abgekehrten Innenwandung des Schlitzes (23) abstützt.

4. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die mittels des Stellglieds (20) spann- und entspannbare Spannmutter (12) mit dem Spannflansch (11) formschlüssig vereinigt ist und der letztere an seiner dem Werkzeug (14) abgewandten Fläche mit Ratschen (16) versehen ist, die mit Ratschen (26′) eines Zwischenflansches (26) zusammenwirken, und daß die Schlingfeder (18) an den Mantelflächen der Spannmutter (12) und des Zwischenflansches (26) angreift.

5. Einrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Zwischenflansch (26) mit einer Ringnut (31) für die Aufnahme einer Ringfeder (32) versehen ist, deren eines Ende einen fest in der Spannmutter (12) sitzenden, in eine Erweiterung (31′) der Ringnut (31) eintauchenden Stift (33) hintergreift und deren anderes Ende an der der stiftseitigen Begrenzungskante gegenüberliegenden Begrenzungskante der Erweiterung (31′) abgestützt ist.

6. Einrichtung nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekenn­ zeichnet, daß Stellglied (20), Schlingfeder (18) und Zwischen­ flansch (26) über eine Tellerfeder (29) gegen den Spann­ flansch (11) abgestützt sind.

7. Einrichtung nach den Ansprüchen 4 bis 6, dadurch ge­ kennzeichnet, daß der Spannflansch (11) durch eine Vierkant- oder ähnliche Verbindung mit der Spannmutter (12) form­ schlüssig vereinigt und mittels eines Sicherungsrings (25) am Herabfallen gehindert ist.

8. Einrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, ge­ kennzeichnet durch von unten nach links oben ansteigende Ratschen (15, 16) und rechtsgängiger Schlingfeder (18) bzw. umgekehrt.

9. Einrichtung nach den Ansprüchen 4 bis 7, gekennzeichnet durch von unten nach links oben ansteigenden Ratschen (16, 26′) und linksgängiger Schlingfeder (18) bzw. umgekehrt.

10. Einrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Stellglied (20) als in seinem werk­ zeugseitigen Bereich radial nach außen konisch erweiterter Stellring ausgebildet ist.