DE4238466C1 - Schnellspanneinrichtung zum axialen Festspannen eines scheibenförmigen Werkzeugs - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Schnellspanneinrichtung zum axialen Festspannen eines scheibenförmigen Werkzeugs, insbesondere einer Schleifscheibe, an einem Flansch einer angetriebenen Spindel mit einer mit einem Innengewinde versehenen Spannmutter, die auf einem Gewindezapfen der Spindel aufschraubbar ist, wobei das scheibenförmige Werkzeug zwischen im Abstand zueinander veränderbaren Anlageflächen des Flansches und der Spannmutter eingespannt gehalten ist.

Bei bekannten Schnellspanneinrichtungen für Winkelschleifer wird nach dem Aufsetzen der Schleifscheibe die Spindel mit einem Gabelschlüssel oder einer eingebauten Spindelarretierung festgehalten, und es wird dann die Spannmutter von Hand aufgesetzt und mittels eines Schlüssels festgezogen. Dieser letzte Schritt ist eigentlich überflüssig. Beim Einschalten läuft die Spindel ruckartig schnell an, so daß aufgrund der Massenträgheit ein selbsttätiges Festspannen der Schleifscheibe erfolgt. Beim anschließenden Arbeiten zieht sich die Spannvorrichtung weiter von selbst an.

Zum Werkzeugwechsel wird die Spindel festgehalten und die Spannmutter mittels eines Schlüssels, oft unter beträchtlichem Kraftaufwand, gelöst. Es ist nun auch möglich, bei Maschinen mit Spindelstopp kurz vor Stillstand der Spindel diese schlagartig zu blockieren mit der Folge, daß die Schleifscheibe aufgrund ihrer Massenträgheit sich weiterdreht und dabei die Spannmutter löst. Wird dieser Spindelstopp bei zu hoher Drehzahl ausgelöst, so kann die schnellaufende Schleifscheibe die Spannmutter vollständig herunterschrauben. Die immer noch rotierende Scheibe kann dann von der Spindel herabfallen und Unfälle und Schäden verursachen.

Aus den DE-OS 30 12 836, 37 00 968, 39 03 765, 39 03 767, 39 17 345, EP 0 381 809, WO 88/04975 und WO 88/04976 sind verschiedene Schnellspannvorrichtungen für scheibenförmige Werkzeuge bekannt, die alle den beschriebenen Nachteil aufweisen.

In Vermeidung des geschilderten Nachteils liegt der vorliegenden Erfindung die Aufgabe zugrunde, die eingangs beschriebene Schnellspanneinrichtung so zu verbessern, daß ein vollständiges selbständiges Abschrauben der Spannmutter bei Betätigung des Spindelstopps ausgeschlossen wird.

Zur Lösung dieser Aufgabe sieht sie Erfindung vor, daß das Werkzeug durch mindestens eine weitere am Werkzeug anliegenden Haltefläche eines zusätzlichen Stützmittels über Federkraft gegen den Flansch gedrückt wird und daß dieses zusätzliche Stützmittel drehgesichert mit der Spindel verbunden ist.

Durch diese vorgeschlagene Maßnahme wird sichergestellt, daß kurz nach dem Lösen der Vorspannung die Spannmutter den Kontakt mit dem sich weiterdrehenden scheibenförmigen Werkzeug verliert und durch dieses nicht mehr weitergedreht und vollständig abgeschraubt werden kann. Ein vollständiges Abschrauben der gelösten Spannmutter ist aber ohne weiteres ohne Werkzeug dann von Hand möglich, so daß für den Werkzeugwechsel keine Hilfswerkzeuge erforderlich sind.

Eine konstruktiv besonders einfache Ausführungsform sieht vor, daß das mit der Spindel drehgesichert verbundene Stützmittel als auf der Spindel axial verschiebbare Druckscheibe ausgebildet ist, wobei die werkzeugseitige Fläche dieser Druckscheibe die Haltefläche abgibt. Zwischen der Druckscheibe und der Spannmutter ist zur Erzielung der Federkraft mindestens eine Druckfeder vorgesehen, vorzugsweise eine raumsparende Tellerfeder.

Besonders vorteilhaft kann die Spannmutter mit einer Ausnehmung für die Druckscheibe und die Druckfeder versehen sein, wobei die Druckscheibe mit axialem Spiel in dieser Ausnehmung unverlierbar gehalten ist. Es wird so die Spannvorrichtung praktisch leicht handhabbar einstückig. Durch eine solche Baueinheit wird die Wartung und Montage wesentlich erleichtert, und es müssen beim Werkzeugwechsel nur sehr wenige Teile gehandhabt werden. Auch Montagefehler werden so verhindert, und insbesondere kann das Bauvolumen klein gehalten werden.

Platzsparend kann das axiale Spiel und entsprechend auch der mögliche Federhub durch eine Schulter der Spannmutter und eine mit dieser Schulter zusammenwirkende Fläche der Druckscheibe begrenzt sein, wobei in gelöstem Zustand der Spannmutter die Fläche der Druckscheibe unter Vorspannung gegen die Schulter der Spannmutter gepreßt ist. Bei dieser Ausbildung sind nur relativ geringe Vorspannwege erforderlich, und trotzdem wird sichergestellt, daß bei gelöster Vorspannung die Spannmutter nicht mehr vom Schwung des noch drehenden scheibenförmigen Werkzeugs mitgenommen wird.

Besonders einfach kann zur Drehsicherung Druckscheibe - Spindel die Spindel mit mindestens einer Längsnut und die Druckscheibe mit mindestens einer in diese Längsnut eingreifenden Nase versehen sein. Um ein einseitiges Verziehen der Spindel zu verhindern, wird die Drehsicherung zweckmäßigerweise symmetrisch ausgebildet. Bspw. können entsprechend zwei Längsnuten und zugeordnet zwei Nasen vorgesehen werden.

Zur Herabsetzung des Herstellungsaufwands kann die Druckscheibe und der auf der Spindel angeordnete Flansch über eine gemeinsame Drehsicherung gegen Verdrehen auf der Spindel gesichert sein, bspw. in Form von Abflachungen, Nut-und-Feder, Einlegekeil oder ähnlichem.

Herstellungsmäßig besonders einfach kann die Spannmutter einen zylindrischen Teil mit dem Innengewinde und einen anschließenden scheibenförmigen Teil aufweisen, wobei die Druckfeder durch den zylindrischen Teil zentriert ist und sich am scheibenförmigen Teil abstützt. Ferner kann der scheibenförmige Teil an seinem Außenumfang einen axialen Ring tragen, der mit Abstand vom scheibenförmigen Teil die nach innen vorspringende Schulter aufweist, wobei eine Außenseite der Schulter und eine Stirnfläche des axialen Rings die Anlagefläche der Spannmutter am scheibenförmigen Werkzeug abgeben. Zweckmäßigerweise kann zwischen dem scheibenförmigen Teil und Ring eine Einweg-Drehmomentbegrenzungskupplung eingebaut sein, welche in Anzugsrichtung nur ein vorbestimmtes Moment überträgt und in Löserichtung blockiert.

Weitere erfindungsgemäße Ausbildungen sind den Unteransprüchen zu entnehmen und werden mit ihren Vorteilen anhand der beigefügten Zeichnungen in der nachstehenden Beschreibung näher erläutert. Es zeigt:

Fig. 1 einen Längsschnitt durch eine Schnellspanneinrichtung; und

Fig. 2 eine axiale Ansicht entsprechend dem Pfeil II in Fig. 1.

Das in den Fig. 1 und 2 dargestellte einzige Ausführungsbeispiel einer Schnellspanneinrichtung 1 weist eine Spindel 2 mit Gewindezapfen 3 auf. Auf dem Gewindezapfen 3 ist, ggf. drehgesichert, ein Flansch 4 aufgesteckt. Auf dem Gewindezapfen 3 ist eine Spannmutter 5 aufgeschraubt, wobei zwischen einer Anlagefläche 6 des Flanschs 4 und einer Anlagefläche 7 der Spannmutter 5 ein scheibenförmiges Werkzeug 8, z. B. eine Schleif- oder Trennscheibe, ein Sägeblatt oder dgl., über Zentrierabsätze 9 zentriert festgespannt ist.

Die Spannmutter 5 selbst besteht aus mehreren zu einer Baueinheit zusammengesetzten Teilen. Ein zylindrischer Teil 10 weist ein Innengewinde 11 auf, in dem der Gewindezapfen 3 der Spindel 2 aufgenommen ist. Der zylindrische Teil 10 geht einstückig in einen scheibenförmigen Teil 12 über, auf den wiederum ein axialer Ring 13 ggf. unter Zwischenschaltung einer Einwegkupplung aufgesetzt ist, der eine nach innen ragende umlaufende Schulter 14 aufweist. Diese Schulter 14 gibt zusammen mit der Stirnseite des axialen Rings 13 die Anlagefläche 7 ab, die mit dem scheibenförmigen Werkzeug 8 zusammenwirkt.

Der axiale Ring 13 bildet zusammen mit dem scheibenförmigen Teil 12 eine Ausnehmung 15, in die der zylindrische Teil 10 hineinragt und in der eine Druckscheibe 16 und eine Tellerfeder 17 angeordnet sind. Die Tellerfeder 17 ist auf dem zylindrischen Teil 10 zentriert gehalten, und sie drückt die Druckscheibe 16 in gespanntem Zustand über eine Haltefläche 18 gegen das scheibenförmige Werkzeug 8.

Die Druckscheibe 16 weist eine abgesetzte umlaufende Fläche 14 auf, die in gelöstem Zustand der Spannmutter 5 infolge der Vorspannung der Tellerfeder 17 an der Schulter 14 anliegt. Die Druckscheibe 16 weist ferner symmetrisch am Umfang verteilt zwei Nasen 19 oder andere Drehmitnahmemittel auf, die in Längsnuten 20 des Gewindezapfens 3 eingreifen, so daß die Druckscheibe 16 drehfest aber axial verschiebbar auf dem Gewindezapfen 3 gehalten ist.

Die Funktionsweise der Schnellspanneinrichtung 1 ist nun folgende: Nach dem Abschalten der die Schnellspanneinrichtung 1 tragenden, nicht näher dargestellten Maschine wird während des Auslaufens ein ebenfalls nicht dargestellter, an und für sich bekannter Spindelstopp betätigt und damit die Spindel 2 schlagartig blockiert. Das scheibenförmige Werkzeug 8 dreht infolge seiner Massenträgheit weiter und rutscht dabei auf der Anlagefläche 6 des Flanschs 4. Durch Reibung wird die Anlagefläche 7 der Spannmutter 5 mitgenommen und so die Spannmutter 5 gelöst.

Die Tellerfeder 17 drückt auch beim Lösen der Anlagefläche 7 die Druckscheibe 16 mit ihrer Haltefläche 18 weiter gegen das scheibenförmige Werkzeug 8, und es bildet sich so beim Weiterdrehen der Spannmutter 5 zwischen der Anlagefläche 7 der Spannmutter 5 und dem scheibenförmigen Werkzeug 8 ein kleiner Spalt, der sicherstellt, daß die Spannmutter 5 nun nicht mehr durch die Reibung weitergedreht werden kann. Die Druckscheibe 16 ist durch die Drehsicherung Nasen 19, Längsnuten 20 am Mitdrehen gehindert und hilft so, das scheibenförmige Werkzeug 8 weiter abzubremsen, wobei es stets gegen den Flansch 4 gepreßt wird. Die Vorspannung der Tellerfeder 17 läßt nun aber ein Abschrauben der Spannmutter 5 von Hand ohne weiteres zu, nachdem durch den Schwung des scheibenförmigen Werkzeugs 8 die Vorspannung gelöst wurde.

Zum Aufbringen eines neuen scheibenförmigen Werkzeugs 8, bspw. einer Schleifscheibe, wird wiederum der Spindelstopp eingedrückt. Nach dem Auflegen des Werkzeugs 8 wird die Spannmutter 5 von Hand aufgeschraubt, bis sie am scheibenförmigen Werkzeug 8 anliegt. Die Kraft der Tellerfeder 17 ist so bemessen, daß die Anlagefläche 7 ohne Mühe von Hand am scheibenförmigen Werkzeug 8 zur Anlage gebracht werden kann. Dies ist vollständig ausreichend. Das scheibenförmige Werkzeug 8 zieht sich beim ersten Einschalten der Maschine und beim anschließenden Arbeiten von selbst weiter fest.

Claims (9)

1. Schnellspanneinrichtung (1) zum axialen Festspannen eines scheibenförmigen Werkzeugs (8), insbesondere einer Schleifscheibe, an einem Flansch (4) einer angetriebenen Spindel (2) mit einer mit einem Innengewinde (11) versehenen Spannmutter (5), die auf einem Gewindezapfen (3) der Spindel (2) aufschraubbar ist, wobei das scheibenförmige Werkzeug (8) zwischen im Abstand zueinander veränderbaren Anlageflächen (6, 7) des Flanschs (4) und der Spannmutter (5) eingespannt gehalten ist, dadurch gekennzeichnet, daß das Werkzeug (8) durch mindestens eine weitere am Werkzeug (8) anliegende Haltefläche (18) eines zusätzlichen Stützmittels über Federkraft gegen den Flansch (4) gedrückt wird und daß dieses zusätzliche Stützmittel drehgesichert mit der Spindel (2) verbunden ist.

2. Schnellspanneinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das mit der Spindel (2) drehgesichert verbundene Stützmittel als auf der Spindel (2) axial verschiebbare Druckscheibe (16) ausgebildet ist, und daß die werkzeugseitige Fläche dieser Druckscheibe (16) die Haltefläche (18) abgibt.

3. Schnellspanneinrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen der Druckscheibe (16) und der Spannmutter (5) mindestens eine Druckfeder vorgesehen ist, vorzugsweise eine Tellerfeder (17).

4. Schnellspanneinrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Spannmutter (5) mit einer Ausnehmung (15) für die Druckscheibe (16) und die Druckfeder (17) versehen ist und daß die Druckscheibe (16) mit axialem Spiel in dieser Ausnehmung (15) unverlierbar gehalten ist.

5. Schnellspanneinrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß das axiale Spiel durch eine Schulter (14) der Spannmutter (5) und eine mit dieser Schulter (14) zusammenwirkende Fläche (14′) der Druckscheibe (16) begrenzt ist, wobei in gelöstem Zustand der Spannmutter (5) die Fläche (14′) der Druckscheibe (16) unter Vorspannung gegen die Schulter (14) der Spannmutter (5) gepreßt ist.

6. Schnellspanneinrichtung nach einem der Ansprüche 2 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß zur Drehsicherung Druckscheibe (16) - Spindel (2) die Spindel (2) mit mindestens einer Längsnut (20) und die Druckscheibe (16) mit mindestens einer in diese Längsnut (20) eingreifenden Nase (19) versehen ist.

7. Schnellspanneinrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Druckscheibe (16) und der auf der Spindel (2) angeordnete Flansch (4) über eine gemeinsame Drehsicherung gegen Drehen auf der Spindel (2) gesichert sind.

8. Schnellspanneinrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Spannmutter (5) einen zylindrischen Teil (10) mit dem Innengewinde (11) und einen anschließenden scheibenförmigen Teil (12) aufweist, daß die Druckfeder (17) durch den zylindrischen Teil (10) zentriert ist und sich am scheibenförmigen Teil (12) abstützt, daß ferner der scheibenförmige Teil (12) an seinem Außenumfang einen axialen Ring (13) trägt, der mit Abstand vom scheibenförmigen Teil (12) die nach innen vorspringende Schulter (14) aufweist, wobei eine Außenseite dieser Schulter (14) und eine Stirnfläche des axialen Rings (13) die Anlagefläche (7) der Spannmutter (5) abgeben.

9. Schnellspanneinrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche 2 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Druckscheibe (16) einen Zentrierabsatz (9) für das Werkzeug (8) aufweist.